摘要:着重對過熱(re)蒸汽流量計 量中(zhong)溫度、壓力補償的(de)數學模型進行了(le)分析，最後提出了(le)一種全新的微機(jī)全參數補償方式(shi)。
一.引言
　　随着成本(běn)意識的不斷增強(qiáng)，人們對能源計量(liang)的正确率提出了(le)更高的要求，流量(liang)測量中的溫度、壓(ya)力㊙️補償逐漸被提(ti)上了議事日程。由(yóu)于流量測量裝置(zhi)的設計提供的設(shè)計溫💃度、壓力與實(shí)際運行的工作溫(wen)度、壓力有一定的(de)💋差異，再加上由于(yú)工藝條件造成流(liu)體溫度、壓力波動(dong)較🔱大，緻使測出的(de)流量不能真實反(fan)映其工作狀态下(xia)的實際流量。絕大(dà)多數流量計,隻有(you)在流體工況與設(she)計條件⭐一緻的情(qíng)況下才能保證較(jiào)高的測🏃‍♀️量精度，有(yǒu)些流體如氣體、蒸(zheng)汽，流體工況💰變化(huà)對測量精度的影(yǐng)響特别大，必須進(jin)行補償。不同類别(bie)的流量測量裝置(zhi)，測量不同的流體(ti)介質，其溫度壓力(li)補償公式選擇的(de)數學模型是有差(cha)異的。因此,有必要(yào)對㊙️對流⚽量計量中(zhong)溫度、壓力補償的(de)數🐅學模型加以分(fen)析、研究，總結出🈲一(yi)套全新的補償方(fang)式，盡🔴可能🚶‍♀️地消除(chú)系統誤差，使計量(liang)精度提高到一個(ge)新的水⛱️平。
二.過熱(rè)蒸汽流量計量的(de)補償
　　在蒸汽流量(liang)的計量上，密度雖(suī)然也是溫度、壓力(li)的函數，但❗不💔再🈲遵(zun)循理想氣體狀态(tai)方程，且在不同壓(yā)力、溫度區間，函😘數(shu)關系不同，很難用(yòng)一個簡單的或🐉統(tǒng)一的函數關系式(shì)來表示。下面我們(men)分析常用水蒸氣(qì)密度的确定方法(fǎ)。
1.密度的确定方法(fa)。
　　工業或工程上應(ying)用的水蒸汽大多(duo)是處于剛剛脫離(lí)💛液态或離液态較(jiao)近時的狀态，它的(de)物理、化學性質與(yu)理想氣體大不相(xiàng)同，應視爲實際氣(qì)體。水蒸氣🌈的物理(li)✊性質較理想氣體(tǐ)要複雜得多，故不(bú)能用簡單的數學(xue)💰表達加以描述，所(suo)以，在以往的工程(chéng)計算中，凡涉及水(shui)蒸氣的狀态🈲參數(shù)數值,大都從相關(guān)的水蒸氣表中直(zhi)接查取。
　　随着電子(zi)技術的發展，計算(suàn)機(或單片機)已廣(guǎng)泛應.用于🌈流量測(ce)🔱量儀表中，其存儲(chǔ)能力、快速計算能(neng)力爲正确、快速的(de)确定水蒸氣的密(mì)度提供了有力的(de)🏃‍♂️手段。
1.1現在介紹在(zai)二次僅表中常用(yong)的水蒸氣密度的(de)确定👉方法。
1.1.1查表法(fa):把水蒸氣密度表(biǎo)裝入計算機系統(tǒng)中，
　　根據實際工況(kuang)下的溫度、壓力值(zhi)，從表中直接查出(chu)相應的密度🔞值
1.1.2計(ji)算法:
①自己拟合公(gōng)式(或者出版物給(gei)出公式)
②IFC1967公式
　　目前(qián)，我們采用的密度(du)補償的拟合公式(shi)爲:
 
