智能差压变送器的一般应用.docx

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智能差压变送器的一般应用

前言智能变送器采用了当今不少高新技术．如传感技术，微电子数字处理技术等，与常现变送器相比，具有精度高、稳定性好、可靠性高、测量范围宽、量程比大等特定。

更具优势的是它实现了数字通讯功能。

通过通讯协议可对智能变送器的各种参数进行变更、设定，实现远程调试、人机对话．在线监测各种数据。

和所有智能仪表一样，智能变送器也拥有完善的自诊断功能。

2智能差压变送器的应用以下关于智能变送器的实际应用例子、发挥其各种特点，解决过程控制测量中出现的各种问题：

需要指出的是，市场上存在着各种类型的智能变送器．内在功能将特性不尽相同，故文中所举的个别例子不一定具有普通性．2.1实际验证原始设计差压我厂铜碱洗工段再生岗位．有一差压式流量计用于空气流量的测量。

空气用于废铜液再生后铜比的调节。

这套流量计的设计差压值为10KPa．但一直无法正常运行。

现场操作人员只能凭借经验来判断、控制空气流量，给工艺操作伴来随意性、盲目性；门时．过多的空气量会使系统中的氧含量升高而威胁系统安全。

考虑到该空气流量小，工艺管道小，及原始设计中相应的艺参数存在偏差、从而使得理论验证原设计差压值变得意义不大。

在应用智能差压变送器后．利用智能差压变送器具有显示输入差压值的功能。

单位可以从规定的系列中选取，实际验证设计差压值变得非常方便，在岗位人员的配合下，实际测量了该流量计的工作差压值与最大差压值。

出乎意料的是，最大差压值竟达100KPa．是原设计值的10倍，无怪乎原差压式流量计不能正常运行。

按此差压值，用智能终端修改变送器的测量上限值、实现了空气流量的自动测量．解决了历史上未能解决、困扰已久的难题。

在差压式流量计应用中．尤其在小流量、小管道的测量中，可能存在工[艺参数个详或与实际情况存在严重偏差等系列问题．引起原始设汁差压值的严重误差，导致整套流量计异常。

此时，引用智能差压变送器可以起到化繁为简的作用，用它直接实际测量节流件前后的压差，据此修正原始设计值，使疑难问题迎刃而解。

2.2简化系统组成环节智能差压变送器只须通过简单的设定而获得与输入差压信号平方根关系的输出信号，因而可免于使用差压式流量计的开方环节．简化了测量、控制系统的构成。

好处是不言而喻的。

同时．开方后小信号切除又具有独到之处。

有两种小信号切除方式．其一与普通开方器-样，在输出信号小于切除点时进行完全切除．如图l所示。

称之为"零切除方式"：

其二是在输出信号小于切除点时．输出信号与输入差压信号成线性关系．如图2所示，称之为"线性切除方式"。

两种切除方式的切除点在0%-20%之间连续可调。

比较图1和图2可知．线性切除方式在测量下限流量时，有益于现场的操作。

2.3减少仪表备品数量中氮企业，氨合成塔主线进口氢、氟混合气流量的测量有大流量测量和小流量测量之说。

大流量用于合成塔正常生产时．小流量用于合成塔触媒更新后升温还原阶段。

用常规差压变送器来实现时。

在升温还原阶段，需装上小量程差压变送器（本厂实际差压值为16KPa，进行电炉升温时安全气量（即小流量）的测量控制；在升温还原阶段结束后，合成塔投入正常生产时．又需重新换装成大量程差压变送器（实际差压值为254KPa）。

