威力巴流量探頭的二次儀表設定與溫壓補償
威力巴是一種差壓式的流量探頭，其計算模型 和其它差壓式流量計是相同的（如孔板）。計算模型中：
：質(zhì)量流量 K：流量常數(shù) ：介質(zhì)密度 ：傳感器測得差壓
差壓的準確測量不應只限選用一臺高精度的差壓變送器，實際上差壓變送器能否接受到真實的差壓還取決于一系列因數(shù)，其中探頭及引壓管的正確制造、安裝及使用，是保證獲得真實差壓值的關鍵。這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，只有加強制造及安裝的規(guī)范化工作才能達到目的。
從計算模型中可見，在方程中同處于同等地位，就是說當追求差壓變送器高精度等級時，絕不要忘記的測量精度與之相匹配，否則精度的提高將會被的降低所抵消。介質(zhì)一般難以直接測得，通常是通過溫度、壓力、組分計算求得。因此在現(xiàn)場變化較大的場合，要進行在線溫壓補償。是差壓式流量測量系統(tǒng)中的重要組成部分。
下面我們結(jié)合威力巴流量計算軟件來說明二次儀表的設定及的正確補償。
一、 液體測量
威力巴流量計算軟件在液體測量中常用的公式有用差壓計算質(zhì)量流量，用差壓計算工況體積流量。以差壓計算質(zhì)量流量來舉例說明：
某測點；介質(zhì)：水 管徑：219×6mm 壓力：300KpaG 溫度：20℃
刻度流量：200000 kg/H 密度：1000kg/M3
威力巴選用10#探頭，計算單見下圖
計算軟件流量計算公式為：，
qm：質(zhì)量流量（后面我們用Qm來表示），單位kg/H
: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。該測點中=127338.7
hw：差壓（后面我們用來表示），單位Kpa 。
N ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中N=0.12643
K ：威力巴的K系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中K=0.7433
D ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測點中D=207
：介質(zhì)工況密度（后面我們用來表示），單位kg/M3。該測點中=1000
由計算單中得知，200000 kg/H對應差壓為2.46683Kpa。因液體的密度受溫度壓力影響較小，在一定的溫度壓力范圍內(nèi)，密度的變化小于測量精度的要求，因此通常液體的測量無需進行密度補償，即液體的測量無溫壓補償。
二次儀表設定說明：
1．流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 2.46683Kpa，輸出信號未開方。
選擇積算儀公式模型： 輸入型號為差壓，未開方，無溫度、壓力補償。
M：質(zhì)量流量，單位kg/H
設定一級參數(shù)K：
=4026.8
=1000 kg/M3
設定流量輸入上限：CAH=2.46683 Kpa
設定流量輸入下限：CAL=0 Kpa
其余設定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設定，完成即可。
2．DCS系統(tǒng)的設定
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 2.46683Kpa，輸出信號未開方。
從計算單中得知計算公式
Qm：質(zhì)量流量，單位kg/H =127338.7
所以
上限2.46683Kpa對應20mA
下限0Kpa對應4mA
DCS系統(tǒng)中的差壓上下限的設定要與變送器保持一致，并要注意各個量的單位使用。（例如：當壓力單位變?yōu)楣飼r，就不再等于127338.7）
二．氣體測量
威力巴流量計算軟件常用的公式有用差壓計算標況體積流量，用差壓計算工況體積流量，用差壓計算質(zhì)量流量。下面我們用差壓計算標況體積流量來舉例說明。
某測點；介質(zhì)：空氣 管徑：219×6mm 壓力：5KpaG 溫度：20℃
刻度流量：3000 NM3/H 標況密度：1.293kg/M3（標況：0℃ 101.32Kpa）
當?shù)卮髿鈮海?font face="Arial">100 Kpa 威力巴選用10#探頭，計算單見下圖
計算軟件流量計算公式為：
Qv：標況體積流量，單位NM3/H
hw：差壓（后面我們用來表示），單位Kpa 。
Pfa：工作狀態(tài)絕壓，單位Kpa。該測點中Pfa=5+100=105
Tfa：工作狀態(tài)下溫度，單位K。該測點中Tfa=20+273.15=293.15
Zf：工作狀態(tài)下該氣體的壓縮系數(shù)，無量綱數(shù)。該測點中Zf=1
: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。該測點中=5812.354
N ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中N=0.06775
K ：威力巴的K系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中K=0.7433
