Phương pháp hiệu chuẩn máy đo lưu lượng thông minh

Thread Content

Máy đo lưu lượng thông minh có thể được kết hợp với nhiều loại cảm biến lưu lượng khác nhau như máy đo lưu lượng kiểu tuabin, máy đo lưu lượng kiểu vòng xoáy, van dẫn lưu, vòi phun, máy đo lưu lượng điện từ, máy đo lưu lượng kiểu mục tiêu, máy đo lưu lượng kiểu rôto kim loại, cũng như các thiết bị đo lưu lượng kiểu ly tâm. Thiết bị này được sử dụng để đo và tính toán lưu lượng khối lượng và thể tích của khí, chất lỏng, hơi ngưng tụ và hơi quá nhiệt. Với việc ứng dụng rộng rãi của các thiết bị đo lưu lượng thông minh, việc hiệu chuẩn chúng trở nên ngày càng quan trọng. Dưới đây, chúng ta sẽ lấy thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK của hãng Changhui làm ví dụ để tìm hiểu phương pháp hiệu chuẩn cho thiết bị này. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251601448036.jpg 1. Phương pháp hiệu chuẩn các thành phần chính: Việc hiệu chuẩn máy đo lưu lượng thông minh YR-GFK chủ yếu nhằm điều chỉnh các sai số chuyển đổi trong các thành phần bên trong máy, như đầu vào dữ liệu lưu lượng, đầu vào dữ liệu bù nhiệt độ, đầu vào dữ liệu bù áp suất, màn hình hiển thị lưu lượng tức thời, và đầu ra tín hiệu lưu lượng tức thời. 1.1 Điều chỉnh tín hiệu bù nhiệt độ đầu vào ① Cần cấu hình chính xác kênh đầu vào dùng để bù nhiệt độ trên thiết bị đo lưu lượng. Tín hiệu bù nhiệt độ từ thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK có thể là tín hiệu từ điện trở nhiệt, nhiệt điện kế, dòng điện hoặc điện áp. Người sử dụng có thể thay đổi loại tín hiệu bù nhiệt độ thông qua các tham số cấu hình của thiết bị. Trước khi tiến hành điều chỉnh, cần phải cấu hình chính xác các tham số liên quan đến việc bù nhiệt độ theo yêu cầu sử dụng thực tế tại hiện trường. Các tham số cấp hai liên quan đến việc bù nhiệt độ của các thiết bị đo như sau: T-dp: Chữ số thập phân trong kết quả hiển thị sau khi bù nhiệt độ; T-n: Loại dữ liệu đầu vào được sử dụng để bù nhiệt độ; T-b: Giá trị điểm chuẩn sau khi bù nhiệt độ (chỉ được điều chỉnh trong quá trình kiểm tra); T-K: Tỷ lệ phạm vi đo sau khi bù nhiệt độ (chỉ được điều chỉnh trong quá trình kiểm tra); T-L: Giá trị giới hạn dưới của phạm vi đo sau khi bù nhiệt độ; T-H: Giá trị giới hạn trên của phạm vi đo sau khi bù nhiệt độ. Dưới đây là ví dụ về cách thiết lập các tham số khi sử dụng đầu vào Pt100: T-dp=1, T-n=14; T-b và T-K giữ nguyên giá trị mặc định khi xuất xưởng; T-L=-200, T-H=650. ②Thiết bị hiệu chuẩn đầu vào bù nhiệt và sơ đồ kết nối: Đối với lỗi chuyển đổi tại đầu vào bù nhiệt của máy đo lưu lượng thông minh YR-GFK (resistor bạch kim Pt100), người ta sử dụng bộ resistor tiêu chuẩn ZX54 để hiệu chuẩn. Sơ đồ kết nối được trình bày trong Hình 2 ； Còn đối với sai số trong việc chuyển đổi điện thế nhiệt điện tử và dòng điện, người ta sử dụng máy kiểm tra quy trình có độ chính xác cao làm bộ phát tín hiệu để hiệu chuẩn; các kết nối mạch được thể hiện trong các hình 3–6. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251122098036.png Hình 1: Sơ đồ kết nối của thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251211304286.png Hình 2: Sơ đồ kết nối để hiệu chỉnh nhiệt độ khi đầu vào là điện trở nhiệt.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251212555692.png Hình 3: Sơ đồ kết nối để hiệu chỉnh nhiệt độ khi đầu vào là cặp điện trở nhiệt.
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251215021786.png Hình 4: Sơ đồ kết nối để hiệu chỉnh nhiệt độ khi đầu vào là điện áp (V).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251216486473.png Hình 5: Sơ đồ kết nối để hiệu chỉnh nhiệt độ khi đầu vào là điện áp (mV).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251217367255.png Hình 6: Sơ đồ kết nối để hiệu chỉnh nhiệt độ khi đầu vào là dòng điện (mA).