通常常规差压变送器．不具备如此大的量程比。

为满生产需要，该流量的测量实际上配备了两台差压变送器。

利用智能差压变送器量程比大。

且有自设定、自校验能力．用其进行主线流量测量．仅需通过智能终端在控制室内进行小量程差压值和大量程差压值的修改、完成同样的目的。

避免了常规差压变送器的拆装校验．降低仪表工维护量，减少备品表数量。

常规差压变送器的量程比郁不大．像熟悉的1151差压变送器。

量程比为6：

1，而智能变送器的量程比至少可以达到30；1。

一般可达50：

1。

显而易见．如果用智能变送器作为常规4-20mA输出变送器的备品，可大大减少备品仪表的规格和数量。

2.4便于各种参数的现场显示仪表进行简单的设定，就可以使智能变送器内藏LCD模块显示各种不同的数据。

如压力受送器．可使LCD直接显示输入压力及相应单位，差压受送器，可使LCD指示单位自定的流量工程值等。

在某些场合可以省略现场一次指示仪表，如压力表、转子流量计等而不影响现场的监视与操作。

LCD显示模块具有强制自诊断显示功能，一旦被测参数超出量程或变送器本身故障，LCD将显示出错代码来替代原设定参数的显示，利于及时排除故障。

如果通过智能终端，可以从变送器中读出更多的过程信息。

3技术上有待改进的问题在使用中也发现．智能变送器还存在尚需提高的技术问题。

（1）如何实现对变送器的加密，保证各种设定数据的权威性。

（2）如何降低变送器在进行通讯时对供电电源的要求。

方便现场调试、维护。

（3）如何将变送器测出的其它信息，如环境温度、过程介质静压、差压值等可以在智能终端上显示的内容分离出来．以达一表多用。

（4）如何突破通讯协议上各自为政的局面，实现通讯的标准化、开放化。

4结束语虽然智能变送器的价格略高于常规模拟变送器，但其性能价格比却非常规仪表所能及。

上述几例仅归纳了智能变送器的几个特点，尚有其它优点限于篇幅不能一一列举。

总之，即使没有相应的DCS系统与之配套，合理选择智能变送器不存在大材小用问题，它能帮助自控人员提高生产效率，降低仪表工作量，减仪表备品备件，拓宽工作思路、提供解决问题新方法、新思路，最终提高生产过程的自动化水平。

之所以称之为"智能差压变送器的初级应用"．主要原因是未将智能变送器真正意义上的数字通讯功能与DCS系统结合起来，充分体现其综合优势。

仅用作常规变送器的替代，运用其某些特性来解决实际工作中的问题姑且作为现场智能仪表应用的初级经验奉献于同行。

差压式流量计的静压误差及其校正

作者：

发布日期：

2007-12-1823:

50:

14（阅122次）

关键词:

流量计流量差压式流量计

差压变送器的差压刻度通常是在负压室通大气的条件下校验的，安装到现场通入实际使用静压校零时，往往发现零位输出与负压室通大气校验时的零位输出不一致。

这种正负压室通入相同静压得到的零位输出评理通入大气校验时的零位称为静压误差。

差压变送器的静压误差是由其正负压室膜盒有效面积不相等引起的。

在DDZ－Ⅲ型差压变送器中，静压误差可高达±0.5％FS。

在智能型差压变送器中，由于装有静压传感器，并且通过实验的方法测出静压在规定的范围内变化时，零位输出的偏离值，然后在表内的单片机中将静压误差予以校正。

经过静压误差在线校正的差压变送器，残存的静压误差一般可降低到±0.1％以下，从而使其性能得到显著改善。

差压变送器的静压误差假如不作校正，将会给流量测量带来误差，有其是在相对流量较小时，影响更可观。

例如有一台DDZ－Ⅲ型差压变送器同节流装置一起组成差压式流量计'>流量计，在常用压力条件下其静压误差为0.5％FS，因未对此静压误差作调整就投入运行，则实际流量为零时，仪表的流量示值就可能达到7.1％FS，虽然小信号切除功能就将这一矛盾掩盖掉，但是其影响客观上是存在的，而且在全量程范围内±0.5％FS的差压偏离总是在起作用。

差压变送器在制造厂出厂前零作为一个重要指标检验过，但是残存的静压误差在仪表投运时还必须在使用现场通入实际静压的静压误差再一次检查校核。

其方法是向正负压室通入相同的静压，在本书第3章图3.14所示的系统图中，将三阀组的高低压阀中一个打开，另一个关闭，将平衡阀打开，假如怀疑正负压室内尚未布满被测介质，则可通过正负压室上的排气（或排液）阀排净积气（或积液），然后检查变送器的输出。

