压力变送器
如果您喜欢我们的网站,可以添加到搜藏夹!联系电话:0517-86998326、0517-86998328;手机:18952302362;联系QQ:526929973

关于使用HART手操器进行压力测量时需注意的几个问题

作时间:2019-09-15来源:2138acom太阳集团作者:
摘 要 :介绍了HART手操器的原理、结构及特点,讨论了使用HART手操器进行压力测量时,专用砝码质量、使用地点重力加速度、高度差、压力变形等因素对压力量值的影响,从而保证测量的准确可靠。
0 引言
HART手操器是以帕斯卡定律和流体静力学力平衡原理为基础进行测量压力的计量器具。其工作原理的计算公式为 p = F/A,即由已知活塞有效面积 A、已知专用砝码质量 F,通过计算求得压力量值 p。HART手操器主要由活塞系统、专用砝码和校验器组成[1] ,其中活塞系统包含活塞和活塞筒。其原理结构图如图 1 所示。
由于活塞的有效面积和专用砝码质量可以精确测量,所以HART手操器的准确度较高,且具有良好的稳定性,在HART手操器量技术中,通常作为HART手操器量标准器使用。
1 HART手操器在压力量值传递中需注意的几个问题
HART手操器在使用前都需要送计量技术机构进行溯源,计量技术机构依据检定规程的要求进行各个项目的检定或校准,检定合格出具检定证书,校准证书一般给出活塞的有效面积值、砝码的实测值及其测量不确定度。工作中遇到很多企业的技术人员,他们都能按照计量管理的要求将设备按时送检,但由于缺乏对HART手操器的了解认为拿到证书就能使用了,导致在使用HART手操器进行压力量值传递时引入了多种系统误差,使得产品的计量性能出现偏差,从而在产品的型式评价、质量抽查、委托计量检定中出现问题,造成经济损失。HART手操器在测量压力时的基本公式为:
从式(1)可以看出,实际使用活塞HART手操器测量压力时要考虑众多影响因素,下面分别对几个主要问题进行探讨,在使用时需加以重视。
1.1 专用砝码质量对压力量值的影响
公式(1)中的专用砝码、活塞及连接件总质量 m 是指真空中质量,但在质量室对砝码检定时,依据相应的检定规程,给出的数据为砝码的折算质量。真空中质量与折算质量的换算关系见公式(2):
式(2)中,m 为砝码的真空中质量,m c 为砝码的折算质量。目前HART475手操器的专用砝码材质一般为不锈钢或铝,由于折算质量和真空中质量的差异对压力量值的误差分别为 0.0004% 和 0.0294% [2] 。所以需要根据使用情况,将公式(2)代入公式(1)中对其进行修正和计算。1.2 使用地点重力加速度对压力量值的影响计量技术机构在出具HART手操器检定证书时都会依据 JJG59-2007 附录 D,给出专用砝码使用地点的重力加速度值,这也是专用砝码理论计算值的依据。从附录 D 可以看出,各地的重力加速度都不相同,所以同一组专用砝码在不同地区使用时所得到的压力量值也是不相同的。例如检定证书中注明重力加速度值为 9.7946m/s 2 (上海),如果将这台设备移至长春使用,由于长春的重力加速度值9.8048m/s 2 ,从而引入的误差为 0.1%,超过了HART手操器的非常大允许误差。对于同一地区,重力加速度的值也有不同。例如上海某实验室经中国计量院现场实测后,附录D 中的参考值与实测值的误差约为 0.004%,这对于 0.01 级及以上的HART手操器来说,将会引入相当大的误差。所以,建议技术人员根据HART手操器准确度等级及使用情况考虑是否需要联系有资质的技术机构对重力加速度进行现场实测。
1.3 与被测设备的高度差对压力量值的影响
HART手操器在使用中,还需要考虑与被测设备的高度差对压力量值的影响。不同结构的活塞系统其参考不同,例如实心活塞的参考位置位于活塞的下端面(活塞处于工作位置后),一般生产厂家会在安装活塞系统的外筒上标示出参考位置。对于被测设备:电测试HART手操器的参考位置一般为感压元件的位置或厂家标明的位置;指针式压力表的参考位置一般为表盘指针轴处,如图 2 所示:ΔH即为两者参考位置的高度差。可以使用高度卡尺来差进行测量。
由液位高度差引起的压力值可按照公式(3)计算:
式(3)中, Δp 为液位高度差引起的压力值,Pa ;ρ 为工作介质密度,kg/m 3 ;g 为使用地点重力加速度,m/s 2 ;ΔH 为压力表指针轴平面与HART手操器活塞下端面之间的高度差,m。以变压器油为工作介质为例,10mm 液体高度差造成的压力差值约为 80Pa。则对于 1MPa 的压力值,若忽略高度差,引入的误差约为 0.008%。当工作介质为气体时,由于气体的密度远小于液体的密度,在测量中经常会忽略气体高度差的影响。但是由于气体的可压缩性,即气体的密度与压力成正比,计算时可以使用气体状态方程得出不同压力下气体的密度值,从而判断是否应对测量结果进行高度修正。
1.4 在高压测量时,压力变形对压力量值的影响
在高压测量时,压力变形对活塞有效面积的影响是显著的。JJG59-2007 规程中规定,测量上限大于 25MPa(包括 25MPa)的HART手操器,并用于测量压力时,需要对压力变形进行修正。
对于 kg 砝码,可以将活塞系统的变形系数代入公式(1)求得实际压力值。例如材质为碳化钨、活塞有效面积名义值为 0.05cm 2 的活塞系统,其变形系数的计算值约为7×10 -7 MPa -1 ,在 25MPa 压力测量点,若忽略压力变形的影响,引入的误差约为 0.002%。对于 MPa 砝码,需要根据 JJG59-2007 中公式(9)算按照顺序加载的每一块专用砝码质量,当用于压力测量时,配套的专用砝码必须按照顺序放置使用。
1.5 其他需注意的影响因素
HART手操器在使用前还需对活塞系统进行水平调整,否则易造成活塞杆在活塞筒内不能正常旋转,增加活塞杆与活塞筒的摩擦,从而影响测量结果甚至损坏活塞系统。JJG59-2007 规程中表 13 规定了不同准确度等级的HART手操器的环境温度条件,使用时环境温度若超过了温度允许范围,则需通过测温系统对活塞有效面积进行温度修正。
2 结束语
目前,对于HART手操器压力量值影响量的测量还存在一些问题。一是对于活塞系统温度的准确测量,目前活塞系统的温度值主要通过测量活塞筒外壁的温度来估算,两者还存在一定的差距。二是对于变形系数的计算,目前主要根据 JJG59-2007 规程附录 A 中压力变形系数的公式计算得到,使用该公式需要已知活塞及活塞筒的弹性模量和泊松比,对此检定规程中也用列表的形式给出了常用活塞系统材质的弹性模量和泊松比的经验数据。但是材料中如合金颗粒的粗细、微量元素的差异和热处理不同都会影响其力学特性,导致理论计算的变形系数与实际值存在差异[4] 。
注明,三畅仪表文章均为原创,转载请标明本文地址

