Обзор применения расходомеров массы Emerson Micromotion

Thread Content

　1. Введение. С быстрым развитием промышленных технологий становится все больше приборов для измерения расхода. У этих приборов существуют разные принципы работы и характеристики. Требования к приборам для измерения расхода становятся все более высокими, а условия их работы — все более сложными. У большинства существующих приборов для измерения расхода значения измерений меняются в зависимости от таких технологических параметров, как давление, температура, плотность и т. д. Поэтому, когда фактические условия работы отличаются от проектных, приборы дают дополнительные ошибки. Массовый расходомер Micromotion в процессе измерения определяет массовый расход непосредственно, не подвергаясь влиянию изменений характеристик среды, благодаря чему находит широкое применение. Во второй установке из полиометаллата используется 8 расходомеров массы Micromotion; их обозначения: FT-3102, FT-3107, FT-5101, FT-5102, FT-5206, FT-5501, FT-5513, FT-6201. Для пентагидрита тетрагидрофурана было использовано 7 расходомеров массы Micromotion с идентификационными номерами FT-1026, FT-6575, FT-1004, FT-1003, FT-1002, FT-1001 и FT-3029. 　　Принцип работы массового расходомера Micromotion: http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100040761_w.png. В зависимости от условий применения датчики массовых расходомеров Micromotion делятся на серии E, D, T, F и R. В сочетании с различными трансмиттерами, такими как 1700, 2700, RFT9739, эти устройства позволяют удовлетворить самые разные требования пользователей. Модель 1700 — это трансмиттер с одним переменным, а модель 2700 — трансмиттер с несколькими переменными. Основное отличие заключается в выходных данных: 1700 может выводить только расход массы для отображения на вспомогательном приборе. А устройство 2700 может выводить на вспомогательные приборы показатели массового потока, плотности и частоты. Пользователи могут выбирать в соответствии со своими технологическими требованиями. 　　Массовый расходомер Micromotion состоит из датчика, передатчика и дисплея. С помощью катушек-стимуляторов в измерительной трубке создаются колебания. Когда через эту трубку проходит поток жидкости, возникает сила Кориолиса. Под действием этой силы измерительная трубка деформируется. Сигналы, связанные с этой деформацией, преобразуются в электрические сигналы с помощью датчиков, расположенных с левой и правой стороны трубки. Эти сигналы затем передаются на передатчик для дальнейшей обработки. http://nfs.gongkong.com/Upload/editor/201610/20161024100019370_w.png　Рисунок (1). Схема принципа работы расходомера Micromotion. Функция передатчика заключается в преобразовании сигналов низкого уровня или двоичных сигналов, поступающих от датчиков, в стандартные сигналы самого высокого уровня – сигналы типа 4–20 мА, пропорциональные расходу и плотности; также может выдаваться сигнал частоты/импульсов или цифровой сигнал. Если передатчик и датчик находятся раздельно, их необходимо соединить с помощью специального кабеля, причем расстояние между ними не должно превышать 300 метров, чтобы избежать снижения качества сигнала и его искажений при передаче на большие расстояния. 　　Мониторы или другие терминальные устройства принимают сигналы от трансмиттеров и обычно отображают в цифровом формате такие показатели измеряемой жидкости, как мгновенный расход, суммарный расход, массовый расход, плотность, температура и т. д. 　　Преимущества массового расходомера Micromotion: (1) Возможность прямого измерения массового расхода без влияния таких факторов, как температура, давление, вязкость и плотность. Точность измерений составляет 0,1%–0,2%. 　　(2) Нет подвижных механических элементов; хотя детекторный трубчатый элемент вибрирует, амплитуда этих вибраций очень мала, поэтому трение не влияет на результаты измерений. 　　(3) Широкий диапазон применения: помимо измерения обычных сред, можно также измерять жидкости с высокой вязкостью и пасты, а также газы. 　　(4) Диапазон регулировки широк: максимальное соотношение может достигать 1:100.
