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(已结帖)工控仪表擂台第97期-关于各种流量测量误差大的原因分析 点击:3064 | 回复:21



王者之师--月棠清摇

    
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发表于:2015-04-19 12:45:51
楼主

流量计在工业生产过程中应用非常广泛,但也因工况复杂、安装操作不正确或选型不当导致流量的测量误差有时很大,请将您日常工作中所遇到的实际问题及解决办法与大家分享。谢谢!


本擂台为2015年第一期周擂台,自本日起开始,至结贴为止,至少有一至二周的时间。欢迎大家参与讨论。

奖项设置:一等奖1名:50MP,二等奖5名:10MP,三等奖若干名:50积分。 
MP介绍:gongkongMP即工控币,是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位,类似于大家熟悉的QB,1 个MP=1元人民币。 
MP有什么用?兑换服务:以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。 兑换现金:非积分获得的MP可兑换等值现金(满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换)。




众星工控

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1楼

淀粉制造业中,用质量流量计测流量时,振动易造成测量值偏大

众星工控

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发表于:2015-04-19 16:45:13
2楼

回复内容:

对:众星工控 淀粉制造业中,用质量流量计测流量时,振动易造成测量值偏大     内容的回复:

防止震动,稳定流速可减少测量偏差

江湖再见-余辉

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3楼

       电磁流量计测量误差原因分析:

       电磁流量计管内液体未充满,由于背压不足或流量传感器安装位置不良,致使其测量管内液体未能充满,故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流,故障现象表现为误差增加,即流量测量值与实际值不符;若流动是气泡流或塞状流,故障现象除测量值与实际值不符外,还会因气相瞬间遮盖电极表面而出现输出晃动;若水平管道分层流动中流通截面积气相部分增大,即液体未满管程度增大,也会出现输出晃动,若液体未满管情况较严重,以致液面在电极以下,则会出现输出超满度现象。
  
  电磁流量计有可能结晶的液体,电磁流量计应慎用,有些易结晶化工物料在温度正常的情况下能正常测量,由于输送流体的导管都有良好的伴热保温,在保温工作时不会结晶,但是电磁流量传感器的测量管难以实施伴热保温,因此,流体流过测量管时易因降温而引起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计测量也同样存在结晶问题,所以在无其他更好方法的情况下,可选用测量管长度非常短的一种“环形”(oring)电磁流量传感器,并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道连接方法上,考虑流量传感器拆装方便,在一旦结晶时能方便地拆下维护。
  
  电磁流量计电极和接地环材质选择不当引发的问题因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电极与接地环,匹配失当除耐腐蚀问题外,只要是电极表面效应。表面效应应有:①化学反应(表面形成鈍话膜等);②电化学和极化现象(产生电势);③触媒作用(电极表面生成气雾等)。接地环也有这些效应,但影响程度要小一些。

 

       煤气流量计测量误差大的原因分析:

       1、煤气流量计选型是否正确。正确选型需要提供准确的技术参数,包括介质温度、密度、压力、流量范围、管道口径等。 
       2、煤气流量计安装是否偏差。安装时流量计靶片与连接管道是否垂直,靶片与管道横截面是否平行,靶杆是否对准管道中心线; 
       3、煤气流量计前后直管段太短,并于流量计前后直接安装了弯头,阀门等极大干扰被测介质流态部件。(若是流量计前后装有阀门,要确保直管段的最
低要求,上游部分直管段要满足10个管道直径的长度,下游部分直管段要满足5个管道直径的长度) 
       4、煤气流量计测量误差非常增大 
       5、管路设计引起的误差
       气体管道应采用直线布线,连接要平滑无突出部位,减少急转弯,禁止气体管道连续转弯或向下急转弯,避免T型联接。向下急转弯或连续转弯和T型联接都会造成气体形成巨大旋窝,这些将消耗气体很大部分能量,造成流量传感器感应不良。

 

      金属管转子流量计测量误差大的原因分析:

      1、安装不规范引起的测量误差

      检查一下流量计的安装是否符合规范要求:

      对于垂直安装流量计要保持垂直,倾角不大于20度;

      对于水平安装流量计要保持水平,倾角不大于20度;

      流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体;