Yv：氣體膨脹系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中Yv =0.9991
D ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測點中D=207
Tba：標準狀態(tài)下溫度，單位K。該測點中Tfap=0+273.15=273.15
Zb：標準狀態(tài)下該氣體的壓縮系數(shù)，無量綱數(shù)。該測點中Zf=1
Pb：標準狀態(tài)絕壓，單位Kpa。該測點中Pfa=0+100=100
Gi：介質(zhì)標況下相對密度，無量綱數(shù)。該測點中Gi=1
由計算單中得知，3000NM3/H流量對應差為0.74377Kpa，因氣體的密度受溫度、壓力影響較大，因此在溫度、壓力變化較大的場合，要加上溫壓補償才能使得測量準確，甚至在某些場合還要對氣體壓縮系數(shù)Zf進行補償。下面我們分別對二次儀表不加溫壓補償，只加壓力補償，只加溫度補償，加溫壓補償?shù)那闆r進行說明。
二次儀表設定說明：
1．流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。
⑴不進行溫壓補償
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 0.74377Kpa，輸出信號未開方。
選擇積算儀公式模型：
輸入信號為差壓，未開方，無溫度、壓力補償。
Qv：標況體積流量，單位NM3/H
設定一級參數(shù)
：介質(zhì)標況密度，單位kg/M3。=1.293
：介質(zhì)工況密度，單位kg/M3。在不考慮壓縮系數(shù)Z的情況下，
K：系數(shù)，無量綱值
=4025.3622
設定流量輸入上限：CAH=0.74377 Kpa
設定流量輸入下限：CAL=0 Kpa
其余設定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設定，完成即可。
⑵只進行溫度補償，補償范圍0℃~90℃，壓力固定在5KpaG
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 0.74377Kpa，輸出信號未開方。
選擇積算儀公式模型：
輸入信號為差壓，未開方，溫度補償T工、無壓力補償。
Qv：標況體積流量，單位NM3/H
設定一級參數(shù)
：介質(zhì)標況密度，單位kg/M3。=1.293
A1、A2：用于通過溫度補償介質(zhì)密度的系數(shù)，無量綱數(shù)。因壓力或溫度和密度的關系在很窄的范圍內(nèi)，基本上是線性的。因此，只要取兩組壓力或溫度和密度的對應關系，組成一組二元一次方程，就可求出A1、A2值。一般來說，采用此種補償方式，精度不高。
A1+A2T1=
A1+A2T2=
查表得知5 KpaG下空氣0℃時密度為1.34 kg/M3，90℃時密度為1.0079 kg/M3，將T1=0，=1.34；T2=90，=1.0079帶如上面方程解得A1=1.34，A2= -0.0037
設定溫度下限：TL=0℃；溫度上限：TH=90℃
K：系數(shù)，無量綱值
=3997.4855
設定流量輸入上限：CAH=0.74377 Kpa
設定流量輸入下限：CAL=0 Kpa
其余設定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設定，完成即可。
⑶只進行壓力補償，補償范圍0 KpaG~101.32 KpaG，溫度固定在20℃
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 0.74377Kpa，輸出信號未開方。
選擇積算儀公式模型：
輸入信號為差壓，未開方，無溫度補償、壓力補償P工。
Qv：標況體積流量，單位NM3/H
設定一級參數(shù)
：介質(zhì)標況密度，單位kg/M3。=1.293
A1、A2：用于通過溫度補償介質(zhì)密度的系數(shù)，無量綱數(shù)。因壓力或溫度和密度的關系在很窄的范圍內(nèi)，基本上是線性的。因此，只要取兩組壓力或溫度和密度的對應關系，組成一組二元一次方程，就可求出A1、A2值。一般來說，采用此種補償方式，精度不高。
A1+A2P1=
A1+A2P2=
查表得知空氣20 0℃時0KpaG下密度為1.2046 kg/M3，101.32KpaG時密度為2.4092 kg/M3，將P1=0，=1.2046；P2=101.32，=2.4092帶如上面方程解得A1=1.2046，A2= 0.0119
設定壓力下限：PL=0 KpaG；壓力上限：PH=101.32KpaG
K：系數(shù)，無量綱值
=4000.4579
設定流量輸入上限：CAH=0.74377 Kpa
設定流量輸入下限：CAL=0 Kpa
其余設定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設定，完成即可。
⑷同時進行溫度、壓力補償，溫度補償范圍0℃~90℃，壓力補償范圍0KpaG~101.32 KpaG。
