一種新型的車(chē)載音速?lài)娮鞖怏w流量檢定系統

一、簡(jiǎn) 介

Arkla管道集團研究了一種車(chē)載氣體渦輪流量計，檢定的流量計口徑在3-16 in。這種檢定系統與氣相色譜儀結合，完成氣體質(zhì)量流量計算。
這個(gè)檢定系統較過(guò)去的方法有很大的提高。在大多數情況下，在大氣壓下檢定的渦輪流量計用于工作狀態(tài)，原來(lái)的儀表常數將發(fā)生飄移。而采用車(chē)載檢定系統可以檢定整個(gè)渦輪計量系統，而不僅僅是檢定一臺渦輪流量計。這意味著(zhù)由脈動(dòng)引起的誤差可以被檢測出來(lái)，這是其它任何檢定系統所不能做到的。
二、定 義
音速?lài)娮炝髁康幕径x是：在其它參數維持不變的情況下，當噴嘴下游的壓力降低到某一點(diǎn)時(shí)，即使下游壓力繼續下降，也不會(huì )引起噴嘴喉管的質(zhì)量流量進(jìn)一步增加。在這一點(diǎn)，氣體在噴嘴喉管處的運動(dòng)速度為音速，被稱(chēng)為臨界流、音速流或稱(chēng)為扼流。氣體的質(zhì)量流量可以在噴嘴喉管被精確地確定出來(lái)。早期，需在噴嘴的進(jìn)口和出口的壓力降低到50％時(shí)，才能獲得音速，然而現在壓力降可以小到5％，而典型的壓降不會(huì )超過(guò)10％，即可以得到音速。
三、車(chē)載檢定裝置的設備
1、一臺車(chē)載板房，將其間隔成微機間、閥組間、空氣壓縮機間和電源間。這樣可將危險區與非危險區分開(kāi)。
2、一個(gè)計算機控制系統，包括一臺IBM。386微機，其具有120兆硬盤(pán)32臺打印機和一個(gè)遠程終端(RTU)。遠程終端是微機與數控閥的接口，它有控制輸出、狀態(tài)輸入和模擬輸入控制輸出開(kāi)關(guān)電磁氣動(dòng)閥-每一個(gè)噴嘴有一個(gè)電磁閥。每一個(gè)執行器由2個(gè)舌簧開(kāi)關(guān)提供狀態(tài)輸入信號，反映執行器的位置，由微機判定哪些噴嘴在工作狀態(tài)。來(lái)自空氣壓縮機的狀態(tài)輸入信號可以指示出空氣壓力是否降至751b／in2(表)以下，該壓力是數控閥的最小操作壓力。模擬輸人代表渦輪流量計的工作溫度和壓力(兩個(gè)輸入)、閥進(jìn)口和出口的壓力(三點(diǎn)輸入)和閥進(jìn)口的溫度(一點(diǎn)輸入)。
3、一臺Daniel氣體色譜儀，其在檢定系統中是一臺關(guān)鍵設備。氣相色譜儀每6min對氣體進(jìn)行一次實(shí)時(shí)組分分析，并將結果通過(guò)一個(gè)RS。232的通訊接口輸送到計算機。計算機應用分子百分量計算出用于質(zhì)量公式的兩個(gè)可變量。氣體色譜儀條型記錄儀和控制器安裝在非危險區的微機房?jì)?。色譜儀的取樣探頭安裝在危險區內的數控閥的管線(xiàn)上。
4、2個(gè)供電單元使檢定系統維持運轉。一個(gè)2.8kW單元驅動(dòng)小的負載，如色譜儀、計算機和RTU。一個(gè)7kw電機帶動(dòng)一個(gè)空氣壓縮機和空氣調節器。
5、一臺1hp的空壓機提供100lb/in2(表)壓力的空氣給數控閥的電磁閥，用以操作噴嘴。該氣源也用于開(kāi)動(dòng)小型的手動(dòng)工具。
6、連接管線(xiàn)，由2根口徑為4in，長(cháng)為14ft的撓型管連接被檢儀表和檢定系統。一根連接被檢表到檢定裝置的進(jìn)口，另一根連接檢定裝置出口到返回管線(xiàn)。每一個(gè)連接頭都采用高壓快速接頭，管線(xiàn)的工作壓力為550lb/in2(表)。




7、數控切換閥，如圖1所示的數控閥重1100lb，它有11個(gè)供選擇的音速?lài)娮焱ǖ?，其以二進(jìn)制方式控制。由于最大的兩個(gè)噴嘴分為最大通道功能和邏輯控制。二進(jìn)制控制給數控閥10bit的分辨率。結果是流量的增量階程為58．7Ac勛。RIU的電控信號控制著(zhù)氣動(dòng)電磁閥的開(kāi)關(guān)，同時(shí)又控制氣動(dòng)操作電磁閥以使音速?lài)娮爝M(jìn)入工作狀態(tài)。氣缸在閥的中間，其具有足夠的能量，即使空氣供應中斷仍可使閥門(mén)旋轉兩次。
數控閥體上有4個(gè)連接孔：2 個(gè)進(jìn)口和2個(gè)出口。連接口用于連接進(jìn)口的溫度變送器和進(jìn)口、出口的壓力變送器。由于進(jìn)口壓力應十分精確，一個(gè)進(jìn)口應安裝2個(gè)壓力變送器，其量程范圍分別是 0-75lb/in2(表)和0-200lb/in2(表)。當壓力達到第一個(gè)壓力變送器量程的95％時(shí)，計算機將測壓儀表從第一個(gè)壓變轉換到第二個(gè)壓變。一次有一個(gè)噴嘴打開(kāi)，氣體從入口進(jìn)入噴嘴，再從殼體的4個(gè)管口流出進(jìn)入外殼體，然后流出閥體。