電磁流量計使用之"忌"及其對策
電磁流量計使用之.. 忌..及其對策
摘.. 要.. 根據(jù)電磁流量計的工作原理, 闡述了影響其準確工作的各種因素, 并提出了解決的對策。
關(guān)鍵詞.. 電磁流量計.. 工作原理.. 影響精度因素.. 對策
0 .. 引言
電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律( 發(fā)電機原理) 。簡單地講, 當導電流體( 導體) 流過電磁流量計磁場時( 切割磁力線) , 在與介質(zhì)流動方向相垂直的方向( 右手定律) 就會產(chǎn)生與平均流速成正比的感應電動勢。由流量計管壁上的一對電極檢測出該感應電動勢, 通過運算就可得到流量。由此原理決定了電磁流量計使用之.. 忌.., 也為我們防.. 忌..提供了理論依據(jù)。
1 .. 忌.. 空..及其防止對策
1. 1 .. 忌.. 空..
忌.. 空..即液體必須充滿管道, 也不允許液體內(nèi)存有氣泡。如果液體不充滿管道, 其后果之一是流體的截面將與管道內(nèi)截面不一致, 造成計算體積流量值偏差; 其二是不導電的氣相層( 或氣泡) 阻斷了兩電極之間的導體連接, 法拉第定律的條件不滿足, 不能感應出與流量成正比的電動勢, 同樣會造成測量不準確。
1. 2 .. 防.. 空..對策
電磁流量計應盡量選擇安裝在流體自下而上流動的垂直管道上。如必須安裝在水平或傾斜的管道上, 則電磁流量計的測量管中心應低于管道中心, 保證測量管始終充滿液體, 并保證電極所在的平面與地面平行。控制流量的閥門應安裝在電磁流量計的下游, 以免產(chǎn)生氣泡或不滿管。
應盡量避免由于電磁流量計上游的設(shè)備操作所產(chǎn)生的氣泡帶入流量計, 如關(guān)小泵吸口閥門, 或者讓流體暴露在空氣中的下泄等而將空氣帶入流體中。
2 .. 忌.. 變..及其防止對策
2. 1 .. 忌.. 變..
忌.. 變..即液體電導率必須是沒有急劇變化的。電磁流量計適用范圍很廣, 盡管如酸、堿、鹽、污泥、礦漿等的電導率不同, 但只要電導率在閾值( 10- 4 ~ 10- 8S/ cm之間, 因儀表設(shè)計而異) 以上, 對其中確定的某一種介質(zhì)來講, 電導率是不變的。基于法拉第電磁感應定律, 如果流體電導率瞬息萬變, 就相當于發(fā)電機的內(nèi)阻瞬息萬變, 那么所產(chǎn)生的電勢不但與流體流速有關(guān), 同時亦與電導率有關(guān), 這就會使檢測所得電勢與流速不呈單值的函數(shù)關(guān)系。
2. 2 .. 防.. 變..對策
不要把智能電磁流量計安裝在液體電導率變化且不均勻的地方, 尤其在儀表上游有化學物質(zhì)注入的情況下極易導致電導率的不均勻性, 從而對儀表流量測量產(chǎn)生嚴重影響。在這種情況下, 化學物質(zhì)應在儀表下游注入。如果必須從儀表上游注入化學物質(zhì), 則必須裝上足以完成化學反應或保證混合時間足夠長的直管段或反應器, 以保證流體電導率的穩(wěn)定。
3 .. 忌.. 擾..及其防止對策
3. 1 .. 忌.. 擾..
