江蘇金鼎自動化儀表有限公司 ：姚佳明
在內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)中，空氣流量的測量有運(yùn)行狀態(tài)下的非穩(wěn)定流動時的測量，如充氣效率的測量，風(fēng)冷發(fā)動機(jī)冷卻空氣（冷卻風(fēng)扇流量）的測量，發(fā)動機(jī)排氣污染物試驗(yàn)中排氣流量測量；另外還有發(fā)動機(jī)螺旋進(jìn)氣道模擬穩(wěn)定流動試驗(yàn)中流通能力的測試。這些測量都可用節(jié)流式差壓流量計測量。
1 問題提出
TY1151流量變送器屬于差壓式流量計范疇的一種。差壓式流量計由于具有較低的價格、設(shè)備簡單、容易掌握以及精度越來越高等優(yōu)點(diǎn)，所以在流量測量系統(tǒng)中一直占有非常重要的地位，但由于用戶安裝、使用、維護(hù)不當(dāng)或儀器本身的原因往往會造成較大的測量誤差。從筆者所在內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室現(xiàn)場來看，在內(nèi)燃機(jī)較多的空氣測量中，尤其以充氣效率的測量誤差zui為明顯。
2 內(nèi)燃機(jī)充氣效率測量
在480Q柴油發(fā)動機(jī)上應(yīng)用TY1151差壓式流量變送器測試量充氣效率，另外在同地點(diǎn)（保證環(huán)境參數(shù)一樣）同樣的工況下用傳統(tǒng)U形管壓力計測量壓差Δp，用公式Qv=0.08145 計算出進(jìn)氣流量Qv（m3·min-1），分別計算由變送器測得的充氣效率ηvy和U形管壓力計測得的充氣效率ηvu進(jìn)行比較。具體數(shù)值見表1。
從表中對比可以看出，在內(nèi)燃機(jī)充氣效率的測量中差壓式變送器所測得的值存在較大的測量誤差。
3 誤差來源
造成測量誤差過大的原因較多，從現(xiàn)場情況看，主要有以下幾點(diǎn)。
3.1 節(jié)流元件開孔直徑和管道直徑問題
節(jié)流裝置在加工制造過程中總是存在一些偏差，或使用過程中孔板的磨損[1]。其中與流量測量度密切相關(guān)的有節(jié)流件開孔直徑d和靠近節(jié)流裝置的直管段內(nèi)徑D。當(dāng)d和D實(shí)際尺寸偏離設(shè)計尺寸后，造成的后果就是流量測量系統(tǒng)的滿度值產(chǎn)生了變化，見表2和表3。如果將d和D的實(shí)際值測量出來，然后代入公式計算出與此實(shí)際值相對應(yīng)的流量滿度值，然后用新的滿度值代替原設(shè)計值，置入流量顯示儀表，則系統(tǒng)運(yùn)行后尺寸誤差對測量系統(tǒng)的影響就得到了*的校正。
3.2 安裝問題
差壓變送器在現(xiàn)場的安裝是否符合規(guī)范要求，直接關(guān)系到測量結(jié)果準(zhǔn)確性[2]。
3.2.1 孔板安裝不正確
孔板設(shè)計制造不僅要滿足流量及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，而且安準(zhǔn)要嚴(yán)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
但從內(nèi)燃機(jī)空氣測量現(xiàn)場的實(shí)際情況來看，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)[3]。
a）節(jié)流元件前端面必須與管道軸線垂直，允許的zui大不垂直度為±1°。
b）節(jié)流元件的開孔必須與管道同心，允許的zui大不同心度為0.015D（1/β-1）。β為直徑比β=d/D。
c）密封墊應(yīng)盡量薄，且不應(yīng)凸入管道內(nèi)壁。
d）調(diào)節(jié)流量用的閥門安裝在節(jié)流元件后zui小直管段長度以外。
3.2.2 導(dǎo)壓管安裝不正確
節(jié)流裝置導(dǎo)壓管的作用是將節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓信號不失真地傳遞到差壓變送器[4]，但從內(nèi)燃機(jī)空氣測量現(xiàn)場的實(shí)際情況來看，導(dǎo)壓管的配置這看似簡單的事情還是存在很大問題。按照信號不失真?zhèn)鬟f的要求，正確的導(dǎo)壓管安裝見圖2。安裝應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
a）導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，其傾斜度不得小于1∶12。
b）為了避免差壓信號傳送失真，正、負(fù)壓導(dǎo)壓管應(yīng)盡量靠近敷設(shè)。
c）導(dǎo)壓管應(yīng)保證密封，不能出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。
3.3差壓變送器的靜壓誤差
從現(xiàn)場來看引起靜壓誤差主要是由于差壓變送器安裝不垂直，或一開始安裝垂直，在后來的使用過程中由于內(nèi)燃機(jī)工作振動而造成安裝松動導(dǎo)致不易察覺的傾斜。這也是造成變送器在內(nèi)燃機(jī)空氣測量中出現(xiàn)“空跳”的主要原因[5]。因此，變送器安裝必須垂直且緊固牢靠，還要采取適當(dāng)?shù)姆勒翊胧?/strong>
4 結(jié)束語
從TY1151流量變送器在內(nèi)燃機(jī)空氣測量的現(xiàn)場來看，造成測量誤差的因素較多。在保證變送器本身各技術(shù)參數(shù)滿足要求的同時，還要保證安裝、使用、維護(hù)要正確，這樣才能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
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