Что такое температурная компенсация и компенсация давления для расходомеров?

Принцип температурной компенсации и компенсации давления расходомера основан на изменении физических параметров, таких как плотность и вязкость жидкости, при различных температурах и давлениях, что влияет на точность измерения расходомера. Для устранения этого эффекта необходима компенсация температуры и давления.

При покупке расходомера мы часто сталкиваемся с конфигурациями температурной компенсации и компенсации давления, особенно для измерения газов, пара и т. д. Далее давайте подробно разберем, что такое температурная компенсация и компенсация давления расходомера?

Запрос предложений

Что такое компенсация давления?

Компенсация давления – это, главным образом, способ корректировки значительных изменений качества среды при различных давлениях при обнаружении расхода.

Если расходомер обнаруживает объемный расход, необходим массовый расход: объемный расход * плотность = массовый расход. Плотность является постоянной величиной при температуре и давлении, но плотность этой среды сравнительно мало влияет на температуру и ее можно не учитывать. Однако если давление этой среды изменится незначительно, то плотность сильно изменится. Следовательно, необходимо определить давление для расчета плотности среды, а значит, требуется компенсация давления.

Что такое температурная компенсация?

Температурная компенсация — это метод регулировки, цель которого — сделать более подходящей эталонную температуру свободного конца датчика.

В сенсорных приложениях сам датчик и измеряемое вещество обычно имеют определенные температурные коэффициенты. Изменяет свои параметры при изменении температуры окружающей среды. Ряд технических мер, принимаемых для предотвращения влияния изменений температуры на показатели и работу датчика, называется технологией температурной компенсации.

Например, при измерении расхода существует зависимость квадратного корня или пропорциональная зависимость между расходом и плотностью жидкости. Однако плотность многих жидкостей, особенно газов, меняется с изменением условий эксплуатации. Следовательно, плотность жидкости должна быть компенсирована температурой и давлением.

Конечно, помимо расходомеров, существуют и другие измерительные приборы, в которых также используется температурная компенсация. Например: детектор PH, анализатор качества воды, частотомер, ультразвуковой уровнемер, датчик температуры, бесшкальный манометр, и т.д.

Расходомер пара с компенсацией температуры и давления

Принципы компенсации температуры и давления расходомера

Принцип температурной компенсации:
Команда выходной сигнал расходомера корректируется в соответствии с изменением температуры жидкости, что позволяет обеспечить точные измерения расхода или объема при различных температурах. Обычно используемый метод температурной компенсации заключается в контроле температуры жидкости в реальном времени с помощью датчика температуры и внесении корректировок на основе выходной характеристической кривой температуры-расходомера.

Принцип компенсации давления:
Выходной сигнал расходомера корректируется в соответствии с изменением давления жидкости, что позволяет обеспечить точное измерение расхода или объема при различных давлениях. Обычно используемый метод компенсации давления заключается в мониторинге давления жидкости в реальном времени с помощью датчика давления и внесении корректировок на основе выходной характеристики расходомера давления.

Функция компенсации температуры и давления

Улучшить измерение точность и надежность расходомера и избежать ошибок измерения, вызванных изменениями температуры и давления. Компенсация температуры и давления позволяет расходомеру обеспечивать точное измерение расхода или объема в различных рабочих условиях и подходит для требований измерения различных жидкостей и рабочих условий.

Поэтому при реальном измерении расхода компенсация температуры и давления является очень важным техническим средством.

Вихревой расходомер с компенсацией температуры и давления

Какие расходомеры требуют компенсации температуры и давления?

Расходомеры для следующих измерительных ситуаций требуют компенсации температуры или давления:

При измерении газа необходимо одновременно компенсировать температуру и давление. Газы обычно рассчитываются на основе стандартных объемных расходов. Поскольку объемный расход газа изменяется при изменении температуры или давления, скорость потока будет меняться. Например, для измерения газов обычно используются вихревые расходомеры, газотурбинные расходомеры и т.п.
При измерении насыщенного пара требуется однократная компенсация температуры или однократная компенсация давления. Плотность насыщенного пара имеет фиксированную зависимость от температуры или давления. Зная любой из них, можно определить плотность насыщенного пара.
При измерении перегретого пара необходимо одновременно компенсировать температуру и давление. Пар обычно рассчитывается по массовому расходу. Поскольку изменяются температура или давление, изменяется плотность пара и соответственно изменяется массовый расход. Например, для измерения пара обычно используются вихревые расходомеры и расходомеры дифференциального давления.
При измерении жидкостей компенсация давления, как правило, не требуется. Ниже 5 МПа, как правило, учитывается только влияние температуры, и для точного измерения требуется компенсация температуры. При общих измерениях компенсация не может использоваться. Измерение некоторых углеводородов (таких как сырой нефти) обычно требует одновременной компенсации температуры и давления.

