Flæði, þrýstingur og hitastig eru þrjár grundvallarbreytur til að greina hluti, mikið notaðar við mælingar. Með hraðri þróun iðnaðarins í Kína hafa kröfur um flæðimælingar í ýmsum sjálfvirkum stjórnkerfum orðið sífellt strangari, sem leiðir til víðtækrar upptöku flæðimæla.
Kröfur um flæðimælingartæki í ferlistýringu
Rennslismælar eru mikið notaðir í ferlistýringu. Hlutverk þeirra felst í því að greina vökvaflæði innan lokaðra leiðslna. Þegar nauðsyn krefur eru flæðismælingartæki samþætt stjórntækjum og stýribúnaði til að mynda stjórnkerfi, stöðugleika flæðis innan viðeigandi sviða til að tryggja ferli stöðugleika. Með hliðsjón af þessari sértæku virkni í ferlistýringu verða flæðismælingartæki að uppfylla eftirfarandi kröfur.
1. Frammistöðustöðugleiki
① Framleiðsla flæðismælingatækja ætti að sýna framúrskarandi stöðugleika. Ef flæðimerkið sjálft inniheldur hávaða ættu innri dempunarstillingar að koma á stöðugleika á lestrinum til að auðvelda túlkun. Þegar það er samþætt í stjórnkerfi með þrýstijafnara ætti framleiðsla þrýstijafnarans að vera laus við áberandi sveiflur.
② Áhrif umhverfishita á birt gildi tækisins ættu að vera innan tilgreindra tæknilegra breytu.
③ Tækið ætti að sýna framúrskarandi-langtímastöðugleika.
2. Áreiðanleikakröfur
① Hljóðfæri verða að sýna mikla áreiðanleika. Nútíma iðnaðaruppsetningar þróast í átt að stórum-samfelldum ferlum þar sem bilun í tæki getur auðveldlega komið í veg fyrir stöðugleika. Þar sem ekki er hægt að gera við flæðimæla sem settir eru upp á leiðslum með því að stöðva ferlið, verður að setja áreiðanleika í forgang bæði við framleiðslu tækja og kerfishönnun -þar á meðal áreiðanleika hitastilla sem notaðir eru til hitauppbótar. Sumir framleiðendur innleiða offramboð fyrir íhluti sem eru viðkvæmir fyrir bilun og erfitt að gera við. Aðrir hanna aðferðir til að skipta um skynjara án þess að trufla flæði. Framleiðendur rafsegulstreymismæla bjóða upp á tækni og verkfæri til að skipta um rafskaut án-truflunar, sem allt stuðlar að auknum áreiðanleika.
② Bilunargreining. Við bilun í tækinu ætti greiningarkerfið sjálfkrafa að gefa til kynna staðsetningu og eðli bilunarinnar til að lágmarka viðgerðartíma. Þegar greiningargögn eru send stafrænt í tölvu getur tölvan fylgst með notkun tækisins, kallað fram viðvörun við bilanir, birt upplýsingar um bilana og jafnvel framkvæmt nauðsynlegar öryggisráðstafanir.
3. Sterk andstæðingur-truflunargeta
① Titringsþol.
Flestir flæðiskynjarar eru festir á leiðslum í erfiðu umhverfi þar sem titringur er mikil truflun. Þess vegna verða flæðiskynjarar, sendar og aðrir íhlutir að búa yfir sterkum-trufluvarnargetu. Sumir hvirfilflæðismælar og Coriolis massaflæðismælar standa sig illa á vettvangi vegna ófullnægjandi titringsviðnáms, sem sýna fyrirbæri eins og „falskar álestur“ eða „óhóflegar mælingar“.
② Viðnám gegn útvarpstruflunum
Iðnaðarsvæði sem hýsa flæðimæla innihalda marga truflunargjafa. Til dæmis geta loftkranar sem fara yfir höfuðið, lyftarar sem starfa í nágrenninu eða starfsfólk sem notar talstöðvar valdið hækkunum á tilteknum flæðismælingum. Þetta á sér stað þegar útvarpsbylgjur sem gefa frá sér rafsegulbylgjur frá krana, neistakertum fyrir lyftara eða -talkie loftnet fara inn í tækið um ýmsar leiðir og trufla virkni þess. Á undanförnum árum hafa áhrif RF truflana vakið verulega athygli. Mælitæki eru nú með forskriftir um viðnám fyrir RF truflunum og nota fjölmargar ráðstafanir til að auka truflunarónæmi.
