标准节流装置在线迭代测量新方法的研究

　　1　引　言

　　流量是工业控制领域检测的一个重要参数。节流装置测量流量是典型的流量测量方法,传统的标准节流装置测量流量的实时性、精确性等都有许多弊端。如何在原有方法的基础上提高测量精度、扩展测量范围、提高抗干扰能力都需要进一步的研究与完善。

　　2　问题的提出

　　众所周知,标准节流装置的质量流量由下式确定:

　　但事实上,K并不等于常数。其中不仅ε、d、ρ、β会随温度t、压力P、差压ΔP变化,而且流出系数C是β和雷诺数Re的函数,Re又是流量的函数,不知道流量就不能计算C。所以流量qm不仅受到多变量影响,而且还受到非解析函数的限制。多年来由于无法解决这些问题,只好对节流装置进行一对一的设计,把K在小范围内视为常数,使节流装置的测量精度难以保证,并且测量范围受到极大的限制。

　　根据国家标准颁布的各变量解析表达式和求解C值的迭代方法,可实现在线迭代功能[1]。

　　3　在线迭代方法

　　国家标准颁布的流出系数C的计算公式如下。对孔板:

　　(2)不同介质工作条件下的密度ρ。

　　可以根据流体的性质和测量流体工作状态下的温度和压力,按公式计算求取。对过热蒸汽按下式计算:

　(3)根据不同介质的等熵指数κ计算工作条件下的可膨胀系数ε。

　　对可压缩流体(气体、蒸汽):

　　4　精度和量程比分析

　　4.1　精度分析

　　根据国家标准,流量不确定度的计算公式为:

　　4.2　测量量程比

　　经过在线迭代计算的节流装置测量范围将不再受C、ε、β、d等参数的影响,仅与国家标准规定的雷诺数范围和差压量程有关。由于国家标准规定的雷诺数范围大约为500倍,因此只受差压量程限制[2,3]。

　　5　结束语

　　在线迭代方法是一种改善节流装置测量性能的有效方法。我们利用该方法设计了差压迭代流量积算仪,已成功应用于沈阳黎明航发集团和山东时风集团等单位。

　　参考文献:

　　[1]　GB/T 2624293,用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量[S].

　　[2]　范玉久.化工测量及仪表[M].化学工业出版社, 1995.

　　[3]　程　贺.流量测量及补偿技术[M].化学工业出版社, 1995.