③ Phương pháp hiệu chỉnh đầu vào nhiệt độ: Như được minh họa trong Hình 2, các tín hiệu điện trở Rt1, Rt2, Rt3, Rt4, Rt5 được đưa vào từ các chân 22#, 23#, 24#. Giá trị nhiệt độ lý thuyết t1, t2, t3, t4, t5 được xác định từ bảng đo Pt100. Các giá trị t′1, t′2, t′3, t′4, t′5 sẽ được hiển thị trên màn hình của thiết bị đo lưu lượng thông minh; còn các giá trị t″1, t″2, t″3, t″4, t″5 sẽ được hiển thị trong quá trình hoạt động của thiết bị. Giá trị được hiển thị trong quá trình di chuyển lên và xuống được so sánh với giá trị nhiệt độ lý thuyết tại các điểm tương ứng; sai số giữa chúng được gọi là Δt. Sai số lớn nhất trong số các sai số này được gọi là Δtmax. Sai số điều chỉnh nhiệt độ của bộ đếm lưu lượng chính là Δtmax. Trong đó, tH là giá trị trên cùng của dải điều chỉnh nhiệt độ của bộ đếm lưu lượng, còn tL là giá trị dưới cùng của dải điều chỉnh nhiệt độ đó. ④Ví dụ về việc hiệu chuẩn đầu vào có chức năng bù nhiệt độ: Dưới đây, chúng ta lấy đầu vào có chức năng bù nhiệt độ của thiết bị tính tổng lưu lượng làm ví dụ, cụ thể là điện trở platinum Pt100 (phạm vi đo từ 0–320℃). Chúng ta sẽ tiến hành hiệu chuẩn theo phương pháp đã nêu ở trên, từ đó thu được một nhóm dữ liệu, qua đó xác định được sai số do hiệu ứng bù nhiệt độ gây ra. Đầu vào dùng để bù nhiệt độ là dữ liệu hiệu chuẩn từ điện trở bạch kim Pt100 (phạm vi đo từ 0–320℃). Xem thêm tại: http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251311428973.png. ⑤ Xử lý kết quả: Từ bảng trên, ta có thể biết được sai số chuyển đổi của đầu vào dùng để bù nhiệt độ. Dựa vào các yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác của thiết bị đo lưu lượng thông minh, ta có thể xác định xem thiết bị này có đạt tiêu chuẩn hay không. Nếu phát hiện có sự lệch lạc trong quá trình calibrat, có thể điều chỉnh các tham số cấp hai của thiết bị là T-B và T-K cho đến khi đạt được yêu cầu. 1.2 Điều chỉnh thông số đầu vào dùng để bù áp suất ① Cần cấu hình đúng kênh đầu vào dùng để bù áp suất trên thiết bị đo lưu lượng. Tín hiệu đầu vào dùng để bù áp suất của thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK có thể là tín hiệu dòng điện hoặc điện áp. Người sử dụng có thể chuyển đổi loại tín hiệu này thông qua các tham số cấp hai của thiết bị. Trước khi tiến hành điều chỉnh, cần phải cấu hình đúng các thông số liên quan đến việc bù áp suất theo yêu cầu sử dụng thực tế. Các tham số cấp hai liên quan đến tín hiệu đầu vào dùng để bù áp suất như sau:
P-dp: Chữ số thập phân trong giá trị hiển thị sau khi bù áp suất.
P-n: Loại tín hiệu đầu vào dùng để bù áp suất.
P-b: Giá trị điểm không của việc bù áp suất (chỉ được điều chỉnh trong quá trình kiểm tra).
P-K: Tỷ lệ phạm vi của việc bù áp suất (chỉ được điều chỉnh trong quá trình kiểm tra).
P-L: Giá trị giới hạn dưới của phạm vi bù áp suất.
P-H: Giá trị giới hạn trên của phạm vi bù áp suất.

Dưới đây là ví dụ về cách thiết lập các tham số, với giả định rằng tín hiệu đầu vào dùng để bù áp suất có dạng 4-20mA, với phạm vi từ 0 đến 1,6 MPa: P-dp = 3, P-n = 28; P-b và P-K giữ nguyên giá trị mặc định khi xuất xưởng; P-L = 0,000; P-H = 1,600.

