质量流量计的参数组态设置技巧
摘 要:本文以费希尔-罗斯蒙特公司Micro Motion质量流量计为例,简要介绍Micro Motion质量流量计的结构、工作原理及特点。重点介绍质量流量计安装工作中影响正常使用的注意事项。及在质量流量计检定过程中如何正确组态设置质量流量计的各主要参数。
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本文以费希尔-罗斯蒙特公司Micro Motion质量流量计为例,简要介绍Micro Motion质量流量计的结构、工作原理及特点。重点介绍质量流量计安装工作中影响正常使用的注意事项。及在质量流量计检定过程中如何正确组态设置质量流量计的各主要参数。
一、流量变送器的参数设置
1.流量校准系数
流量校准系数由带小数点的10个数字符组成。如63.1905.13,左侧5位数字和小数点代表传感器的灵敏度,单位是克/秒/微秒的时差。在这个例子中,左侧5位数字和小数点表示测量出传感器振动管产生每一微秒时差,就有每秒63.190g的介质流量通过传感器。剩余的3位数字和小数点表示传感器刚性模量温度系数。该温度系数表示温度每变化100℃,振动管被扭曲的流量刚度变化的百分比。如振动管材质为316L不锈钢,ELITE型传感器,温度系数是4.75(%/100℃)。
在检定质量流量计过程中,流量计准确度在某一点有可能超差,这时就需要调整流量校准系数,使流量计准确度达到最佳。流量校准系数调整
公式为:
K0=K(1-E) (1)
式中:K0——修正后的流量校准系数;K——原流量校准系数;E——流量计误差值。
E=(E大+E小)/2 (2)
式中:E大——流量计最大误差值;E小——流量计最小误差值。
例如,型号为ELITE CMF300的质量流量计, 流量校准系数为622.664.26,100t/h时,误差为0.28%;50t/h时,误差为0.12%;20t/h时,误差为-0.10%。为使流量计准确度达到0.20%,利用(1)、(2)式进行计算可得:
K0=622.66×[1-(0.28%-0.10%)/2]= 622.10
即流量校准系数需调整为622.104.26。理论上,流量计在各检定点的误差值向负方向移动0.09%。注意, 流量校准系数必须设置为622.104.26,而不要设置为622.14.26,否则,将影响流量计测量准确度。不同口径流量计之间的流量校准系数相差较大,不恰当的流量校准系数会导致传感器发生故障,所以应仔细核对,反复调整,使之与检定合格证书上的流量校准系数保持一致。
2.流体方向
流量传感器外壳上标有箭头指示方向,一般定义箭头指示的方向为正向。当把流量变送器的流体方向设置为正向时,如流过流量传感器的流体流动方向与箭头指示方向相同,则流量变送器的电流和频率输出随着流量增加而增加,流量变送器内积算器显示的累积流量也增加;反之,组态成(4~20)mA输出电流的流量变送器,其输出电流将减小到2mA以下;组态成(0~20)mA输出电流的流量变送器,其输出电流将减小到低限0mA;而流量变送器的频率输出将保持在0Hz,流量变送器内积算器显示的累积流量将保持恒定不变。
当把流量变送器的流体方向设置为反向时,如流过流量传感器的流体流动方向与箭头指示方向相反,则流量变送器的电流和频率输出随着流量增加而增加,流量变送器内积算器显示的累积流量也增加;反之,组态成(4~20)mA输出电流的流量变送器,其输出电流将减小到2mA以下;组态成(0~20)mA输出电流的流量变送器,其输出电流将减小到低限0mA:而流量变送器的频率输出将保持在0Hz,流量变送器内积算器显示的累积流量将保持恒定不变。
当把流量变送器的流体方向设置为双向时,不论流过流量传感器的流体流动方向如何,流量变送器的电流和频率输出都随着流量的增加而增加,组态成(4~20)mA输出电流的流量变送器,其输出电流将根据管道内的实际介质流量指示≥4mA输出电流。如流过流量传感器的流体流动方向与箭头指示方向相同,流量变送器内积算器显示的累积流量将增加;反之,流量变送器内积算器显示的累积流量将减少。
利用以上特性,我们建议双向输送流体的质量流量计,流量变送器内流体方向应组态成双向。
3.量程
应根据传感器不同型号的最大流量和实际使用情况,正确组态流量变送器的流量范围。否则,一旦实际流量超出流量变送器组念的流量范同,流量变送器将显示故障信息,造成不显示瞬时流量,累积流量保持不变。在参数组态设置时,应先设置适当的流量单位,再设置流量计的流量范围。
4.流量截止
