1 前言

      金屬管浮子流量計(jì)由于具有安裝方便、堅(jiān)固可靠、耐高溫高壓、可以使用多種金屬材料制作等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)流量的測(cè)量和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，特別適合應(yīng)用于精細(xì)化工、化肥、石化、乙烯、冶金等行業(yè)的高溫高壓、易燃易爆、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的測(cè)量過(guò)程。

      2 問(wèn)題的提出

      浮子流量計(jì)制造廠家要求用戶準(zhǔn)確提供介質(zhì)參數(shù)，包括介質(zhì)密度、粘度、溫度、壓力、流量范圍等，其主要目的是根據(jù)介質(zhì)參數(shù)生產(chǎn)出能夠直讀刻度流量的流量計(jì)。

      根據(jù)德國(guó)工程師學(xué)會(huì)VDI/VDE3513標(biāo)準(zhǔn)，浮子流量計(jì)流量計(jì)算公式：

      其中：Q_f 為介質(zhì)的質(zhì)量流量；
               ∝（δ、Re）為流量系數(shù)；
               D_f 為浮子直徑；
               M_f 為浮子質(zhì)量；
               g 為重力加速度；
               ρ 為介質(zhì)密度；
               ρ_f為浮子密度；
               η 為介質(zhì)粘度；
               δ 為浮子在測(cè)量管內(nèi)的移動(dòng)位置；
               Re 為Ruppel數(shù)，近似于Reynolds數(shù)。

      可以看到，當(dāng)浮子流量計(jì)（M_f、D_f、ρ_f）確定之后，測(cè)量流量隨著介質(zhì)條件的變化而發(fā)生變化。

      由于介質(zhì)條件的變化，將帶來(lái)測(cè)量結(jié)果發(fā)生變化。這種測(cè)量結(jié)果的變化或者將流量計(jì)送回廠家重新標(biāo)校、調(diào)整量程或使用者通過(guò)計(jì)算得到真正的測(cè)量值。

      另外，由于儀表使用過(guò)程中輸出信號(hào)偏離標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，也會(huì)給控制精度造成影響。例如：滿度時(shí)40Nm³/h對(duì)應(yīng)電流輸出是20mA（理想值），由于各種原因，當(dāng)電流信號(hào)輸出變?yōu)?9.6mA 時(shí)，信號(hào)變化2%，對(duì)控制精度帶來(lái)很大影響。

      3 解決方案

      3.1 使用者通過(guò)計(jì)算或制作曲線圖方法進(jìn)行介質(zhì)條件變化的刻度換算。

      這種方法不足之處是對(duì)于液體密度變化特別是介質(zhì)粘度變化對(duì)測(cè)量的影響很難完成，計(jì)算也很復(fù)雜，必須使用廠家提供的計(jì)算軟件。對(duì)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行換算更加繁瑣。

      3.2 使用者將流量計(jì)送回制造廠重新進(jìn)行流量調(diào)整。

      這種方法不足之處是時(shí)間不好掌握，尤其是檢修時(shí)間緊張時(shí)，完成時(shí)間受運(yùn)輸條件、制造廠家任務(wù)等影響。

      3.3 利用儀表帶有的HART通訊功能進(jìn)行流量調(diào)整。

      KROHNE公司提供的KROVACAL軟件集成了浮子流量計(jì)選型、參數(shù)計(jì)算、HART接口、流量計(jì)測(cè)量模擬顯示等功能，使用Windows操作平臺(tái)，能夠?qū)橘|(zhì)參數(shù)的任意變化進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)HART接口將計(jì)算結(jié)果傳送給現(xiàn)場(chǎng)的浮子流量計(jì)。另外，通過(guò)HART接口，可以檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)浮子流量計(jì)的電流信號(hào)，對(duì)電流信號(hào)偏差進(jìn)行調(diào)整。這些操作在現(xiàn)場(chǎng)或控制室內(nèi)就可以完成。

      3.4 利用手操器進(jìn)行調(diào)整。

      原則上，使用通用的HART手操器可以對(duì)儀表的介質(zhì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，但是，由于操作界面的不靈活，需要特殊的操作命令的原因，應(yīng)用不是很方便。目前大多數(shù)HART手操器使用者只是用來(lái)調(diào)整電流信號(hào)輸出。

      4 應(yīng)用

      以KROHNE公司生產(chǎn)的帶有HART通訊功能的H250和KROVACAL計(jì)算軟件為例。

      需要的硬件設(shè)備軟件：

      （1）裝有WIN95（或更高）操作系統(tǒng)的臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦。
      （2）HART調(diào)制解調(diào)器
      （3）帶有HART功能的H250流量計(jì)。
      （4）KROVACAL計(jì)算軟件。

      KROVACAL軟件的操作非常簡(jiǎn)單，按照幫助文件和提示窗口就可以操作。

      5 結(jié)束語(yǔ)

      隨著自動(dòng)化系統(tǒng)控制精度越來(lái)越高的要求，特別是隨著帶有HART或現(xiàn)場(chǎng)總線功能儀表應(yīng)用的逐漸普及，帶有現(xiàn)場(chǎng)總線或HART功能的金屬管浮子流量計(jì)也將越來(lái)越受到用戶的青睞。