式中:-溫度,℃;P-表壓(yā),Mpa;
蒸汽實際工況條(tiao)件爲:
工作壓力變(bian)化範圍:0.1-1.1MPa
工作溫度(du)變化範圍:160-410℃
下面，我(wǒ)們取特殊點對公(gōng)式(1)進行驗證:
 
　　通過(guo)以上驗證上算，我(wǒ)們目前采用的密(mi)度補償公式的計(ji)算誤差太大,顯然(rán)不能滿足計量儀(yí)表的要求。我們流(liú)🚶‍♀️量計量絕大部分(fèn)已進入微機網絡(luo)，因此🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，理想的是采(cǎi)用IFC1967公式”。
1.2比較。
　　查表(biao)法:根據1FC1967公式”制定(ding)的數表，考慮了各(ge)個不同區域的特(tè)性,目前它是比較(jiào)完整和全面的。但(dàn)它數據量大，需要(yào)占用大量的内存(cún)，應用數表要首先(xian)判斷是飽和蒸汽(qì)還🧡是過熱㊙️蒸汽，再(zai)查不同的數表，另(lìng)外數表的變量有(yǒu)一定步長的非連(lian)續量，對于兩點之(zhī)間的數據，需經過(guò)數學内插處理獲(huò)得。
　　應用公式計算(suan):不需占有大量的(de)内存空間，便于智(zhì)能儀🤟表應🏃用⚽，至于(yú)使用哪一個公式(shì)，根據不同場所和(he)不🤩同需要，選用不(bu)同公式。采用TFC1967公式(shi)”雖然公式繁雜一(yī)些，但在壓🔆力爲0-16.65MPa範(fàn)圍内，計算的過熱(re)蒸汽及飽和蒸汽(qì)密度值完全符合(he)國際标準。應用㊙️公(gōng)式隻需安裝有溫(wen)度、壓力變送器，不(bu)需要判斷是飽和(hé)狀态或過熱狀态(tai)❄️就👌可以正确測量(liang)。對于确定是飽和(he)蒸汽的場合,隻需(xu)要🔴将公式稍做變(bian)動⭐，隻用測溫或測(ce)壓，就可正确計算(suàn)飽💰和蒸汽密度。
2.流(liú)量公式的确定。
　　在(zài)蒸汽計量中用節(jie)流元件作爲傳感(gǎn)元件時用計算法(fǎ)進行補償，其流量(liàng)公式爲:
 
式中:qm-質量(liàng)流量,kg/s;
e-流出系數;
d-節(jiē)流件開孔直徑,m;
ε-可(ke)膨脹性系數;
p-被測(cè)流體密度,kg/m3;
β-節流件(jian)孔徑與直管段内(nei)徑之比，β=d/D;
△P-差壓,Pa;
　　而用(yòng) 渦街流量計 量時(shi)，它的輸出脈沖信(xin)号不受流體組分(fèn)變化的影‼️響，即僅(jin)表🔴系數在一定雷(léi)諾數範圍内僅與(yu)洲渦發生體及管(guǎn)道的尺寸有關，但(dàn)是作爲流量計在(zài)物料平衡及能源(yuan)計量中需檢測質(zhì)❓量流量，這時流量(liang)的輸出信号應同(tong)時檢測體積流量(liang)和流體密度，流體(tǐ)組份對流量計還(hái)是存在㊙️直接影響(xiǎng)，其流量公式爲♋:
 