4. Stuttur viðbragðstími
Mörg flæðismælingartæki mynda stýrikerfi með þrýstijafnara, sem krefjast viðbragðstíma undir 1 sekúndu. Í flæðisstýringarkerfum sem eru settar, getur heildartímafasti sem fer yfir 1 sekúndu í flæðismælingarhlutanum dregið verulega úr gæðum stjórnunar. Í alvarlegum tilfellum getur þetta valdið kerfissveiflum og rekstrarbilun.
5. Fjölbreytt úttaksmerki
① Analog Output.
Flæðismælingartæki ættu að vera með 4–20mA hliðrænt úttak með stöðugum straumeiginleikum.
② Tíðniúttak.
Flæðisendar (breytir) senda flæðismerki til skjátækja eða stýringa í gegnum tíðni, sem varðveitir nákvæmni með lágmarks tapi-sem er lykilkostur þessarar aðferðar.
③ Stafræn útgangur.
Flæðismælingartæki tengjast tölvum í gegnum samskiptatengi eins og RS485. Með sérstökum hugbúnaðarstuðningi senda þeir ekki aðeins mældar færibreytur til tölvur heldur senda einnig bilunarupplýsingar, stillingargögn og stöðuvísa tækisins. Ennfremur geta rekstraraðilar breytt stillingum tækjabúnaðar á vettvangi, framkvæmt skoðanir, kvörðun, viðhald og stjórnunarverkefni fjarstýrt frá stjórnherbergjum í gegnum tölvur.
Rennslisgreining og notkun flæðimælis
Flæðismæling er algeng iðnaðarmælingaraðferð sem er mikið notuð í geirum eins og orkuvinnslu, málmvinnslu, efnaverkfræði, jarðolíu og matvælavinnslu. Sérhvert ferli sem felur í sér breytingar á massa krefst flæðismælinga. Rennslismælir þjóna sem verkfæri fyrir þessa mælingu. Byggt á mismunandi mælingarreglum er hægt að flokka þessi tæki í fjölmargar tegundir. Með framförum nútíma mælitækni hafa flæðismælar þróast frá fyrstu mismunaþrýstingi, jákvæðri tilfærslu og rafsegulgerðum. Þau eru nú ekki aðeins með einfaldari mannvirki heldur einnig sífellt fjölbreyttari virkni. Nákvæmni mælinga á flæðimæli hefur bein áhrif á rétta og stöðuga framkvæmd iðnaðarstýringarferla, sem hefur bein þýðingu fyrir þjóðhagsþróun Kína. Þess vegna er mikilvægt að ná tökum á meginreglum algengra flæðimæla og skilja notkun dæmigerðra flæðimæla í sjálfvirknikerfum til að efla iðnaðar sjálfvirkni og staðla tækjabúnaðar.
Notkun flæðimæla í sjálfvirkum stýrikerfum
1. Notkun rennslismæla í sjálfvirkum mælikerfum olíuvalla
Olíusvið eru ein umfangsmesta atvinnugreinin fyrir notkun flæðimæla, aðallega notuð til olíuframleiðslumælinga, tölfræði og greiningar, þar með talið daglegt eftirlit með brunnframleiðslu. Háþróuð mæli- og vinnslutækni auðveldar tímanlega skilning á þróunarstöðu olíuvalla og breytingar á lóninu, sem gerir greiningu á kraftmiklum breytingum í olíu- og gasframleiðslu kleift að leiðbeina þróunaráætlunum olíuvalla frekar. Í undir-einingamælingu olíusvæða fer óunninn vökvi fyrst í gegnum þriggja-fasaskiljur sem er skipt í þrjá strauma: einum beint að þjöppustöðinni um stjórnloka, öðrum beint í settankinn með rafsegulstreymismæli og sá þriðji sendur í biðminnistankinn með massarennslismæli.
Olíu-vatnsblandan fer í gegnum massarennslismæliskynjara sem safnar breytum eins og flæðihraða, hitastigi og þéttleika innan olíupípunnar. Þessi merki eru send til örgjörvans, þar sem viðeigandi örtölvualgrím greina og reikna út safnaðar færibreytur hráolíu og vatns. Eftir að hafa farið í gegnum flutningsstig eru gögnin send til vöktunarhýsilsins með TCP/IP Ethernet samskiptum. Þetta gerir alhliða stjórnunaraðgerðir kleift, þar á meðal gagnabirtingu, geymslu, skýrslugerð og prentun, og ná þannig vöktun á mörgum olíu-vatnsmælingarkerfum.