从传感器输出的流量信号带有由机械源如阀或电动机引起的噪音,流量计允许用户定义流量截止参数来滤掉这些噪音,使那些低于流量变送器频率/脉冲和数字输出的测量值指示零。流量截止参数是流量变送器产生一个非零的可读数字流量和频率/脉冲输出的最小流量。如果流量信号低于流量截止参数设置,则频率/脉冲输出为0Hz,内部积算器停止计数。由上述特性,流量截止参数不可组态得过大,否则将影响质量流量计测量准确度。一般情况下,流量截止参数应该等于流量传感器最大量程流量的0.05%。如果等于流量传感器最大量程流量0.05%的流量截止参数证明不实用,可输入一个较高或较低的流量截止参数。例如,型号为CMF050流量传感器的最大量程流量为6800kg/h.因为最大量程的0.05%是3.4kg/h, 所以流量截止参数是3.4kg/h。当流量下降到低于3.4kg/h时,内部积算器停止计数。可通过设置质量流量计的流量截止参数和流量计调零来抑制零漂。
5.流量计调零
为保证质量流量计测量准确度,在质量流量计投入使用前,需先对质量流量计进行调零,以使质量流量计能响应零流量,并且为流量测量设置基准线,在流量计调零前,应正确安装流量传感器,给流量变送器送电,并使流量变送器至少预热30分钟,让被测流体介质通过流量传感器,直到流量传感器温度读数与被测流体介质温度基本一致为止。使流量传感器测量管内充满被测流体介质,先关闭流量传感器下游截止阀,然后关闭流量传感器上游截止阀,保证流量传感器内被测流体介质完全静止。在流量计调零操作时,有流体通过流量传感器会导致流量计调零不准确,从而影响质量流量计测量准确度。
流量计调零有以下四种方法:
(1)按下调零(ZERO)按钮,持续至少5秒钟。
(2)若变送器有显示屏,使用滚动按钮进入质量流量或体积流量屏幕。对于RFT9739现场安装型流量变送器,旋转并握住复位旋钮至少5秒钟:对于RFT739支架安装型流量变送器.按下复位按钮至少5秒钟。
(3)外部接触闭合装置(见表1)可以用于流量变送器调零,把接触点端子短接至少5秒钟。
表1 用于流量计调零的外部接触闭合装置
变送器型号 |
远程调零端子 |
|
+ |
- |
|
RFT9739现场安装型 |
21 |
16 |
RFT9739盘装型 |
D30 |
D26 |
RFT9712 |
15 |
14 |
(4)使用HART通讯设备,HART兼容或Modbus兼容的主机控制器,或者Micro Motion Prolink软件程序发送自动凋零命令。
二、流量积算器DRT内有关参数设置
Micro Motion公司的DRT流量积算器(以下简称DRT)可以显示5位已滤波流量的当前值、峰值和谷值,还配有两个8位积算器,其中之一可以通过重设定把参数固存在流量积算器内。DRT可同任何Micro Motion质量流量计配套使用。质量流量计的标定必须满足DRT的两个要求,即质量流量计的输出频率和满刻度的流量值必须是1,10,1O0等的倍数关系。如有可能,质量流量计满刻度时的输出频率值必须大于1000Hz。
(1)DRT编程模式中,UN表示单位模式。有24个流量测量单位可供选择。
(2)DP表示小数点模式。此模式用来设置DRT显示瞬时流量的小数点位置。用质量流量计输出频率和满刻度流量值计算流量倍数,即输出频率÷满刻度流量值=流量倍数。流量倍数决定了DRT显示瞬时流量时的小数点位置(见表2)。
表2 流量倍数决定的DRT显示瞬时流量时的小数点位置
流量倍数 |
小数点位置 |
1 |
000O00. |
10 |
00000.0 |
100 |
OO00.00 |
1O00 |
O00.000 |
1OO00 |
00.OO00 |
100000 |
0.00O00 |
例如,质量流量计的输出频率为5000Hz.满刻度流量为50t/h,则流量倍数=5000÷50=100,所以小数点位置应设定为0000.00,如把小数点位置误设为00000.0,那么瞬时流量为20t/h时,DRT只能显示2t/h,造成错误显示。
(3)SF表示比例系数模式。在此模式下,参数设置可以改变工程单位的比例系数。在DRT上,比例系数影响显示累计流量的小数点位置。对于某一瞬时流量的小数点位置,表2给出了假设瞬时流量小数点位置为00.0000,不同比例系数在DRT上对应显示累计流量的小数点位置。比例系数除以1(每秒),60(每分钟)或3600(每小时)得出商。DRT显示累计流量的小数点位置与显示瞬时流量的小数点位置相比,当商等于1时,DRT显示累计流量的小数点位置与显示瞬时流量的小数点位置相同;当商等于10时,DRT显示累计流量的小数点位置向右移1位;当商等于100时,DRT显示累计流量的小数点位置向右移2位;当商等于0.1时,DRT显示累计流量的小数点位置向左移1位。
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