(5) Не чувствителен к распределению скорости потока жидкости; не подвержен влиянию ламинарного и турбулентного режимов потока. Перед и после установки прибора не требуется наличия участков прямой трубы. 　　(6) При измерении расхода также можно получать сигналы о плотности среды; для измерения плотности жидкости в реальном времени не требуется использование других методов для периодической отборки проб. 　　(7) Можно измерять двунаправленный поток жидкости. 　　Недостатки расходомеров Micromotion: (1) нестабильность нулевой точки датчика приводит к её смещению, что мешает повышению точности устройства. Поэтому во многих моделях расходомеров общая погрешность разделяется на основную погрешность и погрешность, связанную с нестабильностью нулевой точки. 　　(2) Датчики нельзя использовать для измерения сред с низкой плотностью и газов при низком давлении ； Количество газа в жидкости, превышающее определенный лимит (который зависит от модели), существенно влияет на значения измерений. 　　(3) Датчики чувствительны к внешним вибрациям; чтобы избежать влияния вибраций трубопроводов, для большинства моделей датчиков расхода требуются строгие условия к их креплению. 　　(4) Не может использоваться для труб большого диаметра; в настоящее время применяется только для труб с диаметром до 150 (200) мм. 　　(5) Износ и коррозия внутренней поверхности измерительной трубы, а также наличие осадков и налета влияют на точность измерений, особенно это заметно для датчиков, установленных в трубах с тонкими стенками. 　　4. Меры предосторожности при установке расходомера массового потока Micromotion: (1) Расходомер массового потока работает на основе измерения вибраций датчика. Чтобы избежать внешних помех, место установки прибора не должно находиться рядом с источниками сильных вибраций; кроме того, необходимо принять меры по укреплению трубопроводов, находящихся рядом с прибором. 　　(2) Для работы расходомера массы необходимо использование возбуждающего магнитного поля, поэтому его нельзя устанавливать рядом с крупными трансформаторами, электродвигателями, насосами и другими устройствами, генерирующими сильные магнитные поля. Минимальное расстояние от таких устройств должно составлять 0,6–1,0 м, чтобы избежать помех. 　　(3) При соединении датчика расходомера массы с трубопроводом не должно быть никаких напряжений (в основном крутящего момента). При подключении датчика к элементам оборудования и трубопроводам крайне важно обеспечить его установку без напряжений. Особое внимание следует уделить снижению напряжений в соединительных элементах технологических трубопроводов; правильная выравнивание трубопроводов с фланцами и поддержание их коаксиальности помогут снизить напряжения. Клапаны или насосы, расположенные на технологических трубопроводах рядом с датчиком, должны иметь собственную опору; нельзя использовать основание для монтажа датчика или элементы крепления технологического процесса в качестве опоры для насосов или клапанов. 　　(4) При последовательном использовании датчиков в трубопроводе оба датчика, установленные последовательно, необходимо закрепить с помощью кронштейнов для труб. Это позволяет избежать передачи вибраций от внутренней части одного датчика в другой через трубопровод. 　　(5) Расходомер с прямым каналом лучше всего устанавливать вертикально, чтобы при отключении прибора можно было опустошить измерительную трубу и предотвратить образование налета. Если же прибор устанавливается горизонтально, то обе измерительные трубы должны находиться на одном уровне. 　　(6) При горизонтальной установке измерителя расхода с изогнутыми трубками, при измерении жидкости корпус должен находиться внизу, чтобы предотвратить накопление газа в измерительной трубке; при измерении газа также корпус должен быть направлен вниз, чтобы избежать накопления конденсата в измерительной трубке. 　　(7) Для предотвращения потока во время выравнивания по нулю сверху и снизу от датчика устанавливаются запорные клапаны, обеспечивающие отсутствие утечек. Регулирующий клапан должен быть установлен ниже датчика, чтобы датчик мог поддерживать максимально высокое статическое давление и тем самым предотвратить образование аэрозолей и фазовый переход. 　　5. Настройка параметров трансмиттера. Для настройки параметров трансмиттера используются устройства HART275 или HART375. При настройке необходимо правильно ввести в трансмиттер через эти устройства такие параметры, как коэффициенты калибровки расхода и плотности, а также K1, K2, D1, D2, указанные на табличке с характеристиками датчика. Установите такие параметры, как диапазон измерений, единицы измерения параметров, уровень подавления слабых сигналов, коэффициенты прибора и т. д. Меню настройки представлено на рисунке ниже. Учитывая условия применения в компании, расходомеры Micro Motion отличаются высокой точностью измерений, надежностью и малым количеством необходимых работ по техническому обслуживанию. Однако при длительном использовании у них все же могут возникать некоторые неисправности. Часто используемые методы выявления возникающих неисправностей следующие: 6.1 Проверить, насколько надежны соединения датчиков, основного процессора и передатчиков расхода, а также правильно ли подключены провода заземления. Работает ли источник питания нормально? Существуют два варианта питания: 24 В постоянного тока и 220 В переменного тока. В нашей компании в основном используется питание 24 В постоянного тока, а для пентагидрита тетраглицерина FT6575 применяется питание 220 В переменного тока. 　　6.2 Проверка настроек параметров датчика расхода