Þar að auki, á-beygjustöðum olíuvallaholna, sem tekur á hinum víðtæku vandamálum varðandi borvökva með miklum-þéttleika og miklum efnisúrgangi í djúpum holum, safnar flæðimælisnemarinn og greinir breytingar á seigju borvökva, þéttleika og skilvinduafköstum. Eftir að stjórnkerfið hefur reiknað út rekstrarhraða skilvindunnar og samsvarandi vinnslugetu, setur tölvu-úttaksstýringin á verkflæði stýrikerfisins. Þetta eykur í raun endurheimtarhlutfall þungra efna og dregur úr notkunarkostnaði þeirra.
2. Flæðimælaforrit í vinnslukerfum virkjana
2.1 Notkun í loftveituferli ketils
Í virkjunarkötlum mæla flæðimælir fyrst og fremst flæðishraða lofts, gufu og loftgjafar ketils. Algengasta flæðimælirinn er hringhraðaflæðismælirinn. Hann starfar samkvæmt hraðareglunni og notar venjulegt fyrirbæri sem losar hringiðu til að mæla flæði. Þegar vökvi eins og gufa eða loft streymir framhjá skynjaranum, myndast háþrýstingssvæði á undan skynjaranum, þar sem þrýstingur fer yfir kyrrstöðuþrýsting rörsins. Þegar vökvinn flýtur í gegnum hröðunarhluta pípunnar myndast lágþrýstingssvæði þar sem þrýstingur er lægri en kyrrstöðuþrýstingur pípunnar. Tómarúmssvæði af völdum hvirfils- myndast síðan á bak við þetta lágþrýstingssvæði sem skapar þrýstingssveiflur. Tíðni þessara sveiflna er í beinu hlutfalli við gasflæðishraðann. Með því að mæla þessa titringstíðni og beita viðeigandi umbreytingu og uppbótum er hægt að reikna út vökvahraðann.
Með því að taka mælingar á hringhringstreymi í loftflæði ketils sem dæmi: loftflæði ketils er mikilvæg breytu sem endurspeglar rekstrarstöðu virkjunarkatla og viftu og gegnir mikilvægu hlutverki í sjálfvirka stjórnkerfinu fyrir bruna ketils. Raunverulegar loftrásir orkuvera eru aðallega ferhyrndar í þversniði, sem gerir nákvæmar mælingar erfiðar með hefðbundnum flæðimælum. Hvirfilflæðismælirinn sýnir frábæra frammistöðu í þessu forriti.
Þegar notaðir eru hringhringstreymismælar fyrir loftflæðismælingu ketils samanstendur kerfið af skynjara, breyti og stjórnstöð. Skynjarinn samanstendur af hvirfilrafalli og hvirfilskynjara, sem ber fyrst og fremst ábyrgð á því að mæla loftflæði og breyta því í samsvarandi tíðnimerki. Þetta tíðnimerki fer í mótun og mögnun í breytinum og gefur frá sér 4–20mA DC stýrimerki til stjórnstöðvarinnar. Þar er mælt loftstreymi sýnt, skráð og greint, sem þjónar sem mikilvæg viðmiðun fyrir rekstrarstöðu katla innan virkjunarinnar.
Þegar hringflæðismælar eru notaðir til að mæla loftstreymi ketils þarf að huga vel að vali á tækjasviði og hita-/þrýstingsjöfnun. Með því að halda mældu vökvaflæði innan 1/2 til 2/3 af getu hvirfilflæðismælisins tryggir að nákvæmni haldist innan viðunandi marka. Að auki verður að velja viðeigandi hita- og þrýstingsmælingartæki til að bæta við hvirfilflæðismælinum og koma á fót nákvæmu og nákvæmu sjálfvirku stjórnkerfi ketilsins. Með framförum í tölvu- og öreindatækni hafa snjallir hringflæðismælar orðið almennt notaðir. Þeir bjóða upp á flæðiskvörðun og sjálf-greiningargetu, þeir gera sveigjanlegri stjórn á grundvelli rekstrarskilyrða raforkukatla og framkvæma villuleiðréttingu, sem táknar þroskaðri tækni.