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 0.74377Kpa，輸出信號未開方。
選擇積算儀公式模型：
輸入信號為差壓，未開方，溫度補償T工、壓力補償P工。
Qv：標況體積流量，單位NM3/H；T0=273.15K ；P0=101.32Kpa
設定一級參數(shù)
：介質(zhì)標況密度，單位kg/M3。=1.293
PA：當?shù)卮髿鈮?，單?font face="Arial">Kpa。PA =100Kpa
K：系數(shù)，無量綱值
=4025.36
設定流量輸入上限：CAH=0.74377 Kpa
設定流量輸入下限：CAL=0 Kpa
設定壓力下限：PL=0 KpaG；壓力上限：PH=101.32KpaG
設定溫度下限：TL=0℃；溫度上限：TH=90℃
其余設定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設定，完成即可。
2．DCS系統(tǒng)的設定
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 0.74377 Kpa，輸出信號未開方。
從計算單中得知計算公式：
Qv：標況體積流量，單位NM3/H
hw：差壓（后面我們用來表示），單位Kpa 。
Pfa：工作狀態(tài)絕壓，單位Kpa。
Tfa：工作狀態(tài)下溫度，單位K。
Zf：工作狀態(tài)下該氣體的壓縮系數(shù)，無量綱數(shù)。該測點中Zf=1
: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。該測點中=5812.354
所以，DCS系統(tǒng)中流量計算公式為：
上限0.74377 Kpa對應20mA
下限0Kpa對應4mA
⑴不進行溫壓補償
不加溫壓補償，只需將工況壓力（5KpaG）換成絕壓（105KpaA）代入Pfa，工況溫度（20℃）換成溫度（293.15K）代入Tfa。流量公式變?yōu)椋?/font>
⑵只進行溫度補償，補償范圍0℃~90℃。
設定溫度補償T（單位℃）的范圍0℃~90℃，將壓力（5KpaG）換成絕壓（105KpaA） 代入Pfa，流量公式變?yōu)椋?/font>
⑶只進行壓力補償，補償范圍0 KpaG~101.32 KpaG。
設定壓力補償P（單位Kpa）的范圍0 KpaG~101.32 KpaG，將溫度（20℃）換成溫度（293.15K）代入Tfa，流量公式變?yōu)椋?/font>
⑷同時進行溫度、壓力補償，溫度補償范圍0℃~90℃，壓力補償范圍0KpaG~101.32 KpaG。
設定溫度補償T（單位℃）的范圍0℃~90℃，設定壓力補償P（單位Kpa）的范圍0 KpaG~101.32 KpaG，流量公式變?yōu)椋?/font>
注意DCS系統(tǒng)中的差壓、溫度、壓力值的上下限的設定要與各個變送器保持一致，并要注意各個量的單位使用。
三．過熱蒸汽測量
威力巴流量計算軟件常用的公式有用差壓計算質(zhì)量流量。下面我們用差壓計算質(zhì)量流量來舉例說明。
某測點；介質(zhì)：過熱蒸汽 管徑：219×6mm 壓力：200KpaG 溫度：150℃
刻度流量：10000Kg/H 當?shù)卮髿鈮海?/font>100 Kpa 威力巴選用10#探頭，計算單見下圖
計算軟件流量計算公式為：，
qm：質(zhì)量流量（后面我們用Qm來表示），單位kg/H
: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。
hw：差壓（后面我們用來表示），單位Kpa 。
N ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中N=0.12643
K ：威力巴的K系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中K=0.7433
Yv：氣體膨脹系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中Yv =0.9984
D ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測點中D=207
：介質(zhì)工況密度（后面我們用來表示），單位kg/M3。
由計算單中得知，10000 kg/H對應差壓為3.92113Kpa。因過熱蒸汽的密度受溫度、壓力影響較大，因此要加上溫壓補償才能使得測量準確，下面我們分別對二次儀加溫壓補償?shù)那闆r進行說明。
二次儀表設定說明：
1．流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 3.92113Kpa，輸出信號未開方。
積算儀要選擇過熱蒸汽帶溫壓補償?shù)男吞?。該種型號積算儀內(nèi)置蒸汽密度表，其可以通過輸入的溫度和壓力自動查表找到對應的蒸汽密度。
選擇積算儀公式模型： 輸入型號為差壓，未開方，溫度補償T、壓力補償P。
M：質(zhì)量流量，單位kg/H
200KpaG，150℃時查表知蒸汽的密度為： =1.57789 kg/M3
設定一級參數(shù)K：
=4020.28
設定流量輸入上限：CAH=3.92113Kpa
