带微处理机的楔型流量计

　　目前,原油流量测量大多使用椭圆齿轮等容积式流量计,由于原油中含有的悬浮固体颗粒会加速流量计的磨损或造成卡堵,使流量计寿命缩短。另外,原油粘度变化范围大,使测量介质的粘度与标定介质差异很大,造成测量附加误差也大。因此,研制一种寿命长,能适用于原油复杂工况的新型仪表,是十分必要的。我所在研制浮子式带微机蒸汽流量计及硅差压变送器的基础上,研制了新型电远传带微机楔型流量计。

　　1　工作原理

　　带微机楔型流量计属于差压式节流流量计,它由检测仪表和二次仪表组成,原理框图如图1所示。

　　检测仪表由楔形节流和取压三通组成,通过改变节流口的面积来适应不同测量流量的要求。由于节流件能够消除流体的滞流区域,阻止原油中悬浮固体颗粒在喉部聚集,楔形件又具有耐磨的特点,从而保证流量计检测仪表测量精度的稳定性,具有较长的使用寿命。二次仪表由差压变送器、压力传感器、温度变送器和微处理机组成。取压三通和差压传感器之间用隔离膜片隔离,避免液体中的悬浮固体颗粒将导压管堵塞,保证差压变送器正常工作。

　　当被测量的介质通过节流装置时,由于其体积流量变化作用而在节流件的前后产生压差,差压变送器将差压信号转换成电信号,同时,压力传感器、温度变送器将原油的压力、温度信号也转换成电信号,一起送进微处理机进行运算,自动补偿修正,给出瞬时流量和累计流量显示或通过打印机打印出来。

　　流量计的流量基本公式为

　　式中:A为流量计的装置常数;α为流量系数;S为节流的面积;Δp为节流件两端差压;ρ为流体密度。

　　公式中流量系数α是雷诺数Re的函数,雷诺数又是流体粘度γ的函数,流体粘度、流体密度和节流口面积又均为流体压力温度的函数。因此,通过流体压力、温度便可对流量系数、流体密度和节流口面积进行补偿修正,使流量计能适用于不同物性参数流体的流量测量,具有测量精度高、附加误差小,适用范围广的特点。

　　楔形流量计可以改变其楔比,以便适应在流率的宽广范围上提供所需的压差。楔比定义为H/D,其中H是楔型凸入流道内的高度,D是管道的名义直径。

　　2　流量计基本结构

　　本流量计专为远传密封型差压变送器设计的,这些变送器具有气动或电气信号输出,并备有密封元件,该元件在楔型流量计的取压三通上。这样,将介质流体密封在输送管道内部,工质与变送器的接触被限制在密封膜片的表面,避免了介质中的悬浮固体颗粒将取压管堵塞,保证差压变送器的正常工作。楔型流量计的基本结构如图2所示。