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關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據的影響是？

小信號切除的方法是？

諸如流量等信號（比如差壓信號）往往對應實際的數值后會產生一系列很小的數值（這往往由于干擾或傳感器，變送器精度過高導致的虛假信號），去掉這部分信號才能得到更有意義的數值。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；

我們在現場計量的實際情況中，大型生產單元能源介質用戶無論是瞬時值還是累計流量，基本上都能滿足標準的要求；而小流量用戶，即超出標準規定的范圍（10%-90%），差壓實際運行范圍在儀表差壓量程范圍10%以內的用戶，雖然已經在數據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。差壓在底限運行時，誤差與流量計量的理論誤差可達100%，由于底限運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行的情況下，對計量的準確性及能源介質數據的有效性都產生了極大的影響，例如某煉鋼單元（4臺轉爐），煉鋼吹氧不是一個連續的過程，一般持續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，此時底限運行與實際流量偏差可達9%左右，全天運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，但是為了能更加準確的計算能源消耗及相關數據的統計平衡工作，小信號切除還是非常有必要的。根據現場維護經驗及實驗，引起小信號的原因主要有以下幾點：

1）差壓變送器在校準的時候不準確，檢定校準人員在調節差壓變送器時，只是把輸出信號調節到差壓變送器的準確度要求范圍內，而沒有去了解現場差壓的實際情況，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。差壓變送器的零點輸出會隨著時間的變化而改變，可能正漂，也可能時負漂，但從現場實際情況來看正漂的情況還是占多數；

3）信號經過一系列的傳輸路徑后通過轉換單元變成數字信號可能造成失真。差壓變送器輸送的時模擬信號，PLC中處理的是數字信號，轉換過程中可能出現一定的誤差，節流裝置中沒有差壓信號，但計算機顯示的一個非零的信號就是小信號；

4）在冬季物料皮帶運輸過程中，物料會經常粘附在皮帶上，造成皮帶秤的重復計量，這部分雖不屬于前面所探討的流量節流裝置的范疇，但也是小信號對計量數據產生影響；

如何切除小信號？

小信號不能盲目切除，必須根據現場工藝的實際情況，及需要計量的能源介質的不同區別對待，如果都是統一處理不是很嚴謹。如某鋼的計量系統主要分為兩種，一種是90年代末的893系統，主要分布在某鋼的老區，還有一種是目前使用的計量環網配PLC系統。這兩套系統都可以在上位計算機的流量計算公式中對小信號進行切除。因為在沒有差壓信號時，流量計量系統會顯示該小信號值，只要把該信號設定為一個參數，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、點檢中發現，統一管理記錄，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，只是不讓計量數據統計到到而已，因此，就需要而言，如果不設置小信號切除能夠達到要求，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，這就是最優化的概念。總的原則是在能達目的的前提下，將切除值盡量選得小一些。

如果被測介質是干氣體，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，可以將切除點設置得很小，甚至可暫不切除，待儀表投運后如果不出現小信號情況，就可一直用下去，如果出現小信號情況，則可根據漂移的幅值，適當放些余量，設定切除點。

零點漂移嚴重的差壓式流量計，被測介質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，切除點如果設置太低，解決不了問題。

小信號的切除對于計量系統數據的影響十分重要，為保證計量的準確可靠，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、儀表品質的差異、被測介質的差異、現場環境的差異以及安裝情況的差異，零點的不確定性有很大差異。調試人員應根據具體的要求和具體條件合理設定切除點。流量小信號切除最優化沒有一個固定的公式，它只是在使用要求與可能達到的可測最小流量之間尋找一個最佳點，通常由現場調試決定。

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