Расходомеры, требующие компенсации температуры и давления, в основном включают следующие типы:

Объемный расходомер: Объемный расходомер рассчитывает расход путем измерения объема жидкости, проходящей через трубу. Поскольку жидкости имеют разные объемы при разных температурах и давлениях, требуется компенсация температуры и давления.

Массовый расходомер: Массовый расходомер рассчитывает скорость потока путем измерения массы жидкости. Поскольку жидкости имеют разную плотность при разных температурах и давлениях, требуется компенсация температуры и давления.

Дифференциальный Расходомер давления: Расходомер перепада давления вычисляет расход путем измерения разницы давления жидкости в трубопроводе. Поскольку жидкости имеют разную плотность и вязкость при разных температурах и давлениях, что влияет на поток жидкости, требуется компенсация температуры и давления.

Вихревой расходомер: Вихревой расходомер рассчитывает скорость потока путем измерения частоты вращения, создаваемой вихрем в трубе, когда жидкость проходит через нее. Поскольку жидкости имеют разную плотность и вязкость при разных температурах и давлениях, что будет влиять на частоту вращения вихревой улицы, требуется компенсация температуры и давления.

Расходомеры, требующие компенсации температуры и давления, необходимо контролировать и корректировать в зависимости от реальных условий во время установки и использования, чтобы обеспечить точность и надежность измерений.

SI-3304 Вихревой расходомер врезного типа

SI-3305 Интеллектуальный вихревой расходомер с прецессией газа

Реализация компенсации температуры и давления

При настройке сумматора расхода, если объектом является прибор дифференциального давления, с одной стороны, следует уделить внимание выбору соответствующего модуля компенсации плотности. При этом следует обратить внимание на правильность каналов и согласованность единиц.

Если на объекте используется импульсный прибор, обеспечьте согласованность единиц измерения при установке коэффициента прибора. И он может измерять объемный расход только в рабочих условиях, а соответствующий массовый расход можно рассчитать на основе чипа компенсации плотности отверждения.

Для систем управления ПЛК реализация более сложна. Независимо от того, идеальный ли это газ, влажный газ или пар, функциональный блок должен быть настроен в соответствии с соответствующей формулой компенсации, а прикладная программа должна быть написана в функциональном блоке с помощью текстового языка программирования высокого уровня, а функция Блок должен быть вызван для выполнения расчета плотности.

Используемые в настоящее время основные системы DCS имеют функциональные блоки для математических функций и логических операций, облегчающих реализацию программ. Для идеальных газов система Emerson DeltaV вызывает модуль PT_COMP, система Yokogawa CS3000 DCS вызывает модуль TPCFL, а система Hollysys MACCS DCS вызывает модуль TPCOMP, определяет соответствующие переменные и устанавливает соответствующие параметры. Для влажного газа или пара его необходимо настроить отдельно в соответствии с соответствующей формулой компенсации температуры и давления, приведенной выше.

Более популярные решения для измерения расхода

Компенсация температуры и давления – это коррекция, вносимая влиянием измеряемого объекта на измерение давления и температуры при определенном давлении и температуре. Обычно, когда мы измеряем расход газа, мы уделяем больше внимания компенсации температуры и давления, которая заключается в получении расхода в стандартных условиях путем выполнения компенсации температуры и давления расхода газа в рабочих условиях.

Только глубоко понимая механизм компенсации температуры и давления, гибко применяя его в рабочей практике и по-настоящему понимая измерение расхода, мы сможем не быть пассивными в нашей работе. Если у вас есть какие-либо технические вопросы по компенсации температуры и давления расходомера или вам необходимо приобрести расходомер газа, Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.