有的差压变送器带有开平方功能和小信号切除功能，在检查静压误差时应将小信号切除功能暂时解除，以观察真正的零位。

差压变送器的输出也可在流量显示仪表或DCS中读出，为了读出真正的零位输出，也需将小信号切除功能暂时解除。

将差压变送器与流量显示仪表配合起来检查零位输出，假如零位存在偏差，则可能的原因如下。

①差压变送器静压误差。

②差压变送器安装位置偏离正确位置引起零点偏移。

③流量显示仪表零点偏差。

这种偏差的代数和不会很大，最终是通过差压变送器的零点校准予以消除。

因此仪表投运前这一检查校准环节是开表投运操作中的重要一环。

差压式流量计'>流量计经过上述的静压误差及零点检查校准后，就可关闭平衡阀，开足高低压阀，投入运行。

来源：

中国发电网

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流量仪表的发展趋势及热点

来源：

作者：

发布日期：

2008-1-2118:

29:

20（阅158次）

关键词:

仪表发展流量

流量仪表的发展趋势及热点

近来，我国政府提出了以科学发展观建设“资源节约型、环境友好型”社会的国民经济指导方针后，由于流量测量涉及物流的计量，在生产中它是重要的信息源头；在管理上它是效益考核、节能、环保科学评价的依据。

无可置疑，在以上方面它都起着举足轻重的地位，倍受关注。

流量是一个推导量，影响它的因素较多，如：

流体的物性、流体流动的特性、现场环境、工艺的要求、安装、维护、经济性……等。

企图用一种仪表满足上述一切要求是不可能的。

所以相应的仪表原理达十多种，类型近200多，每一种仪表都有其优缺点，只可能在某个特定领域中发挥作用，仪表各尽所能，用户各取所需，尚没有一种仪表可以独占鳌头，取代其他一切仪表。

本人就流量仪表的发展趋势、热点发表一些看法。

浮光掠影，供大家参考。

一发展趋势

据专业网评估报告显示，流量仪表的销售额从2002年的31亿美元增长到2007年的35亿美元，年增长率仍达2.6。

其中传统仪表（节流、容积、涡轮、转子等）为负增长-2.2，2002年16.43亿，占总流量仪表的53；2007年15.05亿，占43，而新型仪表（电磁、超声、科氏等）年增长率约6.2，2002年14.57亿，占47；2007年增为20.19亿，占57。

其中：

　　上述评估认为传统仪表总的发展呈下降趋势，但也并非“一声令下，烟消云散”。

以孔板为例，它具有可干标及承受恶劣工况等优势，数十年来其他仪表无法取代，已装机容量十分庞大。

也有专业人士认为，市场趋势虽向新型流量计转变，但传统仪表的安装基数很大，取代将是一个很长的过程。

据某市场评估集团调查显示，流量仪表2003年世界市场排序为：

电磁、质量、节流、涡轮、孔板、科氏、容积、涡街、超声、均速管、皮托管、文丘利、喷嘴、热式、环孔、堰、弯管、激光等，但这个分类不合理，许多仪表（划下横线）均应算为节流，这样来看，节流从数量上应占市场第一位。

由于节流装置一般较为笨重，技术含量不高，国外厂商基本未涉足中国市场，我国工程中所用节流装置仍主要选用国内产品，据中国仪器仪表协会估计，传统节流装置年销售量为20万台以上，约6亿元人民币。

涡轮流量计在国外多用于测气体及粘度较小的液体，评估显示，从2002~2007年CAGR为-3.2，由2002年销售额的4.1亿美元降至2007年的3.48亿，专家认为：

超声的增长势头虽然咄咄逼人，而涡轮也较准确，与超声相比，价格便宜得多，而量程比为10:

1，大于差压式3倍多，在商业计量、贸易结算上仍有独特优势。

我国年销售量估计约2万台。

容积式流量计非速度型仪表，无直管段要求是其特点，准确度可达/-0.5以上，但较笨重，口径一般在200毫米以下，近五年CAGR为-2.7，由2002年销售量的5.2亿美元降至2007年的4.52亿美元。

