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流量計(jì)小信號(hào)引起原因以及切除方式

編輯:多欽儀表  發(fā)布時(shí)間:2017.04.12 10:06:48   來源:多欽儀表

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流量計(jì)小信號(hào)含義:諸如流量等信號(hào)(比如差壓信號(hào))往往對(duì)應(yīng)實(shí)際的數(shù)值后會(huì)產(chǎn)生一系列很小的數(shù)值(這往往由于干擾或傳感器,送器精度過高導(dǎo)致的虛假信號(hào)),去掉這部分信號(hào)才能得到更有意義的數(shù)值。這部分去掉信號(hào)的工作就叫小信號(hào)切除。

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引起小信號(hào)切除原因:以差壓流量計(jì)為例:

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我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)計(jì)量的實(shí)際情況中,大型生產(chǎn)單元能源介質(zhì)用戶無論是瞬時(shí)值還是累計(jì)流量,基本上都能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求;而小流量用戶,即超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍(10%-90%),差壓實(shí)際運(yùn)行范圍在儀表差壓量程范圍10%以內(nèi)的用戶,雖然已經(jīng)在數(shù)據(jù)處理上有小信號(hào)切除(一般為0.2%),但仍然會(huì)對(duì)流量計(jì)量造成較大的影響。差壓在底限運(yùn)行時(shí),誤差與流量計(jì)量的理論誤差可達(dá)100%,由于底限運(yùn)行時(shí)其流量都比較小,所以對(duì)全天的總量可能影響不大,但如果在底限長時(shí)間運(yùn)行的情況下,對(duì)計(jì)量的準(zhǔn)確性及能源介質(zhì)數(shù)據(jù)的有效性都產(chǎn)生了極大的影響,例如某煉鋼單元(4臺(tái)轉(zhuǎn)爐),煉鋼吹氧不是一個(gè)連續(xù)的過程,一般持續(xù)15分鐘左右,在不用氧氣的時(shí)間段中小信號(hào)對(duì)流量的影響是巨大的,煉鋼氧氣消耗在基本在20000m3/h左右,每小時(shí)約有30%的時(shí)間處于小信號(hào)狀態(tài),此時(shí)底限運(yùn)行與實(shí)際流量偏差可達(dá)9%左右,全天運(yùn)行下來實(shí)際偏差也基本接近1%,雖然也能滿足三級(jí)計(jì)量的要求,但是為了能更加準(zhǔn)確的計(jì)算能源消耗及相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)平衡工作,小信號(hào)切除還是非常有必要的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn),引起小信號(hào)的原因主要有以下幾點(diǎn):

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1)差壓變送器在校準(zhǔn)的時(shí)候不準(zhǔn)確,檢定校準(zhǔn)人員在調(diào)節(jié)差壓變送器時(shí),只是把輸出信號(hào)調(diào)節(jié)到差壓變送器的準(zhǔn)確度要求范圍內(nèi),而沒有去了解現(xiàn)場(chǎng)差壓的實(shí)際情況,可能造成變送器的輸出增大或變??;

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2)差壓變送器在使用中可能有零漂。差壓變送器的零點(diǎn)輸出會(huì)隨著時(shí)間的變化而改變,可能正漂,也可能時(shí)負(fù)漂,但從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來看正漂的情況還是占多數(shù);

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3)信號(hào)經(jīng)過一系列的傳輸路徑后通過轉(zhuǎn)換單元變成數(shù)字信號(hào)可能造成失真。差壓變送器輸送的時(shí)模擬信號(hào),PLC中處理的是數(shù)字信號(hào),轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)一定的誤差,節(jié)流裝置中沒有差壓信號(hào),但計(jì)算機(jī)顯示的一個(gè)非零的信號(hào)就是小信號(hào);

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4)在冬季物料皮帶運(yùn)輸過程中,物料會(huì)經(jīng)常粘附在皮帶上,造成皮帶秤的重復(fù)計(jì)量,這部分雖不屬于前面所探討的流量節(jié)流裝置的范疇,但也是小信號(hào)對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

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小信號(hào)切除危害:

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小信號(hào)切除多用于流量信號(hào)(尤其是差壓式流量計(jì)),偶爾用于壓力,液位等,一般DCS數(shù)據(jù)多為變送器來4~20mA信號(hào),轉(zhuǎn)換為0%~100%的信號(hào)。

小信號(hào)切除的百分量值范圍為0.0%~25.5%。用孔板測(cè)量流量時(shí),需要對(duì)差壓信號(hào)開方處理。當(dāng)開方后的流量值大于10%時(shí),開方誤差不于0.5%;在流量值較小的時(shí)候,系統(tǒng)的測(cè)量誤差較大,特別是10%以下的小流量信號(hào),開方輸出精度將大大降低,工程上一般作歸零處理,因此建議切除點(diǎn)定為10%(對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)為1%)。


流量儀表中的小信號(hào)切除,是流量儀表中的特殊需要。由于差壓式流量計(jì)存在開方運(yùn)算(可在DCS實(shí)現(xiàn),也可在差壓式變送器中實(shí)現(xiàn)),微小信號(hào)會(huì)經(jīng)過放大,顯示一定量的數(shù)值,影響流量測(cè)量,尤其是流量的計(jì)量運(yùn)算,通過小信號(hào)切除,可讓這種信號(hào)直接歸于0,減少非正常計(jì)量數(shù)據(jù)。

