靶式流量计与智能配比系统在改性沥青设备中的应用

作者:日新流量 来源:www.rixinflow.com 发表时间:2015-09-09 阅读:1036次

提出了靶式流量计智能配比系统的设计方案,并介绍了采用RS-485计算机网络、组态软件和靶式流量计相结合组成的自动配比系统。

关键字:改性沥青 靶式流量计 智能配比系统



    1 配比系统概述

    在改性沥青生产设备中,通常使用靶式流量计来计量沥青的用量。靶式流量计具有转子运转平稳、转动受力平衡的特点,因此轴承受力平衡。如能配合使用石墨、硬质合金或氮化硅轴承,则能更好地解决仪表在低粘度液体时的耐磨性问题。

    由RS-485计算机网络、组态软件和靶式流量计组成的智能配比系统,具有可多点串接、传送速度快、传输距离长等优点,并且系统总线仅需配置一对完全隔离的双绞线即可。其容易操作的人机界面、标准的Visual Basic程序编写环境,兼具数据分析与报表输出等的功能,为高粘度改性沥青的计量控制带了高准确度、高可靠性、高效率的计量特点,可以广泛应用于乳化沥青、改性沥青、乳化改性沥青等成套设备中。

    2 智能配比系统的组成

    2.1 转速无触点检测电路的设计

    转速无触点检测采用LCB-9800系列低压损、强耐磨磁敏不锈钢靶式流量计的检测电路,在端面上以轴心为圆心,在由结构尺寸确定的圆周上埋设偶数枚圆柱形磁体,磁体的磁化方向垂直于椭圆齿端面,并且N极和S极互相交错。在计量腔壳外采用RCM01磁敏电阻进行无触点检测,则可得到与流量Q成正比的输出脉冲频率F,两者的关系见式(1):

    F=nkQ/q         (1)

    式中:F为输出脉冲频率;k为每个磁体的脉冲数;Q为流量;q为每转一周所排出液体的体积。

    2.2 智能表头

    在研制智能型自动配比仪时,为了进一步减小压力损失,在设计上保留了靶式流量计的精度计量部分—计量腔壳体,而去掉整个机械传动部分,并采用转子转速无触点检测电路和液晶显示智能表头相结合的方法实现流量显示和传送。

    智能表头由单片微型计算机组成,主要完成累积流量、瞬时流量、预置量控制、非线性补偿、温度补偿、RS-485总线接口等功能。智能表头原理如图1所示。

    由图1可见,从转子转速无触点检测电路输出的与流量成正比的脉冲信号送入MS-8031单片机的1NT 1口,同时温度、压力、粘度信号由A/D转换集成电路ADC0809转换后送人MS-803l单片机,计算结果输入显示器。

    3 智能配比系统的工作原理

    采用RS-485计算机网络、组态软件和不锈钢靶式流量计相结合组成的智能配比仪系统,其工作原理如图2所示。

    其中RS-485网络是工业中使用最广泛的双向传输标准网,具有多站点串接、传送速度快、传输距离长等特点;组态王6003组态软件是一个视窗版的测控及开发软件,兼具数据分析与报表输出等多重功能;不锈钢靶式流量计的单片机串行口通过接口转换集成电路75176转换成RS-485接口,计算结果和预置量预置通过RS-485接口和上位机通讯,预置量控制的调速泵控制信号由单片机的P1.0和P1.1输出。

    通过以上方案,可减小压力损失,同时补偿了由温度、压力、粘度、流量等变化引起的计量误差。此系统具有计算机网络控制的能力,提高了仪表的准确度和适应能力,系统精确度由±0.5%提高到±0.2%。

    4 系统误差分析

    齿轮靶式流量计属容积式靶式流量计,容积式靶式流量计工作时实际通过的流体体积可由式(2)计算得到:

              (2)

    式中:V为靶式流量计实际通过的流体体积;I为容积式靶式流量计的指示值;v为转子每转一周从靶式流量计内送出的流体体积;α为体积的指示值和转子转动周数之比;c为常数;p为转子流体入口与出口间的压力差;Q为通过靶式流量计的流量; η为流体的粘度。

    容积式靶式流量计的计量误差E可由式(3)计算得到:

          (3)

    由式(3)可得容积式靶式流量计的误差曲线,如图3所示。

    由图3可以看出流量与计量误差的关系是非线性的,因此有必要对其进行补偿。

    5 误差修正

    设转子转速无触点检测电路输出的脉冲频率为F,标定时的仪表系数为K,则流量Q为:

    Q=F/K        (4)

    式中:F为输出脉冲频率;K为每升的脉冲数(即1/K则表示标定时每个脉冲的升数)。

    5.1 修正压力、粘度、流量变化对流量的影响

    由于压力、粘度、流量变化对流量有影响,所以必须对K进行修正,修正后用K1表示(即1/K1则表示补偿后每个脉冲的升数)。K1由式(5)可得:

             (5)

    5.2 修正温度变化对流量的影响

    靶式流量计在受到温度影响时,随着温度的升高,壳体和转子都会膨胀,因此有必要对其进行温度补偿。温度修正按式(6)计算:

    CT= -βα(T2-T1)                 (6)

    式中:CT为温度修正值;βα为靶式流量计壳体体膨胀系数(不锈钢壳体的βα是0.00486%/℃;普通碳钢壳体的βα是0.0036%/℃;青铜壳体的βα是0.00576%/℃ );T2为使用温度;T1为标定介质温度。

    5.3 仪表修正系数

    由式(5)和式(6)可得仪表修正系数,见式(7):

    KC=K1(1+CT)                    (7)

    式中:KC为修正后的仪表系数;K1为修正压力、粘度、流量变化对流量影响后的每升的脉冲数;CT为温度修正值。

    5.4 修正结果

    将KC取代式(4)中的K,即可计算出流量的准确值。 

新闻中心


联系我们


需要更多信息?找不到你要找的?索取报价?询问详情请拨打下面的热线电话.


+86-595-22483006