忌.. 擾..即避免形形式式外界寄生電勢及本身產(chǎn)生的干擾。
智能電磁流量計既然是按電磁感應定律來工作的, 而且其流量信號非常小, 在滿量程時只有幾個毫伏, 而在下限流量時, 僅有數(shù)十微伏, 因此極易受周圍的諸如電動機、變壓器及一些電器設(shè)備等所產(chǎn)生的電磁感應和
靜電的干擾。電磁流量計引入的干擾主要有同相干擾和正交干擾兩種。其來源有:
.. 周圍運行中的電器設(shè)備在金屬管道上產(chǎn)生雜散電流( 如管道上的電焊操作等) , 這些電流通過管道以及管道內(nèi)的流體影響電磁流量計;
.. 電磁流量計與電機、電器設(shè)備公共接地或接至上、下水管道上, 使電力設(shè)備的漏電流通過公共地線引入電磁流量計;
.. 周圍電器設(shè)備的電磁場對信號傳輸線及電子線路的干擾;
.. 對于輸送腐蝕性介質(zhì)的絕緣管道或者具有絕緣內(nèi)襯的管道, 由于流體在絕緣管道中流動時與管壁磨擦會產(chǎn)生靜電, 它通過液體傳到電磁流量計測量電極再傳送至測量線路, 干擾了流量信號;
.. 由電磁流量計本身的.. 變壓器效應..所產(chǎn)生的正交干擾。流量信號從電極上引出, 通過引線接到測量線路( 轉(zhuǎn)換器) , 即從電極1 ..流體內(nèi)阻Rg ..電極2.. 引線..轉(zhuǎn)換器輸入阻抗R1 .. 引線..電極1 形成一個回路, 與流量計勵磁線圈產(chǎn)生的主磁通B 交聯(lián), 象變壓器的一匝次級繞組, 感應出一個電勢信號, 超前于流量信號90.., 這便是.. 變壓器效應..正交干擾信號。這一效應僅在交流勵磁的電磁流量計上表現(xiàn)出來。
3. 2 .. 防.. 擾..對策
.. 使流量計有良好的工作接地。即將流過電磁流量計( 傳感器) 內(nèi)的流體可靠接地, 使流體電位與地電位相同, 實現(xiàn)傳感器的基準電位( 端電位) 、轉(zhuǎn)換器/ 放大器的基準電位與被測流體電位相同。工作接地應堅持.. 單點接地.., 不能用公共接地線接地。接地點應盡量遠離電器接地、避雷接地以及其它設(shè)備的保護接地。接地裝置與傳感器的距離盡可能短些。接地電阻應嚴格滿足儀表使用說明書的要求。如光華愛爾美特K300 型要求接地電阻.. 10.. , 而上海橫河ADMAG AE 型的接地電阻要求.. 100.. ( 即一般型: 3 級接地) 。傳感器接地措施一般有如下三種:
種是傳感器安裝在金屬管道上, 且金屬管道內(nèi)壁沒有絕緣層時, 則可將接地導線接到兩個管道法蘭上, 通過金屬管道與流體保持可靠接地。若干擾太強, 如此接地不足以抗衡干擾時, 則接地導線應從兩個管道法蘭分別沿金屬管道向外延伸至能消除干擾處相連接;
第二種是傳感器安裝在塑料管道或內(nèi)壁絕緣( 涂料、油漆、襯里) 的管道上時, 傳感器兩側(cè)應裝有接地環(huán), 使之與流體接觸并將兩個接地環(huán)與傳感器法蘭相連接后接地;
第三種是傳感器安裝在陰極保護管道上時, 帶有電蝕保護的管道通常里外絕緣而使流體無導電性接地。此時傳感器必須使用接地環(huán)。接地環(huán)要裝在傳感器的兩個端面上并與連接管道法蘭絕緣。而兩連接管道法蘭用銅導線繞過傳感器連接, 使陰極保護電位與傳感器之間隔離。
此外, 傳感器、轉(zhuǎn)換器及二次儀表間的回路接地及屏蔽接地也應予以足夠的重視。
.. 電磁流量計的安裝應盡量遠離容易引起感應干擾的電動機、變壓器或其它電源。在實際生產(chǎn)中究竟應采取何種對策, 可用下述簡單方法分辨之: 使傳感器導管內(nèi)充滿靜止液體, 不接上電源, 若在無勵磁電流時能在電極上測得信號, 那么這是從管道系統(tǒng)傳來的外來干擾或接地不善; 電磁流量計通上電源, 若在有勵磁電流而管道內(nèi)液體無流動時電極上測得信號, 就可能是儀表本身零點未調(diào)好。
4 .. 忌.. 污..及其防止對策
4. 1 .. 忌.. 污..。
忌.. 污..即管道內(nèi)壁不允許結(jié)垢或有污泥沉積。垢層與污泥層除了會微小改變管道內(nèi)的流通截面外, 其主要影響是改變了兩電極間的電阻。
.. 若沉積層電阻系數(shù)..w 與被測流體電阻系數(shù).. r 相同, 則對測量無大礙。
.. 若..w> .. r, 則流量信號偏大。沉積層電阻系數(shù)非常大屬于絕緣性質(zhì), 使電極間絕緣而送不出流量信號。
.. 若..w< .. r, 則流量信號偏小。沉積層電阻系數(shù)過小電極將被短路, 無流量信號輸出。
4. 2 .. 防.. 污..對策
.. 電磁流量計盡量安裝在垂直管道上。如必須安裝在水平或傾斜的管道上, 則應保證電極所在的平面與地面平行。
.. 在滿足工藝的條件下, 盡量選擇口徑小的儀表以提高其流速, 加大沖刷效果而減少沉積。或者選用帶電極清洗的儀表。
.. 安裝沖洗管道, 定期沖洗電極。
5 .. 結(jié)束語
除了以上4忌外, 電磁流量計使用中的工作溫度及工作壓力也應予以足夠重視, 使其滿足儀表說明書要求。