      安装位置要远离阀门变径口、泵出口、工艺管线转弯口等;

      要保持前5D后250mm直管段的要求。

      2、介质的密度变化较大引起的误差

      由于AKT系列金属管转子流量计在标定前,都将介质按用户给出的密度进行换算,换算成标校状态下水的流量进行标定,因此如果介质密度变化较大,会对测量造成很大误差。

解决方法可将变化以后的介质密度带入公式,换算成误差修正系数,然后再将流量计测出的流量乘以系数换成真实的流量。

       3、气体介质由于受到温度压力影响较大引起的误差

       建议采用温压补偿的方式来获得真实的流量

       4、由于长期使用、管道震动等多因素引起浮子流量计传感磁钢、指针、配重、旋转磁钢等活动部件松动,造成的误差

       解决方法:可先用手推指针的方式来验证。将指针按在RP位置,看输出是否为4mA,流量显示是否为0%,再依次按照刻度进行验证。若发现不符,可对部件进行位置调整。一般要求专业人员调整,否则会造成位置丢失。

 

       天然气流量计测量误差的几种原因分析:

       计量系统误差

       1、参照条件差异导致的误差

  由于气体的体积随温度和压力变化而变化,在计量天然气体积时,必须规定某一特定温度和压力作为标准温度与压力,作为标准状态。体积流量换算公式如下:

  式中:Qg—工况体积流量;Qn—标态体积流量;Pn—标准大气压力(KP);Pa—当地大气压(KP);Pg—流量计压力监测点处的相对压力(KP);Tg—流量计温度检测点处的绝对温度(K);t—流量计温度检测点处的温度(℃);Tn—标准状态下的绝对温度(K);tn—标准状态下的温度(℃);Zg—被测介质工况下的压缩系数;Zn—被测介质标况下的压缩系数。

  由公式可知,由于参照条件不同会产生一定的误差,其中最主要的是压力影响,因为在地埋管道中温度变化不是很大,同时加上273.15K的绝对温标,在公式中的影响可不作为主要考虑对象。而压力增大一倍,其计量的标准体积几乎缩小一倍,因此,在检查工作中,压力的关注是重中之重。

       2、流量计误差

  影响计量仪表准确度的主要因素 排除流量仪表原理与结构自身的原因,影响其准确度的外在因素主要归结为以下三个方面。

        2、1气体的物性

  气体是流体的一种,其物性或多或少地影响流量仪表的准确度。但这些流体的物性可以通过一些工程手册查到,并给予修正以减轻其影响。这也是流量仪表智能化的一项重要内容。在现场通过计量仪表的气体不可能如实验室所用流体那么洁净,它们可能会有各种杂质,甚至有腐蚀性。使用一段时间后,还会在管边检测件上产生积垢、磨损、腐蚀。在管壁上的沉淀物将改变管道的壁厚及粗糙度。对标准孔板而言会改变 值,造成??~10%的误差;对涡轮、转子、容积式流量计的运动件造成磨损、腐蚀,轻则产生误差,重则无法工作,当然这个过程是缓慢的,但绝不能掉以轻心。而只要重视定期维修并形成制度也可以减轻(或消除)其影响。

       2、2气体流动的特性

  在实验室中,流量仪表应处于较为理想的流动状态中。

  测量管段中,气体的流动状态一般都处于相对平稳的流态,即使有缓慢的变化对计量仪表来说是允许的,误差影响可以忽略。但在很多实际用气现场,由于泵、压气机、 鼓风机、某些调节器、阀门的振荡都将产生脉动流,它将给流量仪表带来较大的误差。如:对涡轮流量计脉动流会引起转子转速的变化;对涡街流量计如脉动的频率与涡街频率相近,将产生所谓“同步现象”,也会产生很大的误差。

  速度式流量计,如涡论流量计等,要想保持其精确度,还必须保证其安装要求,即前后直管段的保证,一般来说表前应≥5DN,表后直管段应保证≥2DN,这是最低要求,如果现场条件允许,能够做到表前应≥10DN和表后直管段应保证≥5DN是最好的,这样基本可以保证计量精度。需要注意的是直管段就是指管道,不包括任何阀门和管件。因为现场的阻力件品种成千上万,组合也形形色色,这些都会引起气体流动的扰动,那么在试验室理想条件下所校验的流量系数,由于流场差异,不可能无误地传递给现场的流量仪表,因此难以得到较高的准确度。

