Kalibrierungsmethode für intelligente Durchflusszähler

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Intelligente Durchflussmessgeräte können mit verschiedenen Durchflussmesssensoren wie Turbinen-, Wirbelstrommessern, Lochplatten, Düsen, elektromagnetischen Durchflussmessern, Zielstrommessern, Metallrotordurchflussmessern, Anemometern sowie zyklischen Zentrifugen verwendet werden. Sie dienen dazu, den Massen- und Volumenstrom von Gasen, Flüssigkeiten, gesättigtem Dampf und Überhitztdampf zu messen und zu erfassen. Mit der weit verbreiteten Nutzung intelligenter Durchflusszähler wird die Kalibrierung dieser Geräte immer wichtiger. Im Folgenden wird anhand des intelligenten Durchflusszählers YR-GFK von Changhui Instruments die Methode zur Kalibrierung erläutert. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251601448036.jpg 1. Kalibrierungsmethoden für die wichtigsten Komponenten Die Kalibrierung des YR-GFK-Intelligente-Flussmessgeräts beinhaltet hauptsächlich die Korrektur der Umrechnungsfehler in den Bereichen Flussmenge-Eingang, Temperaturkompensations-Eingang, Druckkompensations-Eingang, Anzeige der Momentanflussmenge sowie Ausgangssignal für die Momentanflussmenge. 1.1 Kalibrierung der Temperaturkompensations-Eingänge ① Die Eingänge zur Temperaturkompensation des Durchflusszählers müssen richtig konfiguriert werden. Der Temperaturkompensations-Eingangssignal des intelligenten Durchflusszählers YR-GFK kann aus Wärmewiderständen, Thermoelementen sowie Strom- und Spannungssignalen bestehen. Über die sekundären Parameter des Geräts kann der Typ des Temperaturkompensations-Eingangssignals gewechselt werden. Vor der Kalibrierung müssen die relevanten Parameter zur Temperaturkompensation gemäß den Anforderungen vor Ort richtig konfiguriert werden. Die sekundären Parameter, die mit den Eingängen für die Temperaturkompensation zusammenhängen, sind wie folgt: T-dp: Dezimalstelle der Anzeige der Temperaturkompensation; T-n: Typ des Eingangs für die Temperaturkompensation; T-b: Verschiebung des Nullpunkts bei der Temperaturkompensation (kann nur bei Kalibrierung angepasst werden); T-K: Skalierungsfaktor der Temperaturkompensation (kann nur bei Kalibrierung angepasst werden); T-L: Untergrenze des Messbereichs bei der Temperaturkompensation; T-H: Obergrenze des Messbereichs bei der Temperaturkompensation. Als Beispiel für die Einstellungen bei einem Pt100-Eingang: T-dp=1, T-n=14, T-b und T-K bleiben bei den Serienwerten, T-L=-200, T-H=650. ②Temperaturkompensationseingangskalibrierungsgerät und Schaltplan: Der Umrechnungsfehler des Temperaturkompensationseingangs des intelligenten Durchflusssummenmessers YR-GFK (Pt100-Platinwiderstand) wird mit der Standardwiderstandskiste ZX54 kalibriert. Die Verdrahtung ist in Abbildung 2 dargestellt ； Die Fehler bei der Umwandlung von Temperatur in elektrischen Strom sowie Spannung werden mit einem hochpräzisen Prozesskalibriergerät als Signalgenerator kalibriert; die Verkabelung ist in den Abbildungen 3 bis 6 dargestellt. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251122098036.png Abbildung 1: Anschlussdiagramm des intelligenten Durchflussmessgeräts YR-GFK
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251211304286.png Abbildung 2: Kalibrierungsanschlüsse beim Einsatz von Wärmewiderständen als Eingang für die Temperaturkompensation beim intelligenten Durchflussmessgerät YR-GFK
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251212555692.png Abbildung 3: Kalibrierungsanschlüsse beim Einsatz von Thermoelementen als Eingang für die Temperaturkompensation beim intelligenten Durchflussmessgerät YR-GFK
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251215021786.png Abbildung 4: Kalibrierungsanschlüsse beim Einsatz von Spannung (V) als Eingang für die Temperaturkompensation beim intelligenten Durchflussmessgerät YR-GFK
