過程控制用流量測量儀表的特點

    過程控制是使用流量儀表（不包括家用水表、燃氣表）最多的領域，流量儀表在過程控制中的作用是對封閉管道中的流體流量進行監(jiān)測，有些部位還將流量測量儀表同調節(jié)儀表、執(zhí)行器等組成調節(jié)系統(tǒng)，將流量穩(wěn)定在合適的數值，從而實現(xiàn)過程的穩(wěn)定化。對這樣一個特定任務，流量測量儀表就要有以下一些要求。

    (1)可靠性要求

    ①儀表應具右高度的可靠性?，F(xiàn)代工業(yè)裝置趨向于大型化的連續(xù)過程，儀表故障容易導致過程的不穩(wěn)定，而對安裝在管道上的流量計一旦發(fā)生故障，又不可能為了修理特地將流

程停下來，因此儀表制造和系統(tǒng)設計都要首先考慮可靠性，包括用于溫度補償的熱電阻的可靠性。

    有些儀表制造商對相比之下容易發(fā)生故障不便維修的部件實行雙重化，如HL8800C型渦街流量計有雙傳感器的產品，在CPU的控制下，可以自動判別兩只傳感器的信號，一旦其中一只發(fā)生故障，則將其舍棄，從而提高變送器的可靠性。也有一些制造商設計了在不斷流條件下更換傳感器的方法。有的電磁流量計制造商提供了不斷流更換電極的方法和工具，這些都為提高可靠性創(chuàng)造了良好的條件。

    ②故障診斷。儀表一旦發(fā)生故障，故障診斷部分應能自動提示發(fā)生故障的部位和故障. 性質，以便維修者縮短排除故障的時間。

    在儀表用數字通信的方法將診斷信息送人計算機后，計算機可對儀表的運行狀況進行監(jiān)視，在儀表故障時發(fā)出報警信號，并顯示故障內容，甚至采取必要的安全措施。

    (2)穩(wěn)定性要求

    ①流量測量儀表的輸出應具有良好的穩(wěn)定性，如果流量信號本身有噪聲，應可通過表內的阻尼調整，使示值穩(wěn)定到便于讀數。在與調節(jié)器組成調節(jié)系統(tǒng)時，應使調節(jié)器輸出無明

顯振蕩。

    ②流量測量儀表示值的環(huán)境溫度影響應在規(guī)定的技術指標范圍內。

    ③儀表應有良好的長期穩(wěn)定性?，F(xiàn)在多數儀表公司對智能差壓變送器已有這方面的指標，例如EJA-110A型變送器承諾，其長期穩(wěn)定性為每24個月示值漂移不大于±0.1% FS2010 TD型變送器承諾每12個月示值漂移不大于±o．05%FS。

    (3)響應時間要求有許多流量測量儀表與調節(jié)器等一起組成調節(jié)系統(tǒng)，要求流量測量儀表的響應時間在Is以內。在流量定值調節(jié)系統(tǒng)中，流量測量環(huán)節(jié)的總時間常數如果大于

Is，就可能對調節(jié)品質產生明顯影響，嚴重時導致系統(tǒng)振蕩，無法工作。

    (4)抗干擾能力要求

    ①抗振動干擾能力。流量傳感器大多安裝在管道上，現(xiàn)場環(huán)境條件較惡劣，其中振動是一大干擾，所以流量傳感器、轉換囂等都應有較強的抗干擾能力。有些型號的渦街流量計

和科里奧利質量流量計就是因為抗振動干擾能力不夠理想，在現(xiàn)場用不好，出現(xiàn)“無中生有”和示值偏高等現(xiàn)象。

    ②抗射頻干擾能力。在安裝流量計的工業(yè)現(xiàn)場有多種干擾源，例如廠房內的行車開過、鏟車開過或附近有人使用對講機，都會引起某些流量測量儀表示值升高，這是因為行車中的電器、鏟車的火花塞發(fā)出的射頻電磁波，對講機天線發(fā)出的射頻電磁波，經某些途徑進入儀

表，干擾其工作。

    近幾年來，人們對射頻干擾影響開始重視起來，測量儀表增設射頻干擾影響指標，并采取很多措施提高抗干擾能力。

    (5)輸出信號的多樣性

    ①模擬輸出。流量測量儀表應有4～20mA的模擬輸出，而且應有恒流特性。

    ②頻率輸出。流量變送器（轉換器）用頻率將流量信號傳送到顯示儀表或調節(jié)器，可以基本不損失精確度。這是這種方法的突出優(yōu)點。

    ③數字量輸出。流量測量儀表RS-232、RS-485之類的通信口與計算機連接，在專用軟件的支持下，不僅可將流量測量儀表測量到的各種參數傳送到計算機，將故障信息和有關組

態(tài)數據、表征儀表狀況的有關數據傳送到計算機，而且可以通過計算機在控制室參改現(xiàn)場儀表的組態(tài)，進行檢查、校驗、維護和管理等各項I作（詳見本書第10章）。

    (6)輸出信號的隔離要求流量測量儀表信號輸出端應與地端以及交流電源相隔離，以免為后續(xù)儀表引入干擾以及由于共地引發(fā)故障。

    (7)準確度和范圍度要求對于儀表準確度的要求，用于貿易結算的流量計有明確的規(guī)定，用于過程控制的流量計沒有明確規(guī)定。但總的來說要求沒有貿易結算用流量計那樣嚴

格。這是因為在過程控制中，操作控制是否適當的最終指標是成分量等所表明的品質指標。例如燃燒過程中的空氣燃料比有可能因流量測量精確度不夠高而偏離最佳值，但可通過氧含量、煙色等指標進行判斷，修改空氣燃料比，使其保持在合理范圍內。

    對于測量上限的要求也不像貿易結算那樣高，30～40年前許多新型流量計還未問世時，過程控制中的流量測量絕大多數還是靠節(jié)流式差壓流量計，當時的技術水平一般只能達到

3 2 1的范圍度，基本上能滿足需要?，F(xiàn)在市場上銷售的流量計大多已實現(xiàn)智能化，當系統(tǒng)設計時所選定的測量上限被實踐證明屬太大或太小時，通過手持終端予以修改，使之合理

化，這是流量測量技術的一大進步，這一進步使過程控制中的流量測量儀表的范圍度極少出現(xiàn)問題。