采用80C196KC研制的智能流量积算仪

　　水蒸汽是现代热力发电厂、化工工业、纺织工业、生活供暖热网等多种工业和民用系统中使用广泛的工质。这些系统中往往通过管道系统对蒸汽进行输送和分配,即采用热力管网系统进行蒸汽配送。如何准确进行蒸汽的流量参数测量,对于热力工业系统的安全和经济运行、节约能源和进行有效的技术经济管理,都具有十分重要的意义。另外,在有些使用场合,蒸汽流量和蒸汽的其它参数往往是生产过程中至关重要的参数,他们的准确度对产品质量、产量、成本等起着决定性作用。如:在造纸工业中,为了保证纸浆的质量,必须对供汽流量和蒸汽的其它参数进行必要的控制。为此,已经研究出了多种采用不同测量原理进行流量测量的多种流量计,如:涡街流量计、电磁流量计、孔板流量计等。这些流量计由于其本身特点限制了其在工业生产过程中的应用,如:涡街流量计对安装有较高的要求,不能应用于温度较高的过热蒸汽的测量;电磁流量计的安装复杂和价格很高;孔板流量计存在较大的压力损失、测量范围窄等。因此,研究和开发一种测量范围宽、测量精度高、准确可靠、便于维护使用的流量计具有非常重要的意义。我们以“电力系统和大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室”为基地,研制了智能蒸汽流量计。该流量计测量精度高、压损小、安装简便。其积算仪采用了智能化程度高的CPU芯片,可方便地与控制系统进行通信或与其他仪器仪表接口。

　　1　智能蒸汽流量计的构成原理

　　智能探针式流量计的测量系统主要包括以下3部分:

　　传感器部分:包括探针(由不锈钢制成耐高温、耐腐蚀)和Pt100热电阻。

　　变送器部分:包括压力变送器、温度变送器和差压变送器。

　　流量计算显示部分:智能流量积算仪采用以80C196KC为核心的智能数字测量仪表。流量计典型测量系统的结构如图1。其测量原理：

　　(1)首先由探针对管道中心处的蒸汽的总压信号、静压信号进行取压,由热电阻对管道中心处的蒸汽的温度信号进行测量。

　　(2)经过导压管线将总压信号、静压信号传送给压力变送器和差压变送器,得到管道中心的动压信号、静压信号。蒸汽温度信号由Pt100热电阻传送给温度变送器。

　　(3)由压力变送器、差压变送器和温度变送器分别将静压信号、动压信号和温度信号变换为4～20mA信号传送给流量积算仪。

　　(4)智能流量积算仪对3路信号进行I/V转换、A/D数据采集。按照流体力学原理计算出流过管道的蒸汽平均流速、流过管道蒸汽的密度。由于管道内径已经知道,即可按照下面公式得到蒸汽的质量流量。