       2、3流量计管理

  由于每个燃气公司所管理的流量计有很多,尤其是安装分计量的用户,可能一个用户就安装好几台流量计,因此,对流量计建立规范化的管理流程就显得至关重要,结合笔者管理实践,提出以下几点建议供借鉴:

  (1)对每台大流量仪表(65m3/h以上)都建立管理档案,并有专人负责进行巡检和日常维护,使流量仪表始终在良好的状态下运行。

  (2)用户使用的流量仪表每年校验一次,罗茨流量计的精度1%以内为合格,涡轮流量计达到1.5%即为合格,皮膜表2%以内为合格,不合格的表要及时修理更换。

  (3)选用合理的流量仪表进行计量,仪表选型和量程不合理、就会客观上导致计量误差。比如餐饮业,他们的用气量每天各时间段用量大小不均,在使用上我们就要选择腰轮流量计或者皮膜表,这种流量计的特点是在小流量情况下运行仍能保持原有精度,不会造成气量流失。

  (4)流量仪表要有“温压补偿”装置,即校正仪,贸易结算以校正仪读数为结算依据。燃气流量计的校正仪主要功能是将各种不同工况、不同压力的气体换算到101.325KPa和20℃的状态(标准状态),在温度和压力确定的情况下,气体的体积是确定的。

     

      超声波流量计测量误差大的几种原因分析:

      1.超声波流量计传感器装在水平管道的顶部和底部的沉淀物干扰超声波信号。解决方法:将传感器装在管道两侧。
       2.超声波流量计传感器装在水流向下的管道上,管内未充满流体。解决方法:将传感器装在充满流体的管段上。 
       3.存在使流态强列烈波动的装置如:文氏管、孔板、涡街、涡轮或部分关闭的阀门,正好在传感器发射和接收的范围内,使读数不准确。解决方法:将传感器装在远离上述装置的地方,传感器上游距上述装置30D,下游距上述装置10D或移至上述装置的上游。
       4.超声波流量计输入管径与管道内径不匹配。解决方法:修改管径,使之匹配。

  

火页

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发表于:2015-04-22 13:55:13
4楼

在装车站台遇到过一次质量流量计不能正常工作的例子,我们用的是某国外品牌的质量流量计计量汽油装车。然后和地磅对比。结果有次装车人员反应说误差好几吨,感觉非常奇怪,到现场观察发现当一个鹤管装车的时候流量计误差20公斤左右,当一个鹤管正在装车时,此时开启另外鹤管相连管道上的装车阀门给另外车辆装车时候,该鹤管流量计无法正常工作,报错流体不均匀无法正常计量。经咨询厂家,开始装车前关小流量计后面的手动阀门增加流量计背压然后在慢慢打开,有改善。我们的配置是一台装车泵连接多个鹤位

丰李

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5楼

流量测量误差大的原因分析           

平常心心常平

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发表于:2015-04-27 20:19:24
6楼

电磁流量计有许多优点,但若选型、安装、使用不当,将会引起误差增大,示值不稳定,甚至表体损坏。      

管内液体未充满由于背压不足或流量传感器安装位置不良,致使其测量管内液体未能充满,故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流,故障现象表现为误差增加,即流量测量值与实际值不符;若流动是气泡流或塞状流,故障现象除测量值与实际值不符外,还会因气相瞬间遮盖电极表面而出现输出晃动;若水平管道分层流动中流通截面积气相部分增大,即液体未满管程度增大,也会出现输出晃动,若液体未满管情况较严重,以致液面在电极以下,则会出现输出超满度现象。      

实例1某造船厂有一台DN80mm电磁流量计测量水流量,运行人员反映关闭阀门后流量为零时,输出反而达到满度值。现场检查发现传感器下游仅有一段短管,水直接排入大气,截止阀却装在传感器上游,阀门关闭后传感器测量管内水全部排空。将阀门改装到位置2,故障便迎刃而解。这类故障原因在制造厂售后服务事例中是经常碰到的,当属工程设计之误。


