流量计在硬水流量测量中出现的问题及选型
1 靶式流量计
1.1 现象
在生产测量过程中，FIC1101采用了靶式流量计。工艺反映其测量值不准确，出现偏高或偏低以及不动弹的现象。对FIC1101的电路模块、FIV1101的开度和泵的出口压力进行检查，均属正常。拆卸FIC1101，发现靶片和反馈杆上，结有一层水垢，并且反馈杆的弹性较差。这些水垢对靶式流量计有那些影响呢？首先看其测量原理和结构。
1.2 测量原理和结构
当介质在测量管道中流动时，因其自身的动能通过阻流元件（靶片和杠杆3）时而产生的压差，并对阻流元件有一作用力F1，如图1所示，其作用力的大小与介质流速的平方成正比，其数学公式表达如下：
阻流件（靶片）接受的作用力F1作用在杠杆3（反馈杆）上，杠杆3在F1的作用下，以轴封膜片为支点（轴封膜片一方面作为杠杆的支点，另一方面起密封作用）将力F1传给副杆1，形成力F2。副杆1的另一端与电容力传感器相连，电容力传感器把副杆1传递的力F2转换成毫伏电压信号输出：
U=KF（2）
式中：U为电容力传感器输出的电压（mV）；K为比例常数；F为阻流元件（靶片）所受的作用力（Kg）。
由此，电压信号经前置放大、A/D转换、微处理器、D/A转换器等电路，输出4~20mA开方电流模拟信号及HART数字信号，即可得到相应的瞬时流量和累积总量。
图1 结构传动示意图
1）当水垢结在靶片上，使靶片面积A增加，由公式（1）可知，作用在靶片上的冲量也随之增加。在杠杆1和杠杆3的传递下，作用在电容力传感器上的力F2增加，由公式（2）可知，电容力传感器输出的电压信号增加，造成测量值比真实值偏高。
2）当水垢结在杠杆3上，使杠杆3的直径增加，造成杠杆3与轴封膜片之间产生应力F3。F3经过杠杆1传递给电容力传感器上，因此，F2=F1+F3。随着F3的方向变化，造成F2增大或减小，使电容力传感器输出的电压信号增大或减小，导致测量值比真实值偏高或偏低。
3）随着水垢结在杠杆3上的厚度达到一定程度后，使杠杆3与轴封膜片之间包死，杠杆3失去了弹性，轴封膜片失去了支点作用，F1的大小已不能通过杠杆1和3传递给电容力传感器，而F2的大小保持不变，因此，电容力传感器输出的电压信号不变，造成测量值不动弹的假现象。
2 涡街流量计
2.1 现象
FIC1101在采用靶式流量计测量硬水流量的过程中，因硬水结垢影响了力的传递，导致测量不准确，所以需要改变流量计的测量方式，选择了测量流体频率的流量计——涡街流量计。FIC1101采用了涡街式流量计，在投入使用的一个月内，其运行稳定，反映灵敏，测量准确。随后，FIC1101出现测量指示值不准确，闪动频率大，并且跳动的指示植越来越小，直至为零。检查电路模块、FIV1101的开度和泵的出口压力，均属正常。推测FIC1101的传感器出现了问题，拆卸FIC1101，发现滞流元件上结有一层水垢，滞流元件与底座之间包死。
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