?差壓變送器流量測量與校準(zhǔn)

2023-02-03 13:31:04 169

關(guān)鍵字：差壓變送器、流量計、校準(zhǔn)、壓力校驗儀

差壓變送器的應(yīng)用場景

流量測量

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)流體通過管道中的節(jié)流裝置時，其前后端產(chǎn)生壓力差。壓力差由差壓變送器測得，壓力差的大小與瞬時流量正相關(guān)。流量積算儀通過壓力、管道、流體、溫度等參數(shù)即可計算出流量。

壓差測量

測量管道或房間的壓力差，比如潔凈間等。

液位測量

利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差來測量容器內(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。

差壓與流量

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

使用流體流過管道限制引起的壓降作為流量測量的概念可以追溯到 18 世紀(jì)，當(dāng)時它是由伯努利發(fā)現(xiàn)的。

下圖描述了Δp流量計工作原理的基本原理。

傳感器|信號調(diào)理芯片|集成電路設(shè)計|芯片

差壓變送器流量測量工作原理

當(dāng)流體流過限制時，它會加速到更高的速度（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。

簡單來說，對于給定的限制大小，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。

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：

傳感器|信號調(diào)理芯片|集成電路設(shè)計|芯片

許多可用的Δp儀表的工作原理是測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)。

差壓流量計的類型

差壓式流量計不同類型的差別主要體現(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
楔形流量計
可變面積計

傳感器|信號調(diào)理芯片|集成電路設(shè)計|芯片

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：

實驗室校準(zhǔn)

實驗室在滿足條件的情況下，可以按照《JJG 882-2019 壓力變送器》出檢定書或CNAS證書。

在此需要注意：

檢定時由此引入的擴(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值的1/4；準(zhǔn)確度等級為0.05級的壓力變送器，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值的1/3。

傳感器|信號調(diào)理芯片|集成電路設(shè)計|芯片

現(xiàn)場校準(zhǔn)

在歐洲等國家，壓力儀表大部分會在現(xiàn)場校準(zhǔn)。國內(nèi)的情況則相反，大多數(shù)儀表在實驗室完成校準(zhǔn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和校準(zhǔn)成本的降低，現(xiàn)場校準(zhǔn)將會是大勢所趨。

現(xiàn)場環(huán)境雖然復(fù)雜，但更符合儀表實際運(yùn)行的狀態(tài)，現(xiàn)場校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)更能反應(yīng)儀表真實運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)場校準(zhǔn)的時間成本更低，省去了拆裝、運(yùn)輸、實驗室等待的時間。
壓力設(shè)備的反復(fù)拆裝會引起設(shè)備損害或管道泄漏等問題。
現(xiàn)場設(shè)備必須預(yù)留壓力測試口，校準(zhǔn)時從主管道隔離，通過測試口加壓進(jìn)行校準(zhǔn)。這個問題看似簡單，但卻是國內(nèi)目前無法開展現(xiàn)場校準(zhǔn)的一個大難題。
現(xiàn)場校準(zhǔn)對校驗設(shè)備的要求更高。
由于現(xiàn)場的溫濕度環(huán)境不確定性大，所以要求校驗設(shè)備帶有自動溫度補(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，要求校驗儀具備足夠優(yōu)秀的控制能力和響應(yīng)速度。

傳感器|信號調(diào)理芯片|集成電路設(shè)計|芯片