流量信号的传递失真与影响

1、流量信号的传递失真与影响流量信号的传递失真与影响纪纪 纲纲上海同欣自动化仪表有限公司上海同欣自动化仪表有限公司 1. 1. 概概 述述1.1 流量信号的传递失真流量信号的传递失真 被测流体流过流量传感器得到的流量信号，被测流体流过流量传感器得到的流量信号，在传递到显示表、转换器或变送器时存在失真。在传递到显示表、转换器或变送器时存在失真。1.2 流量信号传递失真的影响流量信号传递失真的影响 导致流量计示值偏离应有值。导致流量计示值偏离应有值。 2-1 1.3 如如 何何 发发 现现 传传 递递 失失 真真l 对流量计零点进行核对时发现无中生有。对流量计零点进行核对时发现无中生有。l 一根管道两

2、套表，两套表的测量结果出现较一根管道两套表，两套表的测量结果出现较 大差异。大差异。l 总表示值与各分表示值之和存在较大差异。总表示值与各分表示值之和存在较大差异。l 发现流量示值停在一处长时间不动。发现流量示值停在一处长时间不动。l 流量示值与工艺专业的估算值相差太多。流量示值与工艺专业的估算值相差太多。 2-2 2. 2. 差压式流量计信号传递失真差压式流量计信号传递失真l 在被测流体为干气体时，差压信号的传递失在被测流体为干气体时，差压信号的传递失 真一般不会发生（导压管堵塞和泄漏除外）。真一般不会发生（导压管堵塞和泄漏除外）。 l 被测流体为湿气体和蒸气时，极易发生。被测流体为湿气体和

3、蒸气时，极易发生。l 被测流体为液体时较易发生。被测流体为液体时较易发生。l 双量程差压流量计，量程低段差压值很小，双量程差压流量计，量程低段差压值很小， 差压信号传递失真是极大威胁。差压信号传递失真是极大威胁。 2-3 2.1 2.1 两个冷凝罐内液位高度不一致引起的传递失真两个冷凝罐内液位高度不一致引起的传递失真l 冷凝罐的作用是将差压变送器与高温介质隔离冷凝罐的作用是将差压变送器与高温介质隔离 开来。开来。 l 要求正负压端冷凝罐具有相同尺寸，尽可能要求正负压端冷凝罐具有相同尺寸，尽可能 靠近，并安装在相同高度，罐内液位高度相同。靠近，并安装在相同高度，罐内液位高度相同。（液位高度相差（

4、液位高度相差1mm，就产生，就产生1mmH2O的传递的传递 失真）失真） 2-42.1.1 2.1.1 导压管连接不合理引起液位高度不一致导压管连接不合理引起液位高度不一致 2-5 正确的导管连接正确的导管连接 不正确的导管连接不正确的导管连接2.1.2 2.1.2 两个取压点相距较远容易引起高度差异两个取压点相距较远容易引起高度差异 2-6正端取压口正端取压口负端取压口负端取压口节流件节流件qmDD/2图图 3 径距取压中的两个冷凝径距取压中的两个冷凝罐罐2.1.3 452.1.3 45角引压容易引起液位差角引压容易引起液位差 2-7图图 5 导压管导压管45角方向引出角方向引出图图 4 导

5、压管从水平方向引出导压管从水平方向引出2.4 2.4 线线 性性 孔孔 板板 的的 例例 子子 2-8AB两点水平距离两点水平距离1m，高度之差即转化为液柱差，高度之差即转化为液柱差AB2.5 2.5 正负压管内的垂直部分管内温度不一致引起的失真正负压管内的垂直部分管内温度不一致引起的失真 2-9温度差引起的差压失真温度差引起的差压失真H2.6 2.6 根部阀的不当选型引起的传递失真根部阀的不当选型引起的传递失真 2-10图图 8 汽液交换不畅的例子汽液交换不畅的例子孔板孔板切断阀切断阀冷凝器冷凝器2.7 2.7 隔离灌内隔离液液位高度不相等引起的失真隔离灌内隔离液液位高度不相等引起的失真(

6、(一）一） 2-11隔离液刚刚充灌时，通过三阀组的平衡阀能使两只隔离容器中隔离液刚刚充灌时，通过三阀组的平衡阀能使两只隔离容器中的隔离液液位高度相等，但运行一段时间后由于隔离液泄漏或的隔离液液位高度相等，但运行一段时间后由于隔离液泄漏或在运行时误开平衡阀，导致隔离液液位高度不相等，从而引入在运行时误开平衡阀，导致隔离液液位高度不相等，从而引入附加差压。其值可用式（附加差压。其值可用式（1）计算：）计算： （1）式中式中 dp 附加差压，附加差压，Pa；h1 正压管中隔离液液位高度，正压管中隔离液液位高度，m；h2 负压管中隔离液液位高度，负压管中隔离液液位高度，m；1 被测介质密度，被测介质密