OLDPOLICE

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发表于:2015-05-10 19:10:40
7楼

造成靶式流量计测量误差大的主要原因:    

1、靶片以及靶杆上挂有丝状及带状杂物;处理方法:参照处理杂物方法。
  2、高结圬条件下,靶片和靶杆产生严重结圬,使受力元件靶板沿测量流量管轴线上投影面积增加,即靶片与测量流量管之间环形过流面积减少,进而在相同流量下,传感器受力增大,最终导致流量示值非正常增加;处理方法:取下过渡部件,用工具将靶片和靶杆以及测量流量管内壁上的圬物清除即可。
  3、安装时靶式流量计与连接管道相对同心度出现较大错位,密封垫片未同心,从而形成节流阻件,极大影响被测液体,气体,粉尘流态;处理方法:调整安装状态。
  4、靶式流量计前后直管段太短,并于靶式流量计前直接安装了弯头,阀门等极大干扰被测液体,气体,粉尘流态部件;处理方法:按照说明书要求进行安装或对靶式流量计进行实地实流标定。
  5、旁通管道泄漏;处理方法:检查及更换旁通管路。
  6、靶片上绕缠有带状杂物,增大了靶片受力;处理方法:参照前面处理杂物方法。

中国555

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8楼

差压式流量计引起测量误差的原因分析

在生产过程中需要实时对工质流量要进行测量,以控制生产过程中的工作状况,衡量设备的效率和经济核算的重要指标。所以流量测量是工业企业能源管理的重要手段。差压式流量计便是其中的一种形式。差压式流量计是工业上使用最多的流量计之一,而孔板是差压式流量计选用最多的一种节流元件,它具有结构简单、安装方便、价格低等特点。

一、差压式流量计的组成

它是由节流元件、差压计(一般用差压变送器)、引压导管和流量显示记录仪(多功能流量积算仪)。

1、节流元件

在管道中安装一个固定的阻挡体,它中间开一个小孔,当流体流过这个开孔横截面时,就会发生流束的收缩,这时流体的流动速度加快,压力降低,在阻挡体前后产生一个较大的压力差。这个压力差随流量变化,流量越大,差压越大,因此,通过测量这个压力差就可以推算出流量的大小,这个过程叫节流过程,其中造成流束收缩的元件叫节流元件。

我公司流量计使用的是差压式流量计,使用的节流元件为标准孔板,引压管为φ18×2无缝钢管,差压变送器是3051差压变送器。并配有JH-1151压力变送器和热电阻作为温度压力补偿。

2、节流元件(标准孔板)的取压方式

节流元件的取压方式有多种,如角接取压和法兰取压等,我公司标准孔板取压方式采用的是环室取压,即在孔板两侧安装前后环室,并由法兰将环室、孔板、垫片紧固在一起。

二、差压式流量计的安装

包括四部分:

1、节流元件(标准孔板)的安装

2、差压信号管路(引压管)的安装

3、差压计(3051差压变送器)的安装

4、流量显示记录仪(JHMXTM-9000型多功能流量计算仪)的安装

三、差压式流量计使用中的测量误差分析

差压式流量计在现场实际应用时,它的测量误差往往会增大,有时可达到10%--20%,特别是在采用差压式流量计作为工艺生产过程的物料(水、蒸汽、煤气及原料)的计量,进行经济核算和物料平衡时,减少测量误差尤为重要。但必须注意的是,不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造,更要注意正确安装、维护和符合使用条件等才能保证孔板流量计有足够的实际测量精度。下面分析一下几种造成测量误差的原因:

1、被测流体的工作状态变动

如果在实际应用时被测流体的工作状态(如温度、压力)以及相应的流体密度、粘度和管道粗糙度等参数,与设计时不一致,如果仍按照原有的仪表常数推算流量,将与实际流量有误差,则可根据有关计算公式加以修正或重新设计计算。

2、孔板安装不正确

我公司刚投产试车时,煤气流量计显示过小,经检查为孔板装反,而实际是孔板的尖锐一侧应迎着流体流向为入口端,呈喇叭口形的一侧为出口端,注意方向。除此之外,安装时孔板开孔中心与管道中心线不同心,也会造成测量误差,引压管堵塞及垫片等凸出物的出现也是引起误差的原因。