我国油品计量多采用这种仪表，如各加油站用的加油机，国内年销售量估计为5万台。

二热点

1.电磁流量计

根据法拉弟电磁感应定律，即当导体在磁场中切割磁力线时，将在两端产生感应电动势，其大小与流速成正比，据此可测流量值。

电磁流量计最大的优点是管道中无任何阻力件，可测液固两相流、纸浆、矿浆、煤浆等，几乎没有压损，对直管段要求较小（上10D，下3D），精确度可达/-0.5。

测量范围可达50:

1，口径可大至3米。

市场销售　　　台数虽未必超过差压式，但其销售额居流量仪表市场魁首已是公认的事实。

世界各国著名自动化仪表公司，如ABB、西门子、Krohne、横河等，我国的几家大仪表厂，如开封、威尔泰、光华、川仪都将它做为主导产品，可惜均引进国外ABB技术，基本上没有自己创新的品牌。

电磁流量计虽有许多优点，但在国外市场已近饱和，CAGR已低至1.92。

而据ARC公司评估，由于中国近年来加大在水处理、矿业、造纸、制药等行业的投资力度，电磁流量计国内的CAGR将达到10.7，预计2008年为0.77亿美元。

2.超声流量计

根据超声波在管道中传播时，顺流向声波速度增大、逆向减小原理，测得时差大小即可知流体流速推算流量。

由于气体的声阻大于液体，气体超声波流量计难度大于液体，据美国GE公司介绍接受反射回来的信息能量仅为发射的万分之一，而时差仅10-9~10-12s。

近年来由于在能源结构中，天然气的比重日益加大、超声气体流量计准确度可达/-0.5以上，量程比为几十比一，口径可大至2m以上，是天然气商务计量、贸易结算很理想的流量计，我国西气东输工程较重要的贸易结算采用了几十台。

目前国外公司Instromet（荷）、GE、Emerson、Controlotron（美）、Krohne（德）、昌民（韩）均有产品；我国在1985年即开始研制曾有样机进行了试验，目前上海宝音、维思、唐山美伦、天津亿环、北京昌民（合资），均称已有产品，但据了解在现场应用中仍有不足之处，有待改进。

外夹式流量计因便于装卸、维护，颇受用户青睐，GE资深流量专家表示，过去因超声波穿过管壁能量损失及折射角等问题，使其难以问世，现美国Controlotron采用了宽束技术（WideBeamTM），使难题得以解决并已可提供1010GC、1010GCS系列外夹式产品，但管道内气体压力不得小于60Psig（约4.22kg/cm2）。

而GE公司采用了关联标记法（CorrelationMethod）突破了这一限制推出的CTF878外夹式气体超声波流量计（图1），可以测大气、压缩气体等。

它可无需在管道开孔就可应用于有腐蚀性、有毒、高纯、无菌等气体的流量测量。

3.科氏流量计

原理是当质量m以速度v在一个旋转体系中运动时，在质量m上将作用有向心力及切向的哥氏力，其大小取决质量m及流速v，如测得科氏力即可知质量流量。

为测科氏力，需激励管道产生振动，体积十分庞大。

口径仅0.2米，高度即达2米，因而口径难以超过0.25米，而精确度可高达/-0.5以上，且可以直接测量质量流量及密度，使用户不仅可获知流体的容积而且可了解其组成，特别适用于化学流程工业。