7、度，kg/m3；2 隔离液密度，隔离液密度，kg/m3；g 重力加速度，重力加速度，m/s2。 ghhdp12212.7 2.7 隔离灌内隔离液液位高度不相等引起的失真隔离灌内隔离液液位高度不相等引起的失真( (二）二） 2-12图图 9 充隔离液差压式流量计管线连接充隔离液差压式流量计管线连接 1节流装置；节流装置；2阀门；阀门；3隔离容器注液口；隔离容器注液口；4溢流口；溢流口；5三阀组；三阀组；6差压变送器差压变送器2.8 2.8 导压管坡度不合理引起的失真导压管坡度不合理引起的失真 2-13图图 10 径距取压蒸汽流量计现场安装径距取压蒸汽流量计现场安装2.9 2.9 湿气体中的水汽在

8、变送器内凝结引起的失真湿气体中的水汽在变送器内凝结引起的失真 2-14图图11 被测流体为湿气体时，信号管路安装示意图被测流体为湿气体时，信号管路安装示意图（a）典型安装方法）典型安装方法（b）防止高低压室积液的安装方法）防止高低压室积液的安装方法2.10 2.10 冷凝液在环室空腔内积聚引起的失真冷凝液在环室空腔内积聚引起的失真 2-15图图 12 垂直管道信号管路连接图垂直管道信号管路连接图图图 13 正压管内积水对压力正压管内积水对压力 信号传递的影响信号传递的影响2.11 2.11 冷凝液在管道内积聚引起的失真（一）冷凝液在管道内积聚引起的失真（一） 2-162.11 2.11 冷凝液

9、在管道内积聚引起的失真（二）冷凝液在管道内积聚引起的失真（二） 2-17图图 14 现场测量湿气体流量的几种常见配置现场测量湿气体流量的几种常见配置2.12 2.12 气体在导压管内积聚引起差压信号传递失真的例子气体在导压管内积聚引起差压信号传递失真的例子 2-18图图15 (a) 均速管安装位置及其同差压计的连接均速管安装位置及其同差压计的连接图图15（b）不正确安装方法）不正确安装方法2.13 2.13 一体化差压流量计引压不合理引起的传递失真一体化差压流量计引压不合理引起的传递失真 2-19 2.14 差差 压压 信信 号号 传传 递递 的的 动动 态态 失失 真真l 母管内的压力变化（

10、压差并未变化）引起短母管内的压力变化（压差并未变化）引起短 时差压变化。时差压变化。l 差压变化时，因正负压管滞后时间的差异，差压变化时，因正负压管滞后时间的差异， 导致变送器接收到的信号与节流装置端的差导致变送器接收到的信号与节流装置端的差 压信号在短时间内不一致。压信号在短时间内不一致。 2-20（1）动态失真的表现）动态失真的表现 （2） 动动 态态 失失 真真 的的 起起 因因l 差压信号导压管敷设要求尽可能对称。差压信号导压管敷设要求尽可能对称。l 正负压两根导压管：管道、管件、阀门的尺寸保持正负压两根导压管：管道、管件、阀门的尺寸保持 相同，走向相同，尽可能靠近，内径相同。相同，走

11、向相同，尽可能靠近，内径相同。l 导压管内径与长度及介质符合标准规定。导压管内径与长度及介质符合标准规定。 2-21 3. 3. 涡街流量计信号传递失真的实例涡街流量计信号传递失真的实例 涡街流量计中的旋涡发生体，将体积涡街流量计中的旋涡发生体，将体积流量信号转换为旋涡的频率信号，再经探流量信号转换为旋涡的频率信号，再经探头和电子学部分的处理，输出电脉冲信号。头和电子学部分的处理，输出电脉冲信号。 由于探头送出的信号一般都很微弱，由于探头送出的信号一般都很微弱，容易接受来自外部的干扰，如果相关问题容易接受来自外部的干扰，如果相关问题处理得不好，必将引起流量信号的传递失处理得不好，必将引起流量信