Коэффициенты измерения: эти коэффициенты включают коэффициент массового расхода, коэффициент объемного расхода и коэффициент плотности расхода. По умолчанию их значения составляют “1”. Обычно их не нужно менять в процессе использования. Однако, если требуется коррекция из-за изменений давления, ее можно выполнить путем расчета на основе давления в условиях эксплуатации и давления, указанного при производстве устройства. В прошлый раз у устройства FT-1001 для пентагидрита тетрагидрофурана не удавалось отображать массовый расход. В итоге было выяснено, что причиной являлся коэффициент массового расхода, равный «0». После того как этот коэффициент был изменен на «1», устройство начало работать нормально. 　　Коэффициент калибровки расхода: Коэффициент калибровки расхода должен совпадать с коэффициентом, указанным на табличке датчика или в сертификате, выданном государственным органом по контролю за измерениями. Только так можно обеспечить точное измерение расхода. Обратите внимание, что коэффициенты калибровки расхода у датчиков разных моделей сильно различаются. 　　Коэффициент плотности: коэффициент плотности должен совпадать с тем, который указан на этикетке датчика, чтобы датчик расхода отображал точную плотность. 　　Диапазон измерения: в соответствии с фактическими условиями использования на производстве правильно настраивается диапазон расхода датчика расхода. 　　Отсечение потока: в обычных условиях параметр отсечения потока должен составлять 0,05% от максимального расхода датчика. Если параметр отсечения потока, равный 0,05% от максимального расхода датчика, оказывается неэффективным, можно ввести более высокий или более низкий параметр отсечения потока. Для снижения смещения при нулевом значении можно настроить параметры ограничения расхода у расходомера массы и откалибровать сам расходомер. 　　Если при проверке выяснится, что датчик массового расхода поврежден, при замене его на новый не требуется перенастраивать параметры, поскольку все данные конфигурации хранятся в процессоре датчика. 　　6.3 Нулевка расходомера: Перед тем, как массовый расходомер начнет использоваться в нормальном режиме, необходимо провести его нулевку. В противном случае это может привести к появлению ненужных ошибок в показаниях расходомера. Перед выполнением операций по выравниванию расходомера необходимо правильно установить датчик, подать питание на передатчик расхода и дать ему время прогреться в течение как минимум 30 минут. Также необходимо позволить измеряемой жидкости протекать через датчик, пока показания температуры датчика не станут примерно соответствовать температуре жидкости. Необходимо полностью заполнить трубку датчика жидкостью, подлежащей измерению, в условиях нормальной эксплуатации (таких как температура, плотность и давление). Сначала следует закрыть клапан на выходе от датчика, затем — клапан на входе, чтобы обеспечить полную стабильность состояния жидкости внутри датчика. При выравнивании расходомера поток жидкости, проходящий через датчик, может привести к неточному выравниванию, что в свою очередь сказывается на точности измерения массового расхода. Если нуление расходомера массы не удается, необходимо устранить такие причины, как неполное заполнение измерительной трубки датчика и недостаточная стабильность потока жидкости, после чего провести нуление заново. 　　Накопление налета или осадков на внутренней поверхности измерительной трубы также влияет на точность измерений, поэтому ее необходимо регулярно чистить. 　　6 Заключение. Датчики расхода вещества Emerson Micromotion отличаются высокой точностью, стабильной работой, низкими требованиями к техническому обслуживанию и длительным сроком службы. Полное понимание принципов их работы, а также особенностей позволяет на основе опыта устранения неисправностей в процессе эксплуатации эффективно обслуживать эти устройства. Регулярное очищение трубок датчиков расхода способствует их нормальной работе в производственных условиях. Только правильная установка и разумное использование и техническое обслуживание могут обеспечить точные результаты измерения расхода, что необходимо для автоматического управления в промышленности и получения точных данных о расходе при осуществлении коммерческих операций.