差压流量计的小信号切除
差压式流量计是投入工业应用的多种流量计中,应用最广泛,历史最悠久的一种流量计,也是人们应用小信号切除技术最早的一种流量计。 在使用老式差压流量计来显示瞬间流量和进行积算时,使用者对流量计的零点漂移总是不满意,差压计很小的零漂就会导致实际流量为零时,出现较大的流量示值,自从仪表中成功应用了小信号切除方法后,可以掩盖零漂的矛盾。
流量小信号切除的实现方法与选用
在非智能型仪表中的实现方法 在CPU进入流量测量仪表之前,小信号切除均采用硬件的方法实现,DDZ-III系列仪表开方积算仪中典型的小信号切除电路原理图见图2。图2 开方积算仪中的小信号切除电路原理图 它由比较电路和电子开关组成。图中的VL由高稳定度电压源以及含有电阻器、电位器的分压电路组成,用来提供小信号切除的设定值。自从流量测量仪采用了CPU,小信号切除采用软件的方法来实现,不仅切除点可靠,而且操作使用方便。只要在对话框或菜单中,选定切除模式和切除点数值,仪表运行后,就能准确无误地完成切除操作。
切除模式的选定 智能差压变送器两种典型切换模式下差压与流量的关系曲线,见图3。其中,图3a为开平方关系切换到零,切除点既可以选用制造厂推荐值,也可以自行选定。这种切换模式的优点是流量信号低于设定值后,变送器能稳定地输出零信号(4mA或数字信号),但是,在实际流量确实为零(例如,切断阀已关闭并确认无泄漏)时,零点漂移值究竟是多少,却完全不知,如果选用图3b的切换模式,则可从变送器的残余输出中观察漂移量。残余输出尽管很小但毕竟不为零。由于差压变送器输出信号一般都要送后级仪表如流量演算器、积算仪或DCS、PLC,在后级仪表中只须将切除点设置在输入信号的0.75%FS已足够。图3 两种类型切换模式的流量差压曲线
切除点选定的最优化 流量小信号切除有最优化的概念,是一种为了解决流量计漂移掩盖矛盾的方法,并不是采用了小信号切除后仪表的零漂就不存在了,而是零漂依旧,只是不让使用者看到而已,如果不设置小信号切除能够达到要求,最好不要切除。但是模拟器件的零漂、时漂对流量计零点影响往往是双向的,差压信号的传递失真以及振动干扰的侵入均属不确定因素,所以,小信号切除又是必须的。对于小信号要不要切除,切除值大与小之间如何取值,这就是最优化的概念。总的原则是在能达到目的的前提下,将切除值尽量选得小一些。
结束语
测量仪表中的小信号切除是流量测量中的特殊需要,不同的流量计产生小信号现象的机理也不同。同一种原理的流量计,由于其精确度、仪表质量、被测介质、现场环境以及安装情况的差异,零点的不确定性也有很大差异。流量小信号切除最优化没有一个固定的公式,它只是在使用要求与可能达到的可测最小流量之间寻找一个最佳点,调试人员根据具体的要求和具体条件合理设定切除点,通常由现场调试决定。
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