② Thiết bị dùng để calibrat tín hiệu đầu vào dùng để bù áp suất và sơ đồ kết nối mạch
Để calibrat sai số chuyển đổi tín hiệu đầu vào dùng để bù áp suất trên máy đo lưu lượng thông minh YR-GFK, người ta sử dụng thiết bị kiểm tra chính xác cao làm máy tạo tín hiệu. Sơ đồ kết nối mạch được minh họa trong Hình 7 và Hình 8. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251313089442.png Hình 7: Cách kết nối để hiệu chỉnh thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK khi đầu vào dùng để bù áp suất là dòng điện (mA).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251314190536.png Hình 8: Cách kết nối để hiệu chỉnh thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK khi đầu vào dùng để bù áp suất là điện áp (V).
③ Phương pháp hiệu chỉnh đầu vào dùng để bù áp suất: Như được minh họa trong Hình 7, các tín hiệu dòng điện P1, P2, P3, P4, P5 được đưa vào qua các chân 15# và 19#. Thông qua chức năng bù áp suất của thiết bị đo lưu lượng thông minh, các giá trị P′1, P′2, P′3, P′4, P′5 sẽ được hiển thị (ở chế độ di chuyển lên), còn P″1, P″2, P″3, P″4, P″5 sẽ được hiển thị (ở chế độ di chuyển xuống). Giá trị hiển thị trong quá trình di chuyển lên và xuống được so sánh với giá trị áp suất lý thuyết tại các điểm tương ứng; sai số thu được được gọi là ΔP. Trong số các sai số này, giá trị sai số lớn nhất sẽ được chọn ra, tức là ΔPmax. Sai số này chính là giá trị dùng để bù nhiệt độ cho máy đo lưu lượng. Trong đó, PH là giá trị giới hạn trên của phạm vi bù áp suất của máy đo lưu lượng, còn PL là giá trị giới hạn dưới của phạm vi bù áp suất đó. ④Xử lý kết quả: Đầu vào dùng để bù áp suất có dạng tín hiệu 4-20mA (phạm vi đo từ 0-1,6 MPa). Dựa vào bảng trên, có thể xác định được sai số chuyển đổi của đầu vào dùng để bù áp suất trong máy tính lưu lượng. Từ đó, có thể đánh giá xem máy tính lưu lượng này có đạt tiêu chuẩn kỹ thuật hay không. Khi xảy ra sai lệch trong quá trình hiệu chuẩn, có thể điều chỉnh các tham số cấp hai của thiết bị là P-B và P-K cho đến khi đạt được yêu cầu. 1.3 Hiệu chuẩn đầu vào dòng chảy ① Thiết lập đúng kênh đầu vào dòng chảy của bộ đo lưu lượng. Bộ đo lưu lượng thông minh YR-GFK có ba loại tín hiệu đầu vào: dòng điện, điện áp và tần số. Người dùng có thể thay đổi loại tín hiệu đầu vào thông qua các tham số cấp hai của thiết bị; nhờ vậy, thiết bị có thể dễ dàng tương thích với nhiều loại cảm biến lưu lượng phổ biến trên thị trường. Trước khi tiến hành hiệu chuẩn, cần phải cấu hình đúng các tham số liên quan đến lưu lượng theo yêu cầu kỹ thuật của cảm biến lưu lượng tại hiện trường. Các tham số cấp hai liên quan đến việc nhập dữ liệu về lưu lượng như sau:
F-dp: Chỉ số thập phân hiển thị giá trị lưu lượng (theo phương pháp tuyến tính hoặc chênh lệch áp suất).
F-n: Loại dữ liệu được nhập về giá trị lưu lượng (theo phương pháp tuyến tính hoặc chênh lệch áp suất).
F-b: Giá trị điểm không của dữ liệu lưu lượng (chỉ được điều chỉnh trong quá trình kiểm tra).
F-K: Tỷ lệ biến đổi giá trị lưu lượng (chỉ được điều chỉnh trong quá trình kiểm tra).
F-L: Giá trị giới hạn dưới của dải lưu lượng.
F-H: Giá trị giới hạn trên của dải lưu lượng.

Dưới đây là ví dụ về cách thiết lập các tham số này, lấy trường hợp bộ truyền tín hiệu chênh lệch áp suất của máy đo lưu lượng loại chênh lệch áp suất, với đầu ra 4-20mA (dải lưu lượng từ 0–40kPa): F-dp=2, F-n=28; F-b và F-K giữ nguyên giá trị mặc định khi xuất xưởng; F-L=0.00, F-H=40.00.

② Thiết bị dùng để hiệu chuẩn dữ liệu lưu lượng và sơ đồ kết nối mạch
Để hiệu chuẩn sai số trong việc chuyển đổi dữ liệu lưu lượng của máy đo lưu lượng thông minh YR-GFK, người ta sử dụng thiết bị hiệu chuẩn chính xác cao làm máy tạo tín hiệu. Sơ đồ kết nối mạch được minh họa trong các hình 9, 10 và 11. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251422036786.png Hình 9: Cách kết nối dây để hiệu chuẩn thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK khi tín hiệu đầu vào là tần số (Hz).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251423038661.png Hình 10: Cách kết nối dây để hiệu chuẩn thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK khi tín hiệu đầu vào là dòng điện (mA).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251424000067.png Hình 11: Cách kết nối dây để hiệu chuẩn thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK khi tín hiệu đầu vào là điện áp (V).
