摘要:着重對過熱(re)蒸汽流量計 量中(zhōng)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(ji)全參數補償方式(shì)。
一.引言
　　随着成本(ben)意識的不斷增強(qiáng)，人們對能源計量(liàng)的正🌏确率提出了(le)更高的要求，流量(liang)測量中的溫度、壓(yā)力補償🏃‍♀️逐漸被提(tí)上了議事日程。由(you)于流量測量裝置(zhi)的設計🤩提供的設(shè)計溫⛷️度、壓力與實(shi)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(da)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(jiao)高的測量精度，有(you)些流體✊如氣體、蒸(zhēng)汽⭕，流體工況變化(hua)對測量精度的☎️影(ying)響特别大，必須進(jìn)行補償。不同類别(bié)的流量測量裝置(zhì)，測量不同的流體(tǐ)介質，其溫度壓力(lì)補償🎯公式選擇的(de)數學模型是📞有差(cha)異的。因此,有必要(yao)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(yī)套全新的補償方(fang)式，盡可能地消除(chu)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(liàng)的計量上，密度雖(suī)然也是溫度、壓力(lì)的函🔆數，但不再遵(zun)循理想氣體狀态(tài)方程，且在不同壓(yā)力、溫度區間，函❄️數(shu)關系不同，很難用(yong)一個簡單的或統(tǒng)一的函數關系式(shi)來表示。下面我們(men)📧分析常用水👉蒸氣(qi)密度的确定方🙇‍♀️法(fa)。
1.密度的确定方法(fǎ)。
　　工業或工程上應(ying)用的水蒸汽大多(duo)是處于剛剛脫離(li)👣液🐇态或🌈離🤩液态較(jiào)近時的狀态，它的(de)物理、化學性質與(yǔ)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(ti)要複雜得多，故不(bú)能用簡單的數學(xué)表達加以描述，所(suǒ)以，在以往的工程(chéng)計算中，凡涉及水(shuǐ)蒸氣的狀态參數(shu)數值,大都從相關(guān)的水蒸氣表中直(zhí)接查取。
　　随着電子(zi)技術的發展，計算(suan)機(或單片機)已廣(guang)泛應.用于流量測(cè)😄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(mi)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(biao)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(chū)相應⛹🏻‍♀️的密度值
1.1.2計(jì)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(qian)，我們采用的密度(du)補償的拟合公式(shi)爲:
 
式中:-溫度,℃;P-表壓(ya),Mpa;
蒸汽實際工況條(tiáo)件爲:
工作壓力變(biàn)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(wo)們目前采用的密(mì)度補償公式☀️的計(jì)算誤差太大,顯然(ran)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(dìng)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(xiān)判斷是飽和蒸汽(qì)還是過熱🍉蒸汽，再(zài)查不同的數表，另(lìng)外數表的變量有(yǒu)一定步長的非連(lián)續量，對❓于兩點之(zhi)間的數據，需經過(guo)數學内📱插處理獲(huò)得。
　　應用公式計算(suàn):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(bú)同公式。采用TFC1967公式(shi)”雖然公式繁雜一(yi)些✏️，但在壓力爲0-16.65MPa範(fàn)圍内，計算的過熱(rè)蒸汽及飽😘和蒸汽(qì)密度值完全符合(he)國際标準。應用公(gong)式隻需安裝有溫(wēn)度👌、壓力變送器，不(bu)需要判斷是飽和(he)狀态或過熱狀态(tài)✏️就🙇🏻可以正确測量(liàng)。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(kě)膨脹性系數;
p-被測(ce)流體密度,kg/m3;
β-節流件(jiàn)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(xìn)号不受流體組分(fen)變化的影響，即👅僅(jin)表系數在一定雷(lei)諾數範圍内僅與(yu)洲渦發生體及管(guǎn)道的尺寸有關，但(dan)是作爲流量計在(zài)物料平衡及能源(yuán)計量中需檢測質(zhi)🔞量流量，這時流量(liàng)的輸出信号應同(tong)時檢測體積流量(liàng)和流體密度，流體(tǐ)組份對流量計還(hai)是存在直接影響(xiang)，其♉流量公式爲😍:
 