其次，维护成本极低，使用多年可无需重新校验，无直管段长度要求。

这些优点令其成为颇具发展潜力的流量仪表。

国外厂家有美国的MicroMotion（Emerson）、德国Krohne，我国有山西太行、浙江乐清-----等（图2）。

由于技术的发展，科氏流量计的应用领域已从测油品、液体矿浆扩展到气体。

美国燃气协会（AGA）认为科氏很适合测天然气，特别是压缩天然气加气站的商务计量，由于天然气在能源中的比重加大，为科氏在发展提供了很大的发展空间。

据ARC公司评估，近几年国际市场科氏会大幅增长，2007年销售额将达6.27亿美元，CAGR达7.6，仅次于超声。

在计量上，科氏与超声在口径上有较大的互补性，科氏常用口径为2寸左右，占90，通常最大口径到6寸（150mm）；而超声不适用于较小的管径。

由于科氏价格较贵（在相同口径下为电磁的10倍）。

我国多用容积式或涡轮代替，但维修、定期校验量较大，只要价格适当，在我国的市场潜力还是较大的。

4.两相流量计

为提高效率，降低成本，采取管道输送口在现代工业运输中得到广泛应用，两相流的流量测量日益迫切有待解决。

（1）液固两相

电磁流量计已成功解决含有纤维、固体的液体流量，如矿浆、煤浆、货浆、泥浆、污水等等，无须絮述。

（2）气固两相

由于气流中固体的冲刷、磨削，只能采取非接触式，我国兰州同位素研究所曾用同位素解决这一课题，但涉及环保等问题已很少采用。

目前德国SWR公司推出了一系列微波气固两相流量计，较成功用于各种现场，可惜价格较贵。

其原理（图3）当安装在管道上的传感器发射的微波束，穿过管道中的气固两相流，固体物流将吸收部分微波能量，通过测反射回来所削弱的微波能量可知固体流量。

据SWR公司称可测固体颗粒自1ns至1cm，流量可大至每小时数百吨，精确度/-2~5，安装简便，仅在管道上钻约20mm圆孔，焊上接头即可。

（3）气液两相

我国早于20多年前已从事此课题研究，天大、浙大、西安交大均有试验室研制，但至今仍未有产品推向市场，由于天然气开采特别是海上平台，难以采用笨重、庞大的分离器，迫切期待提供气液两相流量计，目前普遍采用的是用2台不同型号的差压流量计，串联测量，从2个读数来解流体中气液的容积比。

我国克拉气田购买了一台14"英国Solartron公司提供的MK1型湿气两相流量计，报价14.4万英磅，约230万元人民币，国内厂商估计生产成本不过数万元。

5.热式流量计

基于传热正比于流速的原理，通过测热源温度变化测量流量的仪表主要有2种型式：

（1）热分布式，热源处于管道外壁，管径较小，外径4~25毫米，最小流量可测0.3升/小时、多用于测微小流量；

（2）浸入式（插入式）。

热源处于管道内，与流体直接接触，多用大管道气体流量测量，近几年倍受关注。

从多国仪器仪表展览会参展来看，2001年仅3家，2005年已达19家。

这种仪表的优点是直接可测质量流量，灵敏度高，测气体流速可低至1m/s，弥补了差压式无法测低速的不足，且不易堵塞。

它的应用领域广阔，如取暖、环保、流程工业中低速、常温气体流量测量。

不足是准确度受流体组分影响，流体温度不宜超过200℃；热源会影响周围温度场，响应速度达1s，不适用于工控系统。

而最近了解到美国矽翔科技公司（Siago.Ltd）推出的一种以MEMS芯片做热敏元件的插入式热式流量计，改善了它的性能，这种MEMS芯片仅4×2mm，上刻有微热源、上下游温度检测件。