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251216486473.png Abbildung 5: Kalibrierungsanschlüsse beim Einsatz von Spannung (mV) als Eingang für die Temperaturkompensation beim intelligenten Durchflussmessgerät YR-GFK
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251217367255.png Abbildung 6: Kalibrierungsanschlüsse beim Einsatz von Stromstärke (mA) als Eingang für die Temperaturkompensation beim intelligenten Durchflussmessgerät YR-GFK

③ Methode zur Kalibrierung der Eingänge für die Temperaturkompensation: Wie in Abbildung 2 dargestellt, werden die Widerstandssignale Rt1, Rt2, Rt3, Rt4, Rt5 über die Terminals 22#, 23#, 24# eingegeben. Die theoretischen Temperaturwerte t1, t2, t3, t4, t5 werden anhand eines Pt100-Thermometers ermittelt. Im Display des intelligenten Durchflussmessgeräts werden anschließend die Werte t′1, t′2, t′3, t′4, t′5 (obere Position) sowie t″1, t″2, t″3, t″4, t″5 (untere Position) angezeigt. Der Unterschied zwischen den angezeigten Werten im oberen und unteren Betriebszustand sowie den theoretischen Temperaturwerten der entsprechenden Punkte wird als Fehler Δt betrachtet. Aus den Fehlern an den einzelnen Messpunkten wird der größte Fehler Δtmax ausgewählt. Der Temperaturkompensationsfehler des Durchflussmessgeräts ergibt sich somit aus diesem Wert. Dabei ist tH der obere Grenzwert für die Temperaturkompensation des Durchflussmessgeräts und tL der untere Grenzwert. ④Beispiel für die Kalibrierung der Temperaturkompensationseingänge: Als Beispiel wird hier der Temperaturkompensationseingang eines Volumenstrommessgeräts verwendet, bei dem es sich um einen Pt100-Platinwiderstand handelt (Messbereich 0–320 °C). Nach der oben beschriebenen Methode wird eine Kalibrierung durchgeführt, wodurch folgende Daten ergeben werden. Anhand dieser Daten kann anschließend der Umrechnungsfehler aufgrund der Temperaturkompensation bestimmt werden. Die Temperaturkompensationssignale stammen von Pt100-Platinwiderständen (Messbereich 0–320 °C). Die Kalibrierdaten finden Sie unter http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251311428973.png. ⑤ Ergebnisverarbeitung: Aus der obigen Tabelle lässt sich der Umrechnungsfehler der Temperaturkompensationssignale ermitteln. Anhand der technischen Anforderungen an die Genauigkeit des intelligenten Durchflussmessgeräts kann dann beurteilt werden, ob die Signale in Ordnung sind. Falls während des Kalibrierungsprozesses Abweichungen festgestellt werden, können die Sekundärparameter T-B und T-K des Instruments angepasst werden, bis die Anforderungen erfüllt sind. 1.2 Kalibrierung der Druckkompensations-Eingänge ① Die Eingänge für die Druckkompensation des Durchflussmessgeräts müssen richtig konfiguriert werden. Der Druckkompensations-Eingangssignal des intelligenten Durchflussmessgeräts YR-GFK kann in Form von Strom- oder Spannungssignalen vorliegen. Über die sekundären Parameter des Geräts kann der Typ des Druckkompensations-Eingangssignals gewechselt werden. Vor der Kalibrierung müssen die relevanten Parameter zur Druckkompensation entsprechend den Anforderungen vor Ort richtig konfiguriert werden. Die sekundären Parameter, die mit der Eingangssignale für die Druckkompensation zusammenhängen, sind wie folgt:
P-dp: Dezimalstelle bei der Anzeige der Druckkompensation
P-n: Typ des Eingangs für die Druckkompensation
P-b: Verschiebung des Nullpunkts der Druckkompensation (kann nur bei Kalibrierung angepasst werden)
P-K: Skalierungsverhältnis der Druckkompensation (kann nur bei Kalibrierung angepasst werden)
P-L: Untergrenze des Messbereichs der Druckkompensation
P-H: Obergrenze des Messbereichs der Druckkompensation

Als Beispiel wird hier angenommen, dass das Eingangssignal für die Druckkompensation im Bereich von 4–20 mA liegt (Messbereich: 0–1,6 MPa). Die Parameterwerte sind dann: P-dp = 3, P-n = 28. P-b und P-K bleiben bei den Serienwerten. P-L = 0,000 und P-H = 1,600.

