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电磁流量计

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电磁流量计的非线性转换是如何操作

来源:编辑:发表时间:2018-10-09 10:03:54

    从流体经过电磁流量计产生信号出发,到在流量积算仪上显示流量,用四象限信号转换图直观地剖析了信号的多次转换,重点阐明了其中的非线性转换。
    在常用的测量系统中,从传感器到显示器,其信号在多个环节中的转换基本上都是线性的,而用电磁流量计作传感器的流量测量系统,信号的转换却要经历二次非线性转换,即乘方与开方。因此,该测量系统的仪表在校验或检定时增加了一定的难度和复杂性。
    最常用的节流件是同心圆锐。下面以DDZ-Ⅲ差压变送器为例,电磁流量计测量系统的信号转换如图1所示。

图1信号转换其中
图1信号转换其中

    第Ⅰ象限是流量区,又可称乘方区。从孔板中流过的流体,在孔板的两侧产生了差压,即增量产生了增量,是信号的第一次转换。该转换是非线性的,流量增加一位,差压要增加三倍,是指数关系。
    第Ⅱ象限是线性转换区,发生在差压变送器,随着从孔板两侧引进的差压的增加,差压的输出电流也成为比例增加。
    第Ⅲ象限是开方区,发生在流量积算仪中,是对第一次非线性转换的逆转换,把被扭曲的关系再扭曲回来。是从差变来的电流信号,是积算仪内部将开方后得到的百分值。是非线性关系。由于在设计孔板时已确定了最大流量值和相应的最大差压,故在积算仪投入运行前也必须输入。积算仪径开方运算得到流量的百分值后,还必须进行比例运算,乘上后才得到流量瞬时值并显示出来,即其中 为4~20mA信号。
    第Ⅳ象限是流量百分值的线性对应区,完成线性转换。图1犹如一幅弓箭图,目标为第Ⅳ象限的线性关系。
     与I、F的对应关系见表1,其关键点是。

表   与I、F的对应关系
 表   与I、F的对应关系

    在图1中,F轴上的数值是最大流量   的百分值,也就是系统量程的百分值。设最大流量为3t/h,则轴上的刻度值25、50、75、100分别表示相应的流量值分别为0.75、1.5、2.25、3,单位为t/h。
    轴上的刻度值是最大差压的百分值,如最大差压设计为40kPa,则刻度值6.25、25、56.25、100分别表示相应的P分别为2.5、10、22.5、40,单位为kPa。
    轴上的刻度值是最大电流增量的百分值。下面还标了值和I值,即电流的最大增量是16mA,而I是电流表上的示值,与I相差一个零位电流(4mA)。不论最大值是多少,图示的关系不变。以设计最大流量为3t/h,最大差压为40kPa为例,信号转换过程中的具体数值见图2。

图2 转换数据
图2 转换数据

    专门与电磁流量计配套的差压变送器,其显示流量的表盘是非线性刻度,如图3所示。现为了便于比较,在表盘的外围添加了差压变送器输出电流刻度的示意图。电流是线性刻度,流量F是非线性刻度,与是开方关系。当表头中的电流为I=8m/A时,是4mA,占的25%,指针指向满量程的50%处。

图3 流量显示表盘
图3 流量显示表盘

    在校验积算仪时一般将量分成4段5点,差压的电流信号与流量的对应关系如图4所示,可根据需要,参照图示方法任意划分段、点。

图4 电流信号与流量的对应关系
图4 电流信号与流量的对应关系

    用电磁流量计检测流量,技术成熟,精度高,经久耐用,虽然其测量系统的非线性给实际操作带来不便,但在掌握了四象限信号转换图后,还是能运用自如的。

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