通过测气体流过芯片的温度场变化来了解流速大小以推算流量，由于热源极小不致影响管道中的温度场，也将响应时间提高到了0.1s，改善了调节品质也可用于工控系统。

6.新型节流装置

经典节流装置工作可靠，可承受恶劣的工况，孔板可干标等优点，长期以来取得用户的信任、占流量仪表市场份额60~70。

但不适用于两相流，而且要求直管段过长，现场难以保证，出现了一系列环形通道节流装置（详见本刊2006年一期）。

（1）环形孔板美国上世纪60年代推出，它不仅适用于两相流，而且对直管段长度要求较短，但压损较大。

（2）内锥式流量计（V-cone）美国上世纪八十年代中期推出（图4）

，可以解决上述2个问题，但内锥并非完美无缺，仍存在以下问题：

（a）力学结构为悬臂，易产生振动。

（b）取压点不合理，P1未必可反映整个截面的压力，P2处于锥体后漩涡区，压力有波动，且传压管易堵塞。

（c）直管段要求0~3D未必可行，7~10D较合理。

（d）尾锥后为漩涡，能量转换是不可逆的，动能不可能无损恢复为位能，不是节能仪表。

（3）梭式针对以上问题改进的专利产品

（a）采用三支杆固定流件——梭体。

（b）充分考虑直管段不足时流速分布不均匀性，在环形通道中，采取测多点（9~12）总压。

（c）尾锥不会产生漩涡，动能可平稳转换为位能，压损小，可节能。

7.二次表智能化

（1）影响流量测量的因素很多，计算繁琐，由于微电子、计算机技术的飞速发展，这一切就变得简单，可适应用户的各种要求。

例如，占流量仪表一半市场以上的差压式流量计量程比只能为3：

1，采用智能式差压变送器后，就可将量程比扩大到几十比1。

（2）根据用户的要求，二次表可通过智能化具有许多功能，如同时显示瞬时、累计流量；快速进行运算；工况实时补偿；系数实时修正；下限计费功能；分时计费；停电记录；定时抄表；自诊断；模拟数字兼容通信。

（3）近期德国Krohne公司推出的Optiflux电磁流量计，就具有十多种自诊断智能功能，使其工作更为可靠，性能提高，据称精确度可达/-0.2。

可以预计，二次表的智能化、多功能化是流量仪表研发中一个具有很大发展潜力的课题！

8.大管道气体流量的检测与校验

（笔者将另撰文详细说明。

）

三建议

1.发展趋势

（1）结构日趋简洁，从当前发展最快的3种流量仪表（电磁、超声、科氏）来看，机械结构都十分简洁，管道内既无转动件，又无节流件。

（2）功能力求完善，随着微电子、计算机、通信技术的飞速发展，流量仪表的功能日益完善、多样，不少机械部分难以解决的问题，依靠电子软件则迎刃而解，如Krohne的智能电磁流量计，不少超声流量计不仅可测流量，还可测流体密度、组分、热能等等。

（3）安装日益简便，工业自动化程度越高，用户越欢迎采用安装维护简便的产品，这也是插入式，外夹式仪表日益畅销的原因。

2.国产化刻不容缓

据了解，我国近年来进口仪器仪表约130亿美元，出口约30亿美元（多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表），国内大型工程选用国外仪表占2/3，而其价格为国产5~10倍，我国大型流量仪表企业主要依靠国外技术，缺乏拥有自主知识产权意识，创新乏力；自动化仪表国产化刻不容缓！

3.品种多，选用要实事求是

流量仪表品种、类型较多，正确选用并非易事，建议：

（1）不要轻信厂商宣传，厂商为利所图，往往对仪表的技术指标夸大其词，选用时要理性分析这些参数的依据，有无检验证明。

（2）按需选取，勿追求高指标，如不是用于商务计量，贸易核算，准确度要求可以降低，如工控系统的某些场合，检测、监控仪表的重复性、可靠性好就可以了。

（3）全面考虑经济指标，仪表的经济性并非限于一次购买费用，还要考虑安装维修（停产损失），是否节能（长期运行费）等因素。

作者：

来源：

现场仪表系统常见故障的分析步骤

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中国热工仪表网作者：

佚名发布日期：

2008-5-718:

05:

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关键词:

现场仪表系统常见故障的分析步骤

个人基本信息

姓　　名：

刘先生

性　　别：

男

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出生日期：

1968-06-30 （37）岁

民　　族：

汉

户　　籍：

中国湖南

身　　高：

168

婚姻状况：

已婚

学　　历：

本科

毕业院校：

西安电力学校

专　　业：

热工类:

热工测量及自动化

政治面貌：

党员

第二专业：

计算机类:

计算机科学与技术

身份证：

650104680630***

现有职称：

中级

毕业时间：

2003-07-01

现所地点：

新疆

　求职意向

求职类型：

全职

月薪要求：

月薪[5000]RMB

应聘职能类型一：

电厂运行/检修类

应聘职能类型二：

电力自动化类

应聘职能类型三：

应聘职能类型四：

应聘职能类型五：

应聘职能类型六：

希望工作地区：

福建,厦门

其他地区：

不限

可到职日期：

两个星期

　相关工作经历及特长

人才类型：

普通求职