3、孔板入口边缘被磨损

由于孔板使用时间较长,特别是在被测介质夹杂固体颗粒等杂物情况下,或被化学腐蚀,都会造成孔板的几何形状和尺寸的变化,如果孔板的入口边缘的尖锐度由于受到介质冲击或腐蚀而变钝,这样在相等数量的流体经过时所产生的压差ΔP减小,从而引起显示值偏低。严重时需更换孔板。

4、孔板表面的结垢和流通截面积的变化

在现场使用中,孔板表面可能会沾结上一层污垢,或者由于在孔板前后角落处日久而沉积杂质,或由于强腐蚀作用都会使管道的流通截面积发生渐变,以及引压导管管路的泄露和堵塞,都会造成测量误差。我公司由于使用的煤气较脏(含焦油),造成孔板前后取压环室被堵,取压口无压差,流量计无流量显示,经拆下后清理两环室并更换导压管,流量计显示正常。

5、变送器零点漂移和量程设置不当也会引起测量误差

由于时间较长,变送器的零点会发生漂移,若是负漂移,变送器输出电流则小于标准4MA,流量则显示偏低,若是正漂移,变送器输出电流则大于标准4MA,流量则显示偏高。若量程设置较大,流量则显示偏低,量程设置较小,流量则显示偏高。


潇湘琴话

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9楼

误差和错误是不同的,我遇到的情况常常是读数错误而不是误差,一般现在无论使用什么测量工具只要按要求安装,测量系统误差在2.5%是不难的。很多测量不正确,是由于测量错误。

1、温度测量

温度测量主要有热电偶和热敏电阻两类,但细分就很多了。一般的温度测量仪器,内部的补偿曲线不足以满足所有温度探头的要求,比较粗糙。要保证温度测量准确必须准确了解产品的分度,选择合适的补偿曲线。WEST温控器补偿曲线较好(欧版),我用它做过0.1C精度的控制系统。欧陆的温控器也适合精密温度控制,RKC可以满足一般要求(1C),但RKC仿造较多,国产数字温控器,难得满足有严格温度控制精度要求的场合。问题不是传感器的问题,而是PID算法的问题,试过一些调整很费劲,鲁棒性不行!

2、压力测量

主要问题是取样管路问题和压力感应片失效或回复性不行,造成变送器不准确,这是错误而不是误差,因为设计没有问题而元件失效不算误差!

3、流量测量

流量测量无论是孔板、涡街、超声波要注重原理的适应性。涉及到温度、压力补偿还要注意适用性。比如一般我们都会每日或每小时或实时读取流量但是不太注意记录温度和压力,压力和温度不正确蒸汽流量就不正确,因为蒸汽的质量流量取决于密度,而密度与温度、压力有关,这时不是误差误差,而是错误!

4、化学成分的测量

化学成分比如三原子气体测量,需要定期校验和清洗探头,COD测量也一样,更多的是测量错误而不是误差。

在工厂实践中很多情况将测量错误当误差是不对的。超过按原理计算数据的5%,应该认为是错误,误差一般应限定在2.5%之内。

具体来说,孔板流量计测量饱和蒸汽。温度探头、压力变送器、压差变送器都经过校验。流量计内部设定参数和选定公式都符合原理要求。这是你按压差、温度计算出质量流量应该和仪表显示一致。但现在发现计算的数值比显示数据小1/3,这就不是错误。有经验的常选择压力补偿,压力变送器一定有问题。这是错误而不是误差。问题是错误发生很久了,人们觉得显示不对,以为是误差,这是错误的。