2.2 Notkun í brennisteinshreinsunarferlum í útblásturslofti
Rennslismælar eru einnig mikið notaðir í brennisteinslosunarferlum í virkjunum. Vegna mikils rykinnihalds, hækkaðs hitastigs og ætandi eiginleika útblásturs útblásturs, ásamt ókyrrðar- og hringrásaraðstæðum í útblástursrásum ketils, er nákvæm flæðismæling krefjandi. Þar af leiðandi þarf marga mælipunkta til að reikna meðalgildi. Hinir fjölmörgu mælipunktar í virkjunum-þar á meðal frumlofti, aukalofti, ketilsfóðurgasi og brennisteinslausu útblástursgasi-skapa verulegar áskoranir fyrir eftirlit með útblásturslofti. Útblástursflæðismælar fyrir brennisteinshreinsun nota einstaka meginreglu sem byggir á varmadreifingu. Þeir umbreyta sambandinu milli hitastigsmunar yfir skynjarann RTD og flæðishraða í línulegt flæðimerkjaúttak. Ásamt sérhæfðum flæðisgagnalíkönum og loðnum stjórnunarkenningum mynda þau stýrimerki. Kerfisstýring er náð með sérstökum-hleðsluskynjara og skafabúnaði.
3. Notkun rennslismælis í skólphreinsunarferlum
Meðhöndlunarkerfi lyfjaverksmiðju
Með örum framförum nútíma iðnaðar heldur mikilvægi skólphreinsunar sveitarfélaga áfram að aukast. Rennslismælar hafa fundið víðtæka notkun í sjálfvirkum skólphreinsistöðvum. Afrennsli inniheldur talsvert svifefni, frárennsli, óhreinindi, sýkla o.s.frv. Mismunandi vöktunarstaðir hafa mismunandi kröfur til flæðimæla. Rafsegulstreymismælar og úthljóðsrennslismælar eru báðir notaðir, þar sem úthljóðsrennslismælar hafa fengið meiri notkun á undanförnum árum vegna mikillar nákvæmni þeirra, góðrar samþættingar og samþættrar stærðar.
Tökum notkun úthljóðsrennslismæla í skólphreinsun sem dæmi: með því að samþætta úthljóðsrennslismæla með Parshall-rennsli er frárennslisrennsli fylgst með til að stjórna innrennslis- og framhjálokum og ná þannig flæðisstjórnun í skólphreinsun. Innan úthljóðsflæðis sjálfstýringarkerfisins greina úthljóðsskynjarar flæðiupplýsingar. Með því að mæla fjarlægðina frá núllstöðu að þind skynjarans og á fullu-sviðinu er raunverulegt frárennslisflæði sem samsvarar hæðinni ákvarðað og sent til miðlægs örgjörva stýrikerfisins. Eftir umbreytingu er 4–20 mA púlsmerki gefið út til forritanlegs stjórnanda í miðlæga stjórnklefanum. Eftir samskipti birtir stjórnunarstöðin upplýsingar þar á meðal tafarlausan flæðishraða, hámarksgildi, lágmarks- og meðalgildi. Það styður flæðitölfræði og prentun og starfar á grundvelli bilanagreiningarrökfræði.
Þegar kerfisbilanir eða óeðlilegt flæði eiga sér stað gefur það frá sér viðvörunarupplýsingar, sem hvetur rekstraraðila til að stilla inntaksventil og framhjáventil fyrir flæðisstýringu og uppfylla þar með framleiðslukröfur skólphreinsunarferlisins. Fullkomnari stjórnkerfi geta meðhöndlað flæði sem breytilegt inntak inn í PLC í miðlæga stjórnklefanum. Þetta gerir beina áætlunarútreikninga og stjórn á stillingarhlutföllum fyrir inntaksventil og framhjárásarloka kleift. Samtímis því að breyta þessum lokum í rafdrif útilokar þörfina fyrir handvirkt inngrip stjórnanda, sem eykur skilvirkni kerfisins enn frekar.
Fyrir utan þessi forrit eru flæðismælar mikið notaðir í brennisteinshreinsunarferlum, jafnstraumsaflgjafakerfum, meðhöndlun á skólpgasun kola, orkumælingu, umhverfisvernd og öðrum sviðum, sem gegnsýra hvert orkubreytingarstig iðnaðarframleiðslu. Með stöðugum framförum í iðnaðar sjálfvirkni og hraðri þróun tölvu öreindatækni tækni, hafa flæðimælir þróast frá vélrænni til rafrænnar hönnunar. Nýjar tegundir flæðimæla halda áfram að koma fram, gegna sífellt mikilvægara hlutverki í þjóðarbúskap Kína og sýna fram á vænlegar þróunarhorfur.