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關(guān)于差壓式流量計小信號切除詳解

什么是小信號切除？

是什么引起小信號切除？

小信號切除對計量數(shù)據(jù)的影響是？

小信號切除的方法是？

諸如流量等信號（比如差壓信號）往往對應(yīng)實際的數(shù)值后會產(chǎn)生一系列很小的數(shù)值（這往往由于干擾或傳感器，變送器精度過高導(dǎo)致的虛假信號），去掉這部分信號才能得到更有意義的數(shù)值。這部分去掉信號的工作就叫小信號切除。

引起小信號切除的原因？

以差壓流量計為例；

我們在現(xiàn)場計量的實際情況中，大型生產(chǎn)單元能源介質(zhì)用戶無論是瞬時值還是累計流量，基本上都能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求；而小流量用戶，即超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍（10%-90%），差壓實際運(yùn)行范圍在儀表差壓量程范圍10%以內(nèi)的用戶，雖然已經(jīng)在數(shù)據(jù)處理上有小信號切除（一般為0.2%），但仍然會對流量計量造成較大的影響。差壓在底限運(yùn)行時，誤差與流量計量的理論誤差可達(dá)100%，由于底限運(yùn)行時其流量都比較小，所以對全天的總量可能影響不大，但如果在底限長時間運(yùn)行的情況下，對計量的準(zhǔn)確性及能源介質(zhì)數(shù)據(jù)的有效性都產(chǎn)生了極大的影響，例如某煉鋼單元（4臺轉(zhuǎn)爐），煉鋼吹氧不是一個連續(xù)的過程，一般持續(xù)15分鐘左右，在不用氧氣的時間段中小信號對流量的影響是巨大的，煉鋼氧氣消耗在基本在20000m3/h左右，每小時約有30%的時間處于小信號狀態(tài)，此時底限運(yùn)行與實際流量偏差可達(dá)9%左右，全天運(yùn)行下來實際偏差也基本接近1%，雖然也能滿足三級計量的要求，但是為了能更加準(zhǔn)確的計算能源消耗及相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計平衡工作，小信號切除還是非常有必要的。根據(jù)現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗及實驗，引起小信號的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1）差壓變送器在校準(zhǔn)的時候不準(zhǔn)確，檢定校準(zhǔn)人員在調(diào)節(jié)差壓變送器時，只是把輸出信號調(diào)節(jié)到差壓變送器的準(zhǔn)確度要求范圍內(nèi)，而沒有去了解現(xiàn)場差壓的實際情況，可能造成變送器的輸出增大或變小；

2）差壓變送器在使用中可能有零漂。差壓變送器的零點(diǎn)輸出會隨著時間的變化而改變，可能正漂，也可能時負(fù)漂，但從現(xiàn)場實際情況來看正漂的情況還是占多數(shù)；

3）信號經(jīng)過一系列的傳輸路徑后通過轉(zhuǎn)換單元變成數(shù)字信號可能造成失真。差壓變送器輸送的時模擬信號，PLC中處理的是數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)一定的誤差，節(jié)流裝置中沒有差壓信號，但計算機(jī)顯示的一個非零的信號就是小信號；

4）在冬季物料皮帶運(yùn)輸過程中，物料會經(jīng)常粘附在皮帶上，造成皮帶秤的重復(fù)計量，這部分雖不屬于前面所探討的流量節(jié)流裝置的范疇，但也是小信號對計量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響；

如何切除小信號？

小信號不能盲目切除，必須根據(jù)現(xiàn)場工藝的實際情況，及需要計量的能源介質(zhì)的不同區(qū)別對待，如果都是統(tǒng)一處理不是很嚴(yán)謹(jǐn)。如某鋼的計量系統(tǒng)主要分為兩種，一種是90年代末的893系統(tǒng)，主要分布在某鋼的老區(qū)，還有一種是目前使用的計量環(huán)網(wǎng)配PLC系統(tǒng)。這兩套系統(tǒng)都可以在上位計算機(jī)的流量計算公式中對小信號進(jìn)行切除。因為在沒有差壓信號時，流量計量系統(tǒng)會顯示該小信號值，只要把該信號設(shè)定為一個參數(shù)，在流量計算時減去即可。就是在流量計算的時候，差壓值必須是已經(jīng)扣除了小信號的差壓值，即ΔP差壓變送器顯示值減去小信號值，對小信號的判斷可以從計量儀表的檢定或其它巡檢、點(diǎn)檢中發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)一管理記錄，方便查詢。

流量小信號切除是一種為了解決流量計零點(diǎn)漂移的掩蓋矛盾的方法，并不是采用了小信號切除后儀表的零漂就不存在了，而是零漂依舊，只是不讓計量數(shù)據(jù)統(tǒng)計到到而已，因此，就需要而言，如果不設(shè)置小信號切除能夠達(dá)到要求，最好不要切除。但是模擬器件的溫漂、時漂對流量計零點(diǎn)的影響往往是雙向的，差壓信號的傳遞失真以及振動等干擾的侵入均屬不確定因素，所以，小信號切除又是必須的。對于小信號要不要切除，切除值大與小之間如何取值，這就是最優(yōu)化的概念。總的原則是在能達(dá)目的的前提下，將切除值盡量選得小一些。

如果被測介質(zhì)是干氣體，由于可忽略差壓信號的傳遞失真，同時，差壓上限又取得較高，差壓變送器的精確度也較高，可以將切除點(diǎn)設(shè)置得很小，甚至可暫不切除，待儀表投運(yùn)后如果不出現(xiàn)小信號情況，就可一直用下去，如果出現(xiàn)小信號情況，則可根據(jù)漂移的幅值，適當(dāng)放些余量，設(shè)定切除點(diǎn)。

零點(diǎn)漂移嚴(yán)重的差壓式流量計，被測介質(zhì)往往是濕氣體和蒸汽，引壓管線又較長，在西北還帶有伴熱保溫，差壓信號傳遞失真嚴(yán)重。差壓變送器精確度較低，有的還屬微差壓等級。這時候，切除點(diǎn)如果設(shè)置太低，解決不了問題。

小信號的切除對于計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的影響十分重要，為保證計量的準(zhǔn)確可靠，必須合理切除小信號。同一種原理的流量計，由于其精確度的差異、儀表品質(zhì)的差異、被測介質(zhì)的差異、現(xiàn)場環(huán)境的差異以及安裝情況的差異，零點(diǎn)的不確定性有很大差異。調(diào)試人員應(yīng)根據(jù)具體的要求和具體條件合理設(shè)定切除點(diǎn)。流量小信號切除最優(yōu)化沒有一個固定的公式，它只是在使用要求與可能達(dá)到的可測最小流量之間尋找一個最佳點(diǎn)，通常由現(xiàn)場調(diào)試決定。

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