差壓式流量計小信號切除對蒸汽流量測量的影響及優化

針對小信號引起的計量誤差問題，分析小信號對流量測量的影響和差壓式流量計的小信號切除 ，提出小信號切除及優化選擇的方法，并對差壓流量計的積算儀進行改進，使流量計量更加完善。

石家莊華電供熱集團有限公司蒸汽管網供熱面積約１５００萬 ｍ２，蒸汽流量計量裝置基本采用標準孔板的差壓式流量計，孔板流量計結構簡單，操作方便，技術成熟。流量儀表中的小信號切除，是流量儀表中的特殊需要，這是為了克服各種原因引起的小信號所導致的不良后果。不同原理的流量計產生小信號現象的機理也不同，合理設置流量計小信號切除點對于公平、公正開展貿易計量有著極為重要的作用。在蒸汽貿易結算中，用熱方如果在流量計小信號切除點下用熱，雖然流量計顯示為零，但是對于供熱方來說也會造成一定的汽量損失。

１.差壓式流量計小信號切除概述

差壓式流量計是投入工業應用的多種流量計中應用最廣泛、歷史最悠久的流量計之一，也是人們應用小信號切除技術最早的一種流量計。

在無介質流動時，差壓變送器的零點漂移會使流量計有一個很小的信號輸出，這種信號容易被積算儀所捕獲而被計量。在介質正常流過時，這種微小的信號與正常信號相比微不足道，并不影響計量的精度和準確性。為了避免無介質流動時產生的“誤流量 ”信號給積算儀帶來 “誤計 ”，可設一道門坎，將低于此門坎的 “小信號”擋在計量的界外，也就是所謂的“切除”。

在使用老式差壓式流量計來顯示瞬時流量和進行積算時，流量計的零漂會導致實際值應為零的流量計出現流量示值。小信號切除方法可以掩蓋流量計零漂的問題。

小信號切除方法在差壓式流量計中的重要性是由差壓式流量計的輸入輸出關系式中的平方根特性決定的，關系式如下：

示值的不穩定性。早期的差壓式流量計精度等級為１．５級，在一段時間內，差壓式流量計零點漂移±１．５％為正常，這樣的漂移所對應的流量值為１２．２％。

當差壓變送器精確度進一步提高后，差壓變送器的零點漂移性能得到進一步改善，但是差壓變送器的零漂僅僅是差壓式流量計零漂的一個方面。差壓式流量計是一個系統，除了差壓變送器零漂之外，還有差壓信號的傳遞失真和流量積算儀等都會產生零漂。目前很多儀表制造廠將差壓切除點減小為０．７５％，對應的流量值為８．７％?，F在的差壓變送器精度等級已經提高到０．０７５

級，差壓信號傳遞也有了改進，小信號切除值降到流量測量上限值的２％，系統仍能很好地工作。

２ 小信號對流量測量的影響

對同一裝置，在假設壓力、溫度等其他參數不變，只有差壓信號起作用的情況下，流量為

附近使用，小信號對計量幾乎沒有影響，但是對于一些民用、商業用戶，屬于間斷用熱性質，如果全天有１２ｈ是在常用流量下使用，那么小信號要造成６．３２％的誤差；如果只有８ｈ在常用流量下使用，小信號要造成１２．６４％的誤差，使用時間越短，計量的誤差越大。

從公式（５）中可以看出，用戶的常用流量變小，小信號帶來的計量誤差會變得更大。如果常用流量為５０％（差壓信號的２５％），即使是２４ｈ均使用常用流量，也會有０．４％的小信號造成的誤差；如果常用流量降到３０％（差壓信號的９％），小信號造成的誤差會增加到０．６２％。

目前差壓式流量計在實際使用過程中，為了保證計量在可靠范圍內，差壓變送器選用的量程都比較大。在小信號沒有切除的情況下，導致了較大的計量誤差［２］。

３.小信號切除及優化選擇方法

對流量計進行小信號切除是一種解決流量計零漂、掩蓋矛盾的方法，并不是采用了小信號切除后儀表的零漂就不存在了，而是零漂依舊，只是使用者看不到。

如果在理想狀態下，不設置小信號切除能夠達到測量要求，最好不要切除。但是在實際測量過程中模擬器件的零漂對流量計零點影響往往是雙向的，差壓信號的傳遞失真以及振動干擾的侵入均屬不確定因素，所以小信號切除又是必須的。對于小信號是否切除，切除值取值大小，總的原則是在能達到目的的前提下，將切除值盡量選得小一些。

小信號被合理切除，在節流裝置計量系統中是比較容易實現的。因為在沒有差壓信號時，流

量計量系統會顯示該小信號值，只要把該信號設定為一個參數，在流量計算時扣除便可。方法如下：ａ．把該小信號與流量計算的其他參數設置在同一個界面，無論是檢定或其他的檢查都可以留

意到，以方便查詢和管理。

ｂ．在流量計算時，差壓值為差壓變送器顯示值減去小信號值。

按照上述方法，對公司用于蒸汽貿易計量使用的差壓式流量計的積算儀進行了改進，將原有積算儀小信號切除點的固化計算更改成現有積算儀小信號切除在０％～１％的可選 設置。原有積算儀的小信號切除的設計是按照JJG1003-2005《流量積算儀檢定規程》的技術要求將計算方法固化到儀表中，流量計量過程中儀表按照固定公式進行計算。改進后的積算儀可以實現小信號切除點在一定范圍內的任意設置，這樣可以根據實際使用情況進行合理設置，既能防止外界信號的干擾，也可以避免小信號以下計丟數。

積算儀改進前，小信號切除點對應的差壓電流為4-12mA,為設計工況下最大流量的8.66%,改進后小信號切除點可以在0%-1%范圍內設置，一般情況下設置在０．５％，此時小信號切除點對應的差壓電流為4.08mA,為設計工況下最大流量的７．０７％，小信號切除點的合理降低大大減少了差壓式流量計因小信號造成的計量損失 增量約１８．３６％，保障了供汽方的合法權益。

4.結語

在流量計量系統中，小信號的切除對于計量系統的影響十分重要，為了保證計量準確可靠，必須要有小信號切除的設置和使用。差壓式流量計小信號切除最優化沒有一個固定的公式，需要在使用要求與可能達到的可測量小流量之間尋找一個最佳點，工作人員根據具體要求和具體條件通過現場調試合理設置切除點，從而避免小信號所導致的不良后果。