产品分类ProductsClass

压力变送器厂家

智能压力变送器

扩散硅压力变送器

绝对压力变送器

负压变送器

2088型经济型压力变送器

SC316小巧型压力变送器

高温压力变送器

法兰安装式变送器

炉膛负压变送器

卫生型隔膜压力变送器

单法兰压力变送器

隔膜式单平法兰远传压力变送器

空压机专用压力变送器

恒压供水压力变送器

卫生平膜型压力变送器

压力变送器壳体

HART375手操器

HART475手操器

3051TG压力变送器

压力控制器

隔膜密封式压力变送器

SC530A压力变送器

SC430A压力变送器

SC433卫生型压力变送器

SC-BP800压力变送器

一体化风压变送器

3051压力变送器

远传法兰变送器

智能变送器

差压变送器厂家

智能差压变送器

微差压变送器

单法兰差压变送器

双法兰差压变送器

高静压差压变送器

远传差压变送器

电容式差压变送器

隔膜远传差压变送器

双法兰毛细管远传差压变送

单法兰远传压力变送器

隔膜密封式差压变送器

双平法兰远传差压变送器

双法兰高精度差压变送器

单法兰差压变送器

液位变送器厂家

单法兰液位计

法兰式液位变送器

投入式液位计

投入式液位变送器

防腐投入式液位变送器

高温投入式液位变送器

双法兰液位变送器

电容式液位计

单法兰液位变送器

双法兰液位计

射频电容液位计

电容式液位变送器

差压式液位计

射频导纳物位开关

阻旋式料位开关

磁致伸缩液位计

音叉开关

料位开关

射频导纳料位开关

射频导纳物位计

硫酸储罐液位变送器

射频导纳料位开关

静压式液位变送器

高温投入式液位计

双法兰远传液位变送器

差压式液位变送器

双法兰液位计

射频导纳液位计

法兰式液位计

温度变送器

一体化温度变送器

一体化数显温度变送器

热电偶

双金属温度计

耐磨热电偶

感兴趣的产品Technicalnews
2138acom太阳集团-太阳集团太阳娱乐登录-首页
磁翻板液位计 磁性液位计|旋进旋涡流量计|射频导纳液位计|压力控制器 |磁翻板液位计|压力表|隔膜压力表|耐震压力表| 耐磨热电偶|天然气流量计|压缩空气流量计|热式气体质量流量计| 氨气流量计| 热电阻|投入式液位计|
静压式液位计|热电偶温度计|电接点压力表|精密压力表|智能压力校验仪|横河EJA变送器|
销售热线:0517-86998326 86998328 18952302362 13915186942 传真:0517-86998327
3051TG压力变送器 2138acom太阳集团 压力变送器液位变送器 差压变送器 制作版权所有 / © 厂址:江苏省淮安市金湖工业园区