流量測量技術(shù)的綜合分析及如何提高流量測量儀表的可靠性

流量測量技術(shù)和流量測量儀表類型繁多，再加上測量對象復(fù)雜多樣，這就在根本上決定了流量測量儀表應(yīng)用技術(shù)的復(fù)雜性。流量測量儀表與傳統(tǒng)意義上度量衡計量器具的應(yīng)用有很大差別，它不是簡單地將流量計安裝好，開表投運(yùn)就一定能達(dá)到測量目的。流量測量非常依賴于使用條件和工況環(huán)境，在實(shí)驗(yàn)室流量計可以得到極高地精確度，但是在使用現(xiàn)場，一旦流體條件或環(huán)境條件有大的變化，不僅精確度無法保證，甚至可能無法進(jìn)行正常測量。 

   造成這種情況的原因多種多樣，如選型不合理，量程不合適，上下游直管段長度不足，安裝不正確，流體物性偏離設(shè)計狀態(tài)太大，工況條件超過允許值，脈動流影響，振動等環(huán)境條件太復(fù)雜等。因此流量測量是一個系統(tǒng)問題，包括檢測裝置、顯示裝置、前后直管段、輔助設(shè)備。而流量測量應(yīng)用技術(shù)的研究，還包括測量對象本身，僅僅流量計本體性能好并不能保證能取得預(yù)期的測量效果。

   流量測量精確度指的是流量測量系統(tǒng)所獲得的精確度，它同流量計本身的精確度是有區(qū)別。僅僅流量計本身性能好，精確度高，并不一定能獲得較高的測量精確度。

   要保證流量測量系統(tǒng)的精確度，除了合理的選型，正確安裝與調(diào)試，及時的維護(hù)和保養(yǎng)之外，應(yīng)用智能化技術(shù)對測量部分可能引入的誤差進(jìn)行恰到好處的補(bǔ)償和校正也是一項(xiàng)有效的方法。例如對液體的溫度膨脹系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，對氣體的溫度、壓力和壓縮系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，對差壓式流量計的雷諾數(shù)影響和流束膨脹系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，對各種流量計流量系數(shù)的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，對容積式流量計、渦街流量計的溫度影響進(jìn)行補(bǔ)償，對超聲波流量計的速度分布進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?。這種補(bǔ)償和校正是用系統(tǒng)的方法將檢測部分所固有的、依靠其本身無法得到克服的誤差進(jìn)行處理，使之消除或得到基本消除。實(shí)踐表明，這一方法簡單有效，很有發(fā)展前途。
   
   在保證測量精確度諸多的方法中，在線實(shí)流校準(zhǔn)占有重要地位。以前大多采用離線方法校準(zhǔn)流量計，使用該方法檢定的流量計經(jīng)誤差修正后雖然精確度較高，但因其檢定時管路的參比條件與實(shí)際使用時不同，檢定時流體性質(zhì)與實(shí)際使用的流體有差異，檢定時的環(huán)境條件與儀表使用場所的實(shí)際環(huán)境不相同，從而造成附加的使用誤差，降低了測量精確度。在線實(shí)流校準(zhǔn)法是解決這一問題的有效方法。例如，油品計量站在建設(shè)階段就預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)體積管連接口，接入標(biāo)準(zhǔn)體積管后，通過閥門切換可以實(shí)現(xiàn)對計量站中各臺流量計實(shí)現(xiàn)在線實(shí)流校準(zhǔn)?，F(xiàn)在，在天然氣的分配站也要求采用在線實(shí)流校準(zhǔn)的方法。
  
   用于安全聯(lián)鎖報警的流量儀表如果不可靠，應(yīng)該聯(lián)鎖動作時不動作，容易釀成事故，不該動作時亂動作，容易導(dǎo)致不應(yīng)有的停產(chǎn)，造成損失。工業(yè)爐窯中的燃料流量計如果不可靠，造成流路堵塞，容易導(dǎo)致爐子熄火，釀成事故。用于過程控制的流量儀表如果不可靠，容易為調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出錯誤信息,導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào)，破壞生產(chǎn)過程的穩(wěn)定，影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和物耗，造成損失。用于財務(wù)結(jié)算計量的流量計如果不可靠，容易引起計量失準(zhǔn)，引發(fā)計量糾紛和為企業(yè)帶來損失。僅有以上幾個小例子就可以看出流量儀表的可靠性是極為重要的。
  
   提高流量測量可靠性的途徑主要是提高儀表本身的可靠性，選用可靠性高的儀表進(jìn)行可靠性設(shè)計。近年來，流量測量儀表的可靠性獲得了顯著的提高，主要表現(xiàn)在以下幾方面： 

1. 儀表本身的可靠性有了顯著提高。
2. 通過改進(jìn)儀表的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使系統(tǒng)可靠性獲得提高。例如采用不斷流插入式結(jié)構(gòu)，可在不影響工藝操作的情況下更換流量計。 超聲流量傳感器的夾裝式結(jié)構(gòu)，電磁流量計電極的帶壓更換結(jié)構(gòu)，渦街流量傳感器采用管外安裝超聲探頭的結(jié)構(gòu)等，都能在儀表損壞后的修理過程大大縮短修復(fù)時間。
3. 引入冗余技術(shù)。如采用雙傳感器，并對傳感器的正常與否進(jìn)行自動判斷，將發(fā)生故障的那路信號予以剔除。
4. 引入自診斷技術(shù)，并通過現(xiàn)場總線將診斷結(jié)果送到操作站或?qū)Ｓ玫脑O(shè)備管理系統(tǒng)(AMS)予以顯示報警，以及時發(fā)現(xiàn)故障，及早采取措施。