研讨会宣传员_3259

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10楼

请按说明书的安装位置和角度力矩等来安装。其中大部分是由于安装方式方法不正确引起的

mrfuyong

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11楼

 智能电磁流量计在刚开始使用,或者在使用过程中,出现测量值不太准确,测量精度差,这是什么原因呢?其实这里面的原因很多。这要分下来谈。
如果是刚使用就测量不准确,这里面可能有以下几个原因:
1、智能电磁流量计必须安装在可以尽量满管的管道上,如果测量管道不满管的话,测量准确性肯定会是受影响的。而且不但不满管会参精度有影响,就是介质里如果有气泡的话,也会使测量不准。
2、看看智能电磁流量计所测量的管子内壁是不是有容易粘上去的东西,如果有,就样电极的导电率就小了,当然准确度也变小了。
3、如果智能电磁流量计安装的管道材质是塑料的,那就必须要用三电极的智能电磁流量计。
4、智能电磁流量计所测介质的电导率不能太低,如果太低了,也会对测量精度有很大的影响。
如果智能电磁流量计使用了一段时间后出现测量误差大的话,有可能有以下几个原因:
1、是不是因为智能电磁流量计使用的时间长了,电极上有垢了,或者是电极有可能短路了,这样测量肯定就不准确了。
2、如果智能电磁流量计使用的时间长了,而且被测介质有腐蚀性,时间长了电极被腐蚀了,这样也会影响测量。
3、如果被测介质温度过高,或者是其它原因,使智能电磁流量计的衬里变行了,也会对测量精度有把影响。

日月之主

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12楼

电磁流量机计安装时要注意竖装时要液体从下至上流动,防止液体不满测量不准,横壮时要保持前5D后3D,防止涡流造成测量不准

光控全球

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测量时间长了,会有零点漂移,导致测量误差。对重要的要定期校验。

小小猫_350

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一、差压流量计:1.安装不规范直管段不符合基本的前10D后5D的要求,取压管配置不合理蒸汽系统冷凝液不足,液体工况有不凝气或堵塞;2.运行工况严重偏离设计工况,虽然采取了温度压力补偿,但由于介质的物化特性与理想气体差异过大所以补偿后也无法满足要求。

二、涡街流量计:1.设计阶段选型不当,雷诺数没有经过验算,选择口径过大实际流速偏低,造成测量误差。2.体积流量折标或转换质量流量过程中,运行工况严重偏离设计工况。3.管线振动。

三、电磁流量计:1.安装或设计不当,运行中不满管;2.生产厂家没有进行严格校准,使用时口径选择错误;3。电极污染、极化或腐蚀,内衬剥落;4.插入式电磁管道被磁化。

四、转子;有金属杂质

五、热质量:1.运行温度过低;2.气体中含有液滴;

六、涡轮流量计:1.涡轮磨损或结垢

七、皮带秤:1皮带长度、间隔时间、托辊间距、倾角、传感器参数等没有进行严格和准确的测量和校准。

八:DCS量程与现场仪表不一致

liusenedc

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发表于:2015-06-29 14:59:55
15楼

受天气的影响,空气的潮湿,季节的变化等等

RUIF杨曦

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发表于:2015-07-02 13:53:01
16楼

1、节流件为全不锈钢结构,45°角安装取压,不存积物,没有堵的问题。

2、所有阀门采用铸造结构,使密封面最少,所有打压在厂家完成,没有漏的问题。

3、取压管采用精铸不锈钢一体加工而成,采用防冻设计,冬天不需要保温和伴热,解决冻得问题。

4、传统孔板用5mm的板片加工而成,而我们的孔板用35mm的锻制不锈钢加工而成,执行化工部高压结构生产,其耐用性是板片的10倍。

5、多参数变送器只需要1台,传统孔板流量计需要四台变送器,1台变送器把所有功能实现,变送器可宽量程测量范围最大可达到200:1,配合节流件装置的合理量程可达到15:1。

6、维护:没有堵、漏、冻的问题,不需维护。十年漂移1‰,准免维护。

遥山

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发表于:2015-07-04 01:06:00
17楼

合理化的设置流量计参数,也很重要

半醉清风

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发表于:2015-07-06 08:55:43
18楼

工作中遇到的问题,和大家一起学习,超声波流量计数值不准确,采用方法重新设置标定范围,在常用范围内标定。电磁流量计小流量时不显示数值,重新设置测量范围

syy11543x

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发表于:2015-07-07 16:00:31
19楼

好好好好好好哈哈哈哈和

LYZHERO

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发表于:2015-07-23 22:26:52
20楼

西门子电磁流量计测纯化水做流量累计,电导率小于4.2,开阀几秒内流量有时检测的出来,有时检测不出来,稳定后,计量过程中度数波动较大


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