設定流量輸入下限：CAL=0 Kpa
設定溫度輸入上限：TH=200℃；設定溫度輸入下限：TL=0℃
設定壓力輸入上限：PH=400KpaG；設定壓力輸入下限：PL=0KpaG
其余設定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設定，完成即可。
2．DCS系統(tǒng)的設定
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 3.92113Kpa，輸出信號未開方。
從計算單中得知計算公式；
qm：質(zhì)量流量，單位kg/H
所以流量公式變?yōu)椋?/span>
上限3.92113Kpa對應20mA
下限0Kpa對應4mA
：蒸汽工況密度。過熱蒸汽不同與理想氣體，不能通過理想氣體方程來表達
其密度，只能用以溫度和壓力為函數(shù)的近似公式來表達其密度。下面公式是
過熱蒸汽密度表達式之一。
：密度，單位kg/M3；T：工況溫度，單位K；P：工況壓力，單位0.1MpaG
注：該公式摘自《流量測量節(jié)流裝置設計手冊》P41頁，精度較好。
注意DCS系統(tǒng)中的差壓、溫度、壓力值的上下限的設定要與各個變送器保持一致，并要注意各個量的單位使用。
四．飽和蒸汽測量
威力巴流量計算軟件常用的公式有用差壓計算質(zhì)量流量。下面我們用差壓計算質(zhì)量流量來舉例說明。
某測點；介質(zhì)：飽和蒸汽 管徑：219×6mm 壓力：200KpaG
刻度流量：10000Kg/H 當?shù)卮髿鈮海?/font>100 Kpa 威力巴選用10#探頭，計算單見下圖
計算軟件流量計算公式為：，
qm：質(zhì)量流量（后面我們用Qm來表示），單位kg/H
: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。
hw：差壓（后面我們用來表示），單位Kpa 。
N ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中N=0.12643
K ：威力巴的K系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中K=0.7433
Yv：氣體膨脹系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中Yv =0.9985
D ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測點中D=207
：介質(zhì)工況密度（后面我們用來表示），單位kg/M3。
由計算單中得知，10000 kg/H對應差壓為3.74625Kpa。因飽和蒸汽的密度與溫度、壓力的關系為一一對應，因此溫度壓力補償任選其一，不可以同時補償。因溫度存在滯后性，以及測量精度不如壓力。因此飽和蒸汽多采用壓力補償，下面我們分別對二次儀表及DCS系統(tǒng)加壓力補償?shù)那闆r進行說明。
二次儀表設定說明：
1．流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 3.74625Kpa，輸出信號未開方。
積算儀要選擇飽和蒸汽帶壓力補償?shù)男吞?。該種型號積算儀內(nèi)置飽和蒸汽密度表，其可以通過輸入的壓力自動查表找到對應的蒸汽密度。
選擇積算儀公式模型： 輸入型號為差壓，未開方，壓力補償P。
M：質(zhì)量流量，單位kg/H
200KpaG時查表知飽和蒸汽的密度為： =1.65131 kg/M3
設定一級參數(shù)K：
=4020.58
設定流量輸入上限：CAH=3.74625Kpa
設定流量輸入下限：CAL=0 Kpa
設定壓力輸入上限：PH=400KpaG；設定壓力輸入下限：PL=0KpaG
其余設定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設定，完成即可。
2．DCS系統(tǒng)的設定
差壓變送器設定：4mA ~ 0Kpa 20mA ~ 3.74625Kpa，輸出信號未開方。
從計算單中得知計算公式；
qm：質(zhì)量流量，單位kg/H；
所以流量公式變?yōu)椋?/span>
上限3.74625Kpa對應20mA
下限0Kpa對應4mA
：蒸汽工況密度。飽和蒸汽不同與理想氣體，不能通過簡單的氣體方程來表
達其密度，只能用以溫度或壓力為函數(shù)的近似公式來表達其密度。下面公式
是以壓力為函數(shù)的飽和蒸汽密度表達式。
| 壓力范圍（單位MpaA） | 密度表達式，（單位kg/M3） |
| 0.10~0.32 | = 5.2353P+0.0816 |
| 0.32~0.70 | =5.0221P+0.1517 |
| 0.70~1.00 | =4.9283P+0.2173 |
| 1.00~2.00 | =4.9008P+0.2465 |
| 2.00~2.60 | =4.9262P+0.1992 |
P：工況壓力，單位MpaA
注：該公式摘自《流量測量節(jié)流裝置設計手冊》P40頁，在合適使用范圍內(nèi)精度較好。
注意DCS系統(tǒng)中的差壓、溫度、壓力值的上下限的設定要與各個變送器保持一致，并要注意各個量的單位使用。
在線客服