式(shi)中:qv-體積流量，m3/h;
Sr-斯特(te)勞哈爾系數;
m-漩渦(wo)發生體兩側弓形(xing)面積與管道橫截(jié)面面積之比;
d-漩渦(wō)發生體硬面寬度(dù),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(tǐ)積流量;m3/h;
qm-質量流量(liang),Kg/s;
p-被測流體密度,kg/m3;
　　由(you)流量公式(2).(4)可知，流(liu)量與密度的關系(xì)分别與C和p成正比(bi)🏃🏻‍♂️,如果用錯将造成(cheng)很大的計算誤差(cha)，同時，溫度(℃)與熱力(lì)學溫度(K)的代入也(ye)㊙️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(fāng)法爲:由LG節流裝置(zhi)設計及管理軟件(jian)》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(zhi)，這💘時将流量計的(de)顯示✊.值與理論值(zhí)進行比較即可達(dá)到校準的目的。曆(lì)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(biāo)準和檢定規程是(shì)流量正确計量的(de)保證，針對目💘前國(guó)内智能流量演算(suan)器和相關計算機(jī)軟件的現狀，建立(lì)國家有🐇關部門應(ying)🚩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(duì)氣體介質進行補(bǔ)償時，在低壓範圍(wei)内，可以利用理想(xiǎng)氣體狀态方程來(lai)進行溫度、壓力補(bǔ)償。但在高壓時，則(zé)必須考慮氣體壓(ya)縮系數的影響。對(duì)于過熱蒸氣,必須(xu)作實際氣體處理(lǐ)。對于大部分氣體(ti),在低壓區(如小于(yú)1MPa)的壓縮系數都接(jiē)近于1。在該區域内(nèi),隻要溫度不是太(tài)低，即使不對壓縮(suō)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(bì)須考慮壓縮系數(shù)的影響，否則💞将會(hui)造成明顯的誤差(cha)。像常規方法那❤️樣(yàng)将K看成常數，将會(huì)造成不可忽視的(de)測量🍉誤差。分析計(jì)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(mì)度變化🔆可能引入(rù)的誤差爲零，即✍️認(ren)爲已實現了對密(mi)度的完全補償，其(qi)它各餘留參數變(bian)化累加後的最🏃‍♂️大(da)誤差仍可達6%左右(you)💋。其中,ε引入的誤差(cha)最爲明顯。對✌️于常(chang)規儀表來說,這些(xie)餘留誤差沒有💋可(kě)能得到補✔️償。而對(dui)于微✊機補償系統(tǒng)來說，補償這些🔱餘(yú)留參數的變化已(yi)成🍓爲可能。所以，一(yi)般來說，微機補償(chang)系統🈚除補償密度(dù)外,還應考慮整個(ge)補償方程中其它(tā)參數變化的補償(chang)問題,即全參數補(bǔ)償。
四結語
　　總而言(yán)之，選擇合适的溫(wen)度、壓力補償公式(shì)，就必須✍️全面🔞地了(le)解流量測量的方(fāng)式。在測量介質，測(ce)量裝置，流體工況(kuàng)，流量單位均不同(tong)的場合，采用正确(que)的溫度、壓力補償(cháng)㊙️方式，才能獲得正(zheng)确的流量。此外，計(ji)算機的應用也堪(kan)稱💔檢測技術中的(de)一場革命，它使各(gè)類過程參數的檢(jian)測由常規儀表時(shi)代進入了計🔆算機(jī)時代，同時也使企(qi)業綜合自動化和(hé)生産過程♈控制得(dé)以實現，是今後檢(jian)✌️測與控制系統發(fa)展的必然☀️趨勢。

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