?差壓變送器流量測(cè)量與校準(zhǔn)

2023-02-03 13:31:04 182

關(guān)鍵字：差壓變送器、流量計(jì)、校準(zhǔn)、壓力校驗(yàn)儀

圖片差壓變送器的應(yīng)用場(chǎng)景

  • 流量測(cè)量

為了得到流量參數(shù)，差壓變送器需要與節(jié)流裝置、流量積算儀配合使用。當(dāng)流體通過(guò)管道中的節(jié)流裝置時(shí)，其前后端產(chǎn)生壓力差。壓力差由差壓變送器測(cè)得，壓力差的大小與瞬時(shí)流量正相關(guān)。流量積算儀通過(guò)壓力、管道、流體、溫度等參數(shù)即可計(jì)算出流量。

  • 壓差測(cè)量

測(cè)量管道或房間的壓力差，比如潔凈間等。

  • 液位測(cè)量

利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差來(lái)測(cè)量容器內(nèi)液體的液位，液體中某一點(diǎn)的靜壓力與該點(diǎn)到液面的距離成正比，即：P=ρgh。

圖片差壓與流量

差壓式流量計(jì)是最常見(jiàn)的流量計(jì)之一。據(jù)估計(jì)，目前工業(yè)流量計(jì)中至少有40%是差壓裝置，其中孔板最受歡迎。

使用流體流過(guò)管道限制引起的壓降作為流量測(cè)量的概念可以追溯到 18 世紀(jì)，當(dāng)時(shí)它是由伯努利發(fā)現(xiàn)的。
下圖描述了Δp流量計(jì)工作原理的基本原理。

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差壓變送器流量測(cè)量工作原理

當(dāng)流體流過(guò)限制時(shí)，它會(huì)加速到更高的速度（即V2>V1），以保持質(zhì)量流量，因此其靜壓下降。該壓差（Δp）是流經(jīng)設(shè)備的流量的量度。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，對(duì)于給定的限制大小，Δp越高，流速越高。
壓差和流量之間的關(guān)系由伯努利方程推導(dǎo)出來(lái)。
使用伯努利方程和質(zhì)量守恒，可以證明產(chǎn)生的壓差與質(zhì)量流量{Qm（kg/s）}的平方成正比：

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許多可用的Δp儀表的工作原理是測(cè)量上游和下游之間的壓力差，但也有一些儀表以其他方式使用差壓，例如可變面積儀表。

差壓式流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油和天然氣、水處理、制藥、食品和飲料、采礦、化學(xué)制造和暖通空調(diào)等行業(yè)。

圖片差壓流量計(jì)的類(lèi)型

差壓式流量計(jì)不同類(lèi)型的差別主要體現(xiàn)在節(jié)流裝置上，差壓變送器和流量積算儀沒(méi)有本質(zhì)差別，只是量程或參數(shù)不同而已。

按節(jié)流裝置的不同，差壓式流量計(jì)分為：

  • 孔板
  • 文丘里管
  • 文丘里噴嘴
  • 錐形儀表
  • 噴嘴
  • 拖板
  • 入口流量計(jì)
  • 楔形流量計(jì)
  • 可變面積計(jì)

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圖片差壓變送器的校準(zhǔn)

差壓變送器的校準(zhǔn)遵循《JJG 882-2019 壓力變送器》檢定規(guī)程。

差壓變送器的校準(zhǔn)大體分為三種情況：

圖片實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)

實(shí)驗(yàn)室在滿(mǎn)足條件的情況下，可以按照《JJG 882-2019 壓力變送器》出檢定書(shū)或CNAS證書(shū)。

在此需要注意：
檢定時(shí)由此引入的擴(kuò)展不確定度U應(yīng)不大于被檢壓力變送器最大允許誤差絕對(duì)值的1/4；準(zhǔn)確度等級(jí)為0.05級(jí)的壓力變送器，由此引入的擴(kuò)展不確定度U應(yīng)不大于被檢壓力變送器最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。

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圖片現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

在歐洲等國(guó)家，壓力儀表大部分會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)的情況則相反，大多數(shù)儀表在實(shí)驗(yàn)室完成校準(zhǔn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和校準(zhǔn)成本的降低，現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)將會(huì)是大勢(shì)所趨。

  • 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境雖然復(fù)雜，但更符合儀表實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)更能反應(yīng)儀表真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。

  • 現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的時(shí)間成本更低，省去了拆裝、運(yùn)輸、實(shí)驗(yàn)室等待的時(shí)間。

  • 壓力設(shè)備的反復(fù)拆裝會(huì)引起設(shè)備損害或管道泄漏等問(wèn)題。

  • 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備必須預(yù)留壓力測(cè)試口，校準(zhǔn)時(shí)從主管道隔離，通過(guò)測(cè)試口加壓進(jìn)行校準(zhǔn)。這個(gè)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但卻是國(guó)內(nèi)目前無(wú)法開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的一個(gè)大難題。

  • 現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)對(duì)校驗(yàn)設(shè)備的要求更高。

    由于現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度環(huán)境不確定性大，所以要求校驗(yàn)設(shè)備帶有自動(dòng)溫度補(bǔ)償能力；由于差壓（特別是微差壓）的控制受環(huán)境影響較大，要求校驗(yàn)儀具備足夠優(yōu)秀的控制能力和響應(yīng)速度。

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ConST811A壓力校驗(yàn)儀校準(zhǔn)差壓變送器

圖片現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)

如果現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的條件也不具備，現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)也是對(duì)設(shè)備驗(yàn)證的一個(gè)手段。

將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與被測(cè)儀表安裝在相同的測(cè)試位置，同時(shí)感受現(xiàn)場(chǎng)工作的壓力，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與被測(cè)儀表的輸出值進(jìn)行比對(duì)，以判斷被測(cè)試儀表的工作狀態(tài)。
如下圖所示：通過(guò)ConST326外接兩個(gè)壓力模塊構(gòu)建差壓測(cè)量模式，與差壓變送器（DP Transmitter）的測(cè)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)測(cè)量。


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ConST326雙壓力模塊測(cè)量模式現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)

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