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，在實驗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行恰到好處的補償和校正也是一項有效的方法。例如對液體的溫度膨脹系數(shù)進行補償，對氣體的溫度、壓力和壓縮系數(shù)進行補償，對差壓式流量計的雷諾數(shù)影響和流束膨脹系數(shù)進行補償，對各種流量計流量系數(shù)的非線性進行補償，對容積式流量計、渦街流量計的溫度影響進行補償，對超聲波流量計的速度分布進行補償?shù)?。這種補償和校正是用系統(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行處理，使之消除或得到基本消除。實踐表明，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際使用時不同，檢定時流體性質(zhì)與實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現(xiàn)對計量站中各臺流量計實現(xiàn)在線實流校準(zhǔn)?，F(xiàn)在，在天然氣的分配站也要求采用在線實流校準(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。