12、号的传递失真。真。 2-22 3.1 3.1 屏屏 蔽蔽 罩罩 缺缺 失失 引引 入入 50Hz50Hz 干干 扰扰 在分体式涡街流量计中，装有电子学部分的在分体式涡街流量计中，装有电子学部分的转换器与探头之间相隔几米到十几米，两者之间转换器与探头之间相隔几米到十几米，两者之间用专用的屏蔽电缆连接。为了防止外部电磁场干用专用的屏蔽电缆连接。为了防止外部电磁场干扰的侵袭，有的产品在接线盒内还设计了一个屏扰的侵袭，有的产品在接线盒内还设计了一个屏蔽罩，如蔽罩，如DY型旋涡流量计等。型旋涡流量计等。 这个屏蔽罩如果没有装上，或者接线盒端盖这个屏蔽罩如果没有装上，或者接线盒端盖未旋上，都会引入未旋上，

13、都会引入50Hz干扰。这时，无论流量计干扰。这时，无论流量计测量管内的流体流速达到多少，转换器输出的电测量管内的流体流速达到多少，转换器输出的电脉冲信号总是脉冲信号总是50Hz。 2-23 3.2 3.2 由屏蔽层接地问题引入干扰的例子由屏蔽层接地问题引入干扰的例子 在分体式涡街流量计中，连接探头和转换器的专用屏蔽在分体式涡街流量计中，连接探头和转换器的专用屏蔽电缆需按规定接地。采用不符合要求的电缆或电缆屏蔽层的电缆需按规定接地。采用不符合要求的电缆或电缆屏蔽层的不合理接地，如两端都就地接地等，都会引入干扰，引起流不合理接地，如两端都就地接地等，都会引入干扰，引起流量信号的传递失真。量信号的传

14、递失真。 但在现场的调试中，全部按说明书要求安装专用电缆并但在现场的调试中，全部按说明书要求安装专用电缆并做好接地后，有时还会出现做好接地后，有时还会出现“无中生有无中生有”现象。即流体完全现象。即流体完全没没有流动，转换器却有脉冲输出。其原因有的是因管道振动，有流动，转换器却有脉冲输出。其原因有的是因管道振动，有的管道完全没有振动仍然是有的管道完全没有振动仍然是“无中生有无中生有”。而卸下屏蔽层。而卸下屏蔽层的的接地，让其浮空，接地，让其浮空，“无中生有无中生有”现象却消失了，流量计也能现象却消失了，流量计也能正正常测量了。这是一种很特殊的情况。常测量了。这是一种很特殊的情况。 2-24 3

15、.3.3 3 信号电缆连接错误的例子信号电缆连接错误的例子 2-25 4.4. 电磁流量计信号传递失真的实例电磁流量计信号传递失真的实例 流量传感器内的两个电极之间输出的与流体流量传感器内的两个电极之间输出的与流体流速成正比的电信号，一般只有几毫伏，最大也流速成正比的电信号，一般只有几毫伏，最大也只有十几毫伏。在将这种信号传送到转换器的过只有十几毫伏。在将这种信号传送到转换器的过程中，外部电磁场干扰很容易趁虚而入，导致信程中，外部电磁场干扰很容易趁虚而入，导致信号的传递失真。号的传递失真。 对于分体式电磁流量计，制造商配套供应带对于分体式电磁流量计，制造商配套供应带双重屏蔽或三重屏蔽的专用电缆

16、，并在电缆终端双重屏蔽或三重屏蔽的专用电缆，并在电缆终端头上标明相应的端子号。问题出在安装接线时由头上标明相应的端子号。问题出在安装接线时由于疏忽而将线接错，三根线中的任意两根如果接于疏忽而将线接错，三根线中的任意两根如果接错，都会引起信号传递失真，招致仪表指示异常。错，都会引起信号传递失真，招致仪表指示异常。 2-26 5 5. . 结结 束束 语（一）语（一） 流量信号的传递失真，在流量测量系统中普遍流量信号的传递失真，在流量测量系统中普遍存在。每一种流量测量系统都会出现流量信号传递失存在。每一种流量测量系统都会出现流量信号传递失真。其中一部分是在仪表设计制造环节引入，而更多真。其中一部分是在仪表设计制造环节引入，而更多的是在系统设计和安装环节引入。的是在系统设计和安装环节引入。 流量信号的传递失真，有很大一部分并不引起流量信号的传递失真，有很大一部分并不引起人们的注意，有些甚至可以说是熟视无睹。往往是等到人们的注意，有些甚至可以说是熟视无睹。往往是等到流量计示值准确性验证时存在较大差额，或在交工验收流量计示值准确性验证时存在较大差额，或在交工验收对流量计进行零点检查时才发现。对流量计进行零点检查时才发现。 2-27