威力巴流量计温压补偿的数学模型

　　1概述

　　随着成本意识的不断增强，人们对能源计量的准确性提出了更高的要求[1 -2]，而对于流量测量中的温度、压力补偿问题也进一步重视[3]。由于流量测量装置的设计温度、压力与实际运行的工作温度、压力有一定的差异，或者由于工艺条件造成流体温度、压力波动较大，致使测出的流量不能真实反映其工作状态下的实际流量。绝大多数流量计只有在流体工况与设计条件一致的情况下才能保证较高的测量精度[4]，例如气体随着温度、压力的变化对测量精度的影响特别大[5]，必须进行温压补偿[6]。而不同类别的流量测量装置，测量不同的流体介质，其温度、压力的补偿方式及在二次仪表中的数学模型是有差异的。下面以威力巴流量计为例，对其在不同介质、不同工况下的温压补偿方式和不同的温压补偿方式在二次仪表中的数学模型进行分析。

　　2威力巴流量计测量原理

　　威力巴流量计采用一种差压式的流量探头，其计算模型和其他差压式流量计 ( 如孔板流量计[7 -8]) 的数学模型相同。威力巴流量计的工作原理见图 1。其计算模型为:

　　式中 qm———质量流量，kg/h

　　K———流量常量

　　ρ———介质工况密度，kg /

　　Δp———探头前后的差压( 即图 1 中高压区与低压区的差压) ，kPa

　　Δp 的准确测量不应只限选用一台高精度的差压变送器，实际上差压变送器能否接收到真实的差压还取决于一系列因素，其中探头的正确选型及探头、引压管的正确安装和使用，都是保证获得真实差压值的关键。

　　这些影响因素很多是难以定量确定的，只有在选型、安装和使用上加强准确性和规范化。从计算模型中还可以看出，ρ 在方程中同 Δp 处于同等地位，当追求差压变送器高精度等级时，绝不要忽视 ρ的测量精度与 Δp 相匹配，否则 Δp 精度的提高将会被 ρ的精度的降低所抵消。介质密度 ρ 一般难以直接测得，通常是通过温度、压力、组成计算求得。

　　3温压补偿方式及数学模型

　　本文结合威力巴流量计计算软件来说明对于各种状态介质 ρ 的正确补偿[2]及温压补偿在二次仪表中的数学模型。目前在流量计量的二次仪表中，规模比较大的项目一般选用分散控制系统( DistributedControl System，简称 DCS) 或可编程逻辑控制系统( Programmed Logic Control，简称 PLC) ，而规模比较小的项目一般选用流量积算仪、无纸记录仪等二次仪表。本文以 DCS 系统和流量积算仪为例进行说明。