② Geräte zur Kalibrierung des Eingangs für die Druckkompensation sowie Schaltpläne
Für die Kalibrierung der Fehler im Umrechnungsprozess des Eingangs für die Druckkompensation beim YR-GFK-Intelligenter Durchflussmessgerät wird ein hochpräzises Prüfgerät als Signalgenerator verwendet. Die Verbindungen sind in den Abbildungen 7 und 8 dargestellt. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251313089442.png Abbildung 7: Anschlussschema zur Kalibrierung des YR-GFK-Intelligente-Flusszählers, wenn die Druckkompensation über einen Stromwert (in mA) erfolgt.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251314190536.png Abbildung 8: Anschlussschema zur Kalibrierung des YR-GFK-Intelligente-Flusszählers, wenn die Druckkompensation über einen Spannungswert (in V) erfolgt.
③ Methode zur Kalibrierung der Druckkompensation: Wie in Abbildung 7 dargestellt, werden die Stromsignale P1, P2, P3, P4, P5 über die Terminals 15# und 19# eingegeben. Im Display des Intelligente-Flusszählers werden anschließend die Werte P′1, P′2, P′3, P′4, P′5 (obere Bewegungsrichtung) sowie P″1, P″2, P″3, P″4, P″5 (untere Bewegungsrichtung) angezeigt. Der Unterschied zwischen den angezeigten Werten im Auf- und Abstiegsbetrieb und den theoretischen Druckwerten der entsprechenden Punkte wird als Fehler ΔP betrachtet. Aus den Fehlern an den einzelnen Messpunkten wird der größte Fehler ΔPmax ausgewählt. Dieser Wert stellt dann die Temperaturkompensationseingabefehler des Volumenstrommessgeräts dar. Dabei ist PH der obere Grenzwert für die Druckkompensation des Volumenstrommessgeräts und PL der untere Grenzwert dafür. ④Verarbeitung der Ergebnisse: Die Eingangsdaten für die Druckkompensation haben den Wert 4–20 mA (Messbereich 0–1,6 MPa). Aus der obigen Tabelle lassen sich die Umrechnungsfehler des Eingangs für die Druckkompensation ermitteln. Anhand der technischen Anforderungen an die Genauigkeit des intelligenten Durchflussmessgeräts kann dann beurteilt werden, ob dieses Gerät geeignet ist. Wenn während des Kalibrierungsprozesses Abweichungen auftreten, können die Sekundärparameter P-B und P-K des Messinstruments angepasst werden, bis die Anforderungen erfüllt sind. 1.3 Kalibrierung der Durchfluss-Eingänge ① Die Eingangskanäle des Durchflusszählers müssen richtig konfiguriert werden. Der YR-GFK-Intelligente Durchflusszähler verfügt über drei Arten von Eingangssignalen: Strom, Spannung und Frequenz. Den Eingangstyp kann man über die sekundären Parameter des Geräts ändern – so lässt sich das Gerät leicht an die verschiedenen Durchfluss Sensoren auf dem Markt anpassen. Vor der Kalibrierung müssen die mit dem Durchfluss einhergehenden Parameter gemäß den technischen Anforderungen des vor Ort befindlichen Durchflussmessers korrekt konfiguriert werden. Die sekundären Parameter, die mit den Eingängen für den Durchfluss zusammenhängen, sind wie folgt:
F-dp: Dezimalstelle bei der Anzeige des Durchflusses (linear, Differenzdruck).
F-n: Eingabetyp für den Durchfluss (linear, Differenzdruck).
F-b: Nullpunktanpassung der Durchflusseingabe (wird nur bei Kalibrierung angepasst).
F-K: Skalierungsfaktor der Durchflusseingabe (wird nur bei Kalibrierung angepasst).
F-L: Untergrenze des Messbereichs der Durchflusseingabe.
F-H: Obergrenze des Messbereichs der Durchflusseingabe.

Als Beispiel für die Einstellungen der Parameter wird hier der Differenzdrucksensor eines Differenzdruck-Durchflussmessers mit einer Ausgangsspannung von 4–20 mA (Messbereich: 0–40 kPa) herangezogen: F-dp = 2, F-n = 28. F-b und F-K bleiben auf den Serienwerten. F-L = 0,00, F-H = 40,00.

② Geräte zur Kalibrierung der Durchflusseingänge sowie Schaltpläne
Für die Kalibrierung der Fehler bei der Umwandlung der Durchflusswerte am intelligenten Durchflussmessgerät YR-GFK wird ein hochpräzises Prüfgerät als Signalgenerator verwendet. Die Verkabelung ist in den Abbildungen 9, 10 und 11 dargestellt. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251422036786.png Abbildung 9: Anschlussschema zur Kalibrierung des YR-GFK-Intelligente-Flussmessgeräts, wenn die Flussmenge als Frequenz (Hz) eingegeben wird.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251423038661.png Abbildung 10: Anschlussschema zur Kalibrierung des YR-GFK-Intelligente-Flussmessgeräts, wenn die Flussmenge als Stromstärke (mA) eingegeben wird.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251424000067.png Abbildung 11: Anschlussschema zur Kalibrierung des YR-GFK-Intelligente-Flussmessgeräts, wenn die Flussmenge als Spannung (V) eingegeben wird.