③ Phương pháp hiệu chuẩn sai số đầu vào: Kết nối dây theo sơ đồ đã cho; tín hiệu tần số được đưa vào qua các chân 31# và 32#, còn tín hiệu dòng điện/diện áp thì được đưa vào qua các chân 13# và 14#. Trên màn hình hiển thị của thiết bị đo lưu lượng thông minh, các giá trị F′1, F′2, F′3, F′4, F′5 sẽ được hiển thị lần lượt (ở chế độ hoạt động trên), còn các giá trị F″1, F″2, F″3, F″4, F″5 thì được hiển thị ở chế độ hoạt động dưới. Giá trị được hiển thị trong quá trình di chuyển lên và xuống được so sánh với giá trị dòng chảy lý thuyết tại các điểm tương ứng; sai số giữa hai giá trị này được gọi là ΔF. Sai số lớn nhất trong số các sai số đó được gọi là ΔFmax. Sai số chuyển đổi giá trị dòng chảy của bộ đo lưu lượng chính là ΔFmax. Trong đó, FH là giá trị giới hạn trên của dải đo lưu lượng của bộ đo lưu lượng, còn FL là giá trị giới hạn dưới của dải đo lưu lượng đó. ④Dữ liệu hiệu chuẩn đầu vào dòng chảy: Dữ liệu hiệu chuẩn được tạo ra bởi bộ truyền tín hiệu áp suất chênh lệch của máy đo lưu lượng kiểu áp suất chênh lệch, với mức tín hiệu 4-20mA (phạm vi đo từ 0-40kPa). 1.4 Hiệu chuẩn lưu lượng tức thời: Lưu lượng tức thời được hiển thị bởi máy tính toán lưu lượng phụ thuộc vào giá trị lưu lượng đầu vào, các tín hiệu bù, mô hình toán học và hệ số K. Để có được giá trị lưu lượng tức thời chính xác, cần phải thiết lập chương trình cho máy tính toán lưu lượng một cách chính xác. ①Lập trình đúng cách cho máy tính lưu lượng. Trước khi lập trình thiết bị, cần đọc kỹ hướng dẫn sử dụng của máy tính lưu lượng (có thể tham khảo), sau đó mới tiến hành việc lập trình. Dưới đây là ví dụ minh họa quy trình lập trình cho thiết bị đo lưu lượng thông minh YR-GFK: Thiết bị sử dụng van khe để đo một loại khí; dữ liệu chênh lệch áp suất được nhập vào, đồng thời có chức năng bù áp suất và nhiệt độ. Thiết bị không tạo ra tín hiệu truyền đi ngay lập tức về lưu lượng; lưu lượng sẽ không được ghi nhận khi chênh lệch áp suất nhỏ hơn 10kPa. Thiết bị này hỗ trợ giao tiếp qua cổng RS485. Dữ liệu liên quan đến hệ thống như sau:
Bộ chuyển đổi áp suất chênh lệch: 4-20mA, dải đo: 0-80KPa
Bộ chuyển đổi áp suất: 1-5V, dải đo: 0-3MPa
Bộ chuyển đổi nhiệt độ: 4-20mA, dải đo: 0-300℃
Áp suất khí quyển tại điểm làm việc (PA): 0,08MPa
Độ đặc ở điều kiện tiêu chuẩn: ρ20 = 2Kg/m3
Khi áp suất làm việc (áp suất bù) P = 3MPa và nhiệt độ làm việc T = 300℃, lưu lượng tối đa M = 100t/h. Lựa chọn thiết bị đo lường: YR-GFK802-800-AAA-HL-2P. Theo công thức: ② Các thông số được thiết lập như sau: a. Đi vào mục thiết lập thông số cấp hai; b. Rời khỏi mục thiết lập thông số cấp hai và quay trở lại mục thiết lập thông số cấp một; c. Hiệu chỉnh thiết bị đo lường để điều chỉnh dòng chảy tức thời. 2. Tổng kết: Đối với các thiết bị đo lưu lượng thông minh thông thường, việc hiệu chỉnh bốn thông số chính gồm khắc phục tác động của nhiệt độ, áp suất, dữ liệu đầu vào về lưu lượng, và giá trị lưu lượng tức thời đã đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng của chúng. Khi cần thiết, có thể kiểm tra các chức năng như báo động, sai số tích lũy, đồng hồ, tính toán mật độ, v.v.