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對(duì)于一般工業(yè)用能源介質(zhì),因?yàn)?4小時(shí)均在常用流量下使用,小信號(hào)對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)幾乎沒有太大影響,為0.2%;而對(duì)于特殊用氣,如煤氣放散、轉(zhuǎn)爐吹氧、回爐調(diào)壓等,如果只有12小時(shí)在常用流量下使用,另外12小時(shí)在小信號(hào)計(jì)數(shù),那么小信號(hào)就要造成7.08%的誤差;如果只有8小時(shí)使用,小信號(hào)要造成14.16%的誤差,正常流量使用時(shí)間越短,計(jì)量數(shù)據(jù)的誤差越大。


另外我們也可以計(jì)算出,用戶常用流量變小,小信號(hào)帶來的計(jì)量誤差還要變的更大。如果常用流量為最大量程的50%(差壓信號(hào)的25%),即使是24小時(shí)均使用,也會(huì)有0.4%的小信號(hào)造成誤差;如果常用流量為30%(差壓信號(hào)為9%),即使是24小時(shí)均使用也會(huì)有1.1%的小信號(hào)造成的誤差。


目前的現(xiàn)實(shí)使用情況是,為了保證現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量系統(tǒng)滿足工藝的要求,差壓變送器的量程選用都是比較大的,在沒有小信號(hào)的切除情況下,導(dǎo)致了較大的計(jì)量誤差,所以只要能把小信號(hào)合理的切除掉,計(jì)量就更加真實(shí)、準(zhǔn)確、有效,而不會(huì)受常用流量大小或使用時(shí)間長短的限制。



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如何切除小信號(hào):

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小信號(hào)不能盲目切除,必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝的實(shí)際情況,及需要計(jì)量的能源介質(zhì)的不同區(qū)別對(duì)待,如果都是統(tǒng)一處理不是很嚴(yán)謹(jǐn)。如某鋼的計(jì)量系統(tǒng)主要分為兩種,一種是90年代末的893系統(tǒng),主要分布在鋼的老區(qū),還有一種是目前使用的計(jì)量環(huán)網(wǎng)配PLC系統(tǒng)。這兩套系統(tǒng)都可以在上位計(jì)算機(jī)的流量計(jì)算公式中對(duì)小信號(hào)進(jìn)行切除。因?yàn)樵跊]有差壓信號(hào)時(shí),流量計(jì)量系統(tǒng)會(huì)顯示該小信號(hào)值,只要把該信號(hào)設(shè)定為一個(gè)參數(shù),在流量計(jì)算時(shí)減去即可。就是在流量計(jì)算的時(shí)候,差壓值必須是已經(jīng)扣除了小信號(hào)的差壓值,即ΔP差壓變送器顯示值減去小信號(hào)值,對(duì)小信號(hào)的判斷可以從計(jì)量儀表的檢定或其它巡檢、點(diǎn)檢中發(fā)現(xiàn),統(tǒng)一管理記錄,方便查詢。

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流量小信號(hào)切除是一種為了解決流量計(jì)零點(diǎn)漂移的掩蓋矛盾的方法,并不是采用了小信號(hào)切除后儀表的零漂就不存在了,而是零漂依舊,只是不讓計(jì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)到到而已,因此,就需要而言,如果不設(shè)置小信號(hào)切除能夠達(dá)到要求,最好不要切除。但是模擬器件的溫漂、時(shí)漂對(duì)流量計(jì)零點(diǎn)的影響往往是雙向的,差壓信號(hào)的傳遞失真以及振動(dòng)等干擾的侵入均屬不確定因素,所以,小信號(hào)切除又是必須的。對(duì)于小信號(hào)要不要切除,切除值大與小之間如何取值,這就是最優(yōu)化的概念??偟脑瓌t是在能達(dá)目的的前提下,將切除值盡量選得小一些。

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如果被測(cè)介質(zhì)是干氣體,由于可忽略差壓信號(hào)的傳遞失真,同時(shí),差壓上限又取得較高,差壓變送器的精確度也較高,可以將切除點(diǎn)設(shè)置得很小,甚至可暫不切除,待儀表投運(yùn)后如果不出現(xiàn)小信號(hào)情況,就可一直用下去,如果出現(xiàn)小信號(hào)情況,則可根據(jù)漂移的幅值,適當(dāng)放些余量,設(shè)定切除點(diǎn)。


零點(diǎn)漂移嚴(yán)重的差壓式流量計(jì),被測(cè)介質(zhì)往往是濕氣體和蒸汽,引壓管線又較長,在西北還帶有伴熱保溫,差壓信號(hào)傳遞失真嚴(yán)重。差壓變送器精確度較低,有的還屬微差壓等級(jí)。這時(shí)候,切除點(diǎn)如果設(shè)置太低,解決不了問題。

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小信號(hào)的切除對(duì)于計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的影響十分重要,為保證計(jì)量的準(zhǔn)確可靠,必須合理切除小信號(hào)。同一種原理的流量計(jì),由于其精確度的差異、儀表品質(zhì)的差異、被測(cè)介質(zhì)的差異、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的差異以及安裝情況的差異,零點(diǎn)的不確定性有很大差異。調(diào)試人員應(yīng)根據(jù)具體的要求和具體條件合理設(shè)定切除點(diǎn)。流量小信號(hào)切除最優(yōu)化沒有一個(gè)固定的公式,它只是在使用要求與可能達(dá)到的可測(cè)最小流量之間尋找一個(gè)最佳點(diǎn),通常由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試決定。

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