Thread Content
I. Проверка согласованности плотности с помощью таблиц. Для насыщенного пара компенсация температуры и компенсация давления по сути являются одним и тем же. Причина в том, что у насыщенного пара существует однозначная функциональная зависимость между давлением и температурой; плотность, определяемая по температуре пара, совпадает с плотностью, определяемой по соответствующему давлению. Следовательно, с точки зрения принципов, возможно использование как температурной, так и давочной компенсации. II. Различия в точности компенсации. Степень точности компенсации, достигаемая с использованием температурной и давочной компенсации, зависит не только от точности датчиков температуры и преобразователей давления, но также от типа расходомера, условий работы измеряемого объекта и выбора диапазона измерений преобразователя давления. В целом измерение температуры оказывает значительное влияние на точность компенсации; подробный анализ приведен ниже. 1. Учет класса точности датчика температуры. Погрешность измерения температуры зависит от класса точности датчика температуры и от значения измеряемой температуры. Например, для насыщенного пара при давлении 0,7 Мпа, при использовании платинового термопара класса A, предел погрешности составляет ±0,49°C. Если с использованием этих данных обращаться к таблице плотности пара для коррекции, то неопределенность коррекции расхода будет составлять примерно ±0,56% R (для дифференциальных расходомеров) до ±1,11% R (для расходомеров с вихревыми струями). Если же для измерения температуры использовать платиновый терморезистор класса B, то предел погрешности увеличивается до ±1,15°C. В связи с этим неопределенность, связанная с коррекцией расхода, увеличивается до ±1,31% R для дифференциальных расходомеров и до ±2,61% R для расходомеров с вихревыми струями. Очевидно, что погрешности, которые могут возникнуть при использовании платиновых термопар класса B в таких целях, являются значительными, поэтому их обычно не рекомендуется применять. Здесь приводится лишь относительное сравнение датчиков температуры разных уровней точности. Конечно, речь здесь идет лишь об ошибках, связанных с самим элементом измерения температуры. Что касается неопределенности в системе измерения расхода, то необходимо учитывать влияние таких компонентов, как вторичные приборы измерения расхода, датчики расхода, передатчики расхода и т. д. 2. Влияние ошибки измерения температуры на результаты измерения расхода. Связь между ошибкой измерения температуры и результатами измерения расхода имеет незначительное влияние на перегретый пар. Например, для перегретого пара при температуре 250°C, если ошибка измерения температуры составляет 1°C, то при коррекции температуры неопределенность результатов измерения расхода составляет примерно 0,096% R (для дифференциальных измерителей расхода) до 0,19% R (для измерителей расхода с использованием эффекта вихревых струй). Особое влияние оказывает использование температурных сигналов для коррекции при измерении расхода насыщенного пара. Например, для насыщенного пара при давлении 0,7 МПа температура насыщения составляет 170,5°C, а плотность — 4,132 кг/м³. Если ошибка измерения температуры составляет -1°C, то согласно таблицам плотности насыщенного пара плотность будет равна 4,038 кг/м³. Это приводит к ошибке в измерении расхода в размере примерно -1,14°C (для дифференциальных расходомеров) или -2,27%R (для расходомеров с вихревыми струйками). 3. Класс точности датчика давления, погрешность измерения давления и её влияние. Погрешность измерения давления связана с классом точности и диапазоном измерений датчика давления. Например, при использовании датчика давления с классом точности 0,2 и диапазоном измерений от 0 до 1 МПа для измерения давления насыщенного пара, равного 0,7 МПа, погрешность будет составлять ±2 кПа. Если использовать эти значения для поиска в таблице плотности пара с целью внесения корректировок, то допустимая неопределенность из-за этого допуска составит примерно ±0,13% R для дифференциальных расходомеров и ±0,25% R для расходомеров на основе эффекта Венна. Очевидно, что точность компенсации, достигаемая с помощью компенсации давления, выше, чем при температурной компенсации. III. Различия в инвестициях. С точки зрения экономии средств на инвестиции и сокращения объема работ по монтажу, использование температурной компенсации является более экономичным решением, поскольку стоимость платинового терморезистора составляет всего несколько десятых или даже долю от стоимости датчика давления. IV. Трудности при практическом применении 1. Утверждение о том, что оба описанных выше способа компенсации являются возможными, основано лишь на теоретических рассуждениях; при практическом применении могут возникнуть и другие проблемы. Входит в состояние перегрева из-за фазового перехода. Для насыщенного пара, проходящего с высокой скоростью через расходомер типа вихревого тока, из-за адиабатического расширения, вызванного падением давления, пар часто переходит в состояние перегретого. В таком случае его все равно считают насыщенным паром, и для определения его плотности используется таблица плотности насыщенного пара при соответствующей температуре. Однако получаемые значения оказываются значительно завышенными. 2. Трудно устанавливать. Дифференциальные расходомеры, используемые для измерения массового потока насыщенного пара, при выборе температурной компенсации часто сталкиваются с проблемами: слишком близкое расположение термопроводника к узком месте может нарушить состояние потока, или же установка устройства в идеальном месте становится невозможной, что вынуждает изменять конструкцию устройства. По вышеуказанным причинам на практике редко используется метод измерения массового потока насыщенного пара, при котором измеряется только температура, после чего с помощью таблицы плотностей рассчитывается массовый поток.