式(shi)中:qv-體積流量，m3/h;
Sr-斯特(tè)勞哈爾系數;
m-漩渦(wō)發生體兩側弓形(xíng)面積與管道橫截(jie)面面積之比;
d-漩渦(wō)發生體硬面寬度(du),m;
D-管道通徑,m;
f-漩渦的(de)發生頻率，Hz/s;
qm=pq、4)
式中:qv-體(ti)積流量;m3/h;
qm-質量流量(liang),Kg/s;
p-被測流體密度,kg/m3;
　　由(yóu)流量公式(2).(4)可知，流(liu)量與密度的關系(xi)分别與C和p成正比(bi),如🔆果用錯将造成(chéng)很大的計算誤差(cha)，同時，溫度(℃)與熱力(li)學🐆溫度(K)的代入也(yě)🌐應正确處理。
　　考慮(lü)上述原因，有必要(yao)對補償軟件和智(zhi)能流量計算儀進(jin)行測試和校準。方(fang)法爲:由LG節流裝置(zhì)設計及管理軟件(jiàn)》計算出對應點🏃‍♀️補(bu)償流量的理論值(zhí)，再對流量計輸入(ru)相同工沉參數得(de)到相應的顯示值(zhí)，這💃🏻時将流量計的(de)顯示.值與理論值(zhi)進行比🌂較即可達(dá)到校準的目的。曆(li)來流量校.準與設(shè)備和流量儀表兩(liang)大主題是研究的(de)中心，流量儀表标(biao)準和檢✔️定規程是(shì)流量正确計量的(de)保🙇‍♀️證，針對目前國(guo)内智能流👅量演算(suàn)器和相關計算機(jī)軟件的現狀，建立(li)國家有關部門應(yīng)出台一部相應的(de)檢定校準規程，以(yǐ)便于😘技術監督和(hé)管理。
三微機的全(quán)參數補償
根據
 
　　對(dui)氣體介質進行補(bǔ)償時，在低壓範圍(wéi)内，可以利用理想(xiang)氣體狀态方程來(lái)進行溫度、壓力補(bǔ)償。但在高壓時，則(zé)必須考慮氣體壓(yā)縮系數的影響。對(duì)于過熱💘蒸氣,必須(xū)作實際氣體🈚處理(li)。對于大部🌈分氣體(tǐ),在低壓區(如小😍于(yu)1MPa)的壓縮系數都接(jie)近于1。在該區域内(nèi),隻要溫度不是太(tai)低，即使不對壓縮(suo)系數進行修正，也(yě)📱不會引起明顯的(de)誤差，完全可以滿(mǎn)足工程上的要🐕求(qiú)。但在高壓區，則必(bi)須考慮壓縮系數(shù)的影響，否則将會(huì)造成明顯的誤差(cha)。像常規方法那🔞樣(yang)将K看成常數，将會(hui)造成不可忽視的(de)測量誤差。分析計(ji)算表明，當溫度和(he)壓力在設計值T.和(hé)p.的基礎上變化20%，ReD變(biàn)化60%時🐪，如果我們隻(zhi)補償密度變化的(de)影響，那麽，即使密(mi)度👈變化可能引入(rù)的誤差爲零，即認(rèn)爲已實現了對密(mì)度的完全補償，其(qí)它各餘留參數變(bian)化✍️累加後的最大(dà)誤差仍可達㊙️6%左右(yòu)。其中,ε引入的誤🙇‍♀️差(chà)最爲明顯。對于常(cháng)規儀表來說,這些(xie)餘留誤差沒有可(kě)能得到補償。而對(duì)于微機補償系統(tong)來說，補償這些🐕餘(yú)留參數的變化已(yǐ)成爲可能。所以，一(yī)般來說，微機補償(chang)系統除補償密度(dù)外,還應考慮整個(gè)補償方程中其它(ta)參數變化的補償(chang)問題,即全參🔱數補(bu)償。
四結語
　　總而言(yán)之，選擇合适的溫(wēn)度、壓力補償公式(shi)，就必須全面地了(le)解流量測量的方(fang)式。在測量介質，測(cè)量裝置，流體工況(kuang)，流量單位均不同(tong)的場合，采用正确(què)的溫度、壓力補償(cháng)✔️方式，才能獲得正(zhèng)确的流量。此外，計(ji)算機的應🐆用也堪(kān)稱檢測技術中的(de)一場革命，它使各(gè)類過程參數的檢(jiǎn)測由常規儀表時(shí)👄代進入了計算機(jī)時代，同時也使企(qǐ)業綜合自動化和(hé)生産過程控制得(de)以實現，是今後檢(jiǎn)🈚測與控制系統發(fā)展的必然趨勢。

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