③ Methode zur Kalibrierung der Fehler im Flussmesswert: Die Anschlüsse werden gemäß dem Anschlussschema hergestellt. Über die Termine 31# und 32# wird das Frequenzsignal eingegeben, über die Termine 13# und 14# werden die Strom-/Spannungssignale F1, F2, F3, F4, F5 eingegeben. Im Display des Intelligente-Flussmessgeräts werden anschließend nacheinander die Werte F′1, F′2, F′3, F′4, F′5 (obere Reichweite) sowie F″1, F″2, F″3, F″4, F″5 (untere Reichweite) angezeigt. Der Unterschied zwischen den angezeigten Werten im Auf- und Abwärtspfad sowie den theoretischen Durchflusswerten der entsprechenden Punkte wird als Fehler ΔF betrachtet. Aus den Fehlern an den einzelnen Messpunkten wird der größte Fehler ΔFmax ausgewählt. Der Umrechnungsfehler der Durchflusssumme des Durchflussmessgeräts ergibt sich somit aus diesem Wert. Dabei ist FH der obere Grenzwert der Eingangsskala des Durchflussmessgeräts und FL der untere Grenzwert dieser Skala. ④Kalibrierungsdaten für die Eingangsmessung – Die Differenzdrucksender der Differenzdruckstrommessgeräte liefern Signale im Bereich 4–20 mA (Bereich: 0–40 kPa). 1,4 Kalibrierung des Momentanflusses: Der Momentanfluss des Strommessgeräts hängt von der Eingangsmessung, den Korrektursignalen, dem mathematischen Modell sowie dem K-Faktor ab. Um eine genaue Anzeige des Momentanflusses zu erhalten, muss das Strommessgerät richtig programmiert und konfiguriert werden. ①Richtige Programmierung des Durchflusszählers: Bevor man den Zähler programmiert, muss man die Bedienanleitung des Durchflusszählers sorgfältig durchlesen (siehe dort), bevor mit der eigentlichen Programmierung begonnen wird. Hier wird der Programmierprozess des intelligenten Durchflussmessgeräts YR-GFK veranschaulicht: Mit einem Lochplatte-Messer wird ein bestimmtes Gas gemessen; es werden Differenzdruckwerte eingegeben, es erfolgt eine Kompensation von Druck und Temperatur. Es gibt keine Ausgabe für den sofortigen Durchflusswert. Es wird gefordert, dass bei einem Differenzdruck von weniger als 10 kPa kein Durchflusswert gespeichert wird. Das Gerät verfügt außerdem über eine RS485-Verbindung. Die relevanten Systemdaten sind wie folgt: Differenzdrucksender: 4–20 mA, Messbereich: 0–80 kPa. Drucksender: 1–5 V, Messbereich: 0–3 MPa. Temperatursender: 4–20 mA, Messbereich: 0–300 °C. Atmosphärdendruck am Arbeitspunkt (PA): 0,08 MPa. Dichte unter Standardbedingungen: ρ20 = 2 kg/m³. Bei einem Arbeitsdruck (Kompensationsdruck) von P = 3 MPa und einer Arbeitstemperatur von T = 300 °C beträgt die maximale Durchflussmenge M = 100 t/h. Wahl des Messgeräts: YR-GFK802-800-AAA-HL-2P. Gemäß der Formel: ② Die Parameter werden wie folgt eingestellt: a) Wechsel in die Einstellungen für die sekundären Parameter. b) Rückkehr aus den Einstellungen für die sekundären Parameter und Wechsel in die Einstellungen für die primären Parameter. c) Kalibrierung des Messgeräts – Justierung des Momentanstroms. 2. Zusammenfassung: Für herkömmliche intelligente Strommessgeräte reicht es aus, die vier wichtigsten Parameter – Temperaturkompensation, Druckkompensation, Eingang des Stromwerts sowie Ausgabe des Momentanstroms – zu kalibrieren, um deren Funktionsanforderungen zu erfüllen. Bei Bedarf können Funktionen wie die Alarmanlage, die Fehlerkompensation, die Uhr sowie die Berechnung der Dichte überprüft werden.