1、金屬測(cè)量管內(nèi)的渦流損耗
激磁電源的頻率越高、磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)、磁場(chǎng)的軸向長(zhǎng)度越長(zhǎng)、測(cè)量管的管徑越大、壁厚越厚,則渦電流越大、渦流損耗越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場(chǎng)電流的相位差角也越大。
2、磁滯損耗
磁滯損耗是由于磁性材料的磁滯特性造成的。線圈通以交流電后,由于磁性材料的磁滯現(xiàn)象,磁通相位比電流相位滯后一定的角度(磁滯角)。當(dāng)鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到飽和時(shí),磁滯損耗是很小的。因此,電磁流量計(jì)的磁軛、鐵芯采用高磁導(dǎo)率的電工矽鋼片做成,矽鋼片的碾壓方向可以與磁力線方向一致,這樣,磁滯損耗大大下降,可以忽略不計(jì)。
3、渦流損耗
磁軛內(nèi)的渦流損耗磁軛應(yīng)采用磁導(dǎo)率高、電動(dòng)率低的薄片,每片之間應(yīng)絕緣,可以減少損耗,通常對(duì)幾十赫茲的市電頻率,矽鋼片厚度為0.25~0.5mm就可以使渦流損耗不致超過(guò)容許值。
電磁流量計(jì)以無(wú)壓損、高精度、價(jià)格適中等優(yōu)勢(shì),廣受石化、化工等行業(yè)企業(yè)的青睞,在流量計(jì)量中擔(dān)任著重要的角色。然而在實(shí)際應(yīng)用中,受操作不當(dāng)、設(shè)備選擇不合理、安裝不科學(xué)的情況,測(cè)量誤差就很難避免,給使用者造成麻煩。因此,廣大儀表人應(yīng)當(dāng)重視各種造成電磁流量計(jì)誤差的因素。
總的來(lái)說(shuō),造成電磁流量計(jì)誤差的主要影響因素可以分為三類(lèi):選型不當(dāng),待測(cè)液影響和干擾。
選型不當(dāng)
1.待測(cè)液體流速
電磁流量計(jì)可測(cè)的流速范圍一般為0.5~10m/s,經(jīng)濟(jì)流速范圍為1.5~3m/s。實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)待測(cè)流量大小及電磁流量計(jì)可測(cè)流速范圍來(lái)確定測(cè)量管內(nèi)徑。
2.電極及襯里材料選擇
電極及襯里材料直接與待測(cè)液體接觸,應(yīng)根據(jù)待測(cè)液體的特性(如腐蝕性、磨蝕性等)及工作溫度選擇電極及襯里材料,如選擇不當(dāng),則會(huì)造成附著速度快、腐蝕、結(jié)垢、磨損、襯里變形等問(wèn)題,進(jìn)而產(chǎn)生測(cè)量誤差。
3.電磁穩(wěn)定
電磁流量計(jì)的勵(lì)磁方式有直流勵(lì)磁、交流正弦波勵(lì)磁和雙頻矩形波勵(lì)磁等,直流勵(lì)磁容易產(chǎn)生電極極化和直流干擾問(wèn)題,交流正弦勵(lì)磁容易引起零點(diǎn)變動(dòng),而雙頻矩形波勵(lì)磁既有低頻矩形波勵(lì)磁優(yōu)良的零點(diǎn)穩(wěn)定性,又有高頻矩形波勵(lì)磁對(duì)流體噪聲較強(qiáng)的抑制能力,是一種較理想的勵(lì)磁方式。實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)盡量保證電源電壓和頻率的穩(wěn)定,以確保磁場(chǎng)強(qiáng)度恒定,減小由于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化引起的測(cè)量誤差。
4.混合相流體測(cè)量
用電磁流量計(jì)測(cè)量液固混合相流體(如含泥沙的水)的流量時(shí),如果選用由單相液體校準(zhǔn)的電磁流量計(jì),則會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差,此時(shí)應(yīng)選擇不會(huì)引起液固相分離的直管段處安裝傳感器。
干擾影響
1.空間電磁干擾
轉(zhuǎn)換器與傳感器問(wèn)的電纜線較長(zhǎng),在較強(qiáng)電磁環(huán)境下,很易受到干擾,從而引發(fā)儀器測(cè)量值出現(xiàn)非線情況,很難正常顯示。針對(duì)這種情況,首先,引入屏蔽措施,可在接地鋼管內(nèi)進(jìn)行電纜的單獨(dú)引入,并使用達(dá)標(biāo)的屏蔽電纜;其次,合理縮短電纜長(zhǎng)度;再次,與強(qiáng)磁場(chǎng)保持較遠(yuǎn)距離。
2.連接電纜問(wèn)題
電磁流量應(yīng)用的實(shí)質(zhì)是借助特定的電纜,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器與傳感器的連接,形成完整的系統(tǒng),因此導(dǎo)體的橫截面積、電容、電纜場(chǎng)地等都會(huì)產(chǎn)生不良影響。首先,要保證電纜型號(hào)滿足要求,實(shí)現(xiàn)末端的有效連接,防止出現(xiàn)中間接頭現(xiàn)象;其次,控制長(zhǎng)度范圍,通常越短越好
3.接地問(wèn)題
因傳感器的輸出信號(hào)很小,通常只要幾毫伏,為了提高抗干擾能力,傳感器的零電位必須單獨(dú)可靠接地,且傳感器輸出信號(hào)接地點(diǎn)應(yīng)與被測(cè)流體電氣連接。傳感器的接地電阻應(yīng)小于10Ω,在連接傳感器的管道內(nèi)涂有絕緣層或采用非金屬管道時(shí),傳感器兩側(cè)應(yīng)安裝接地環(huán),并可靠接地,以使流體接地,流體電位與地電位相同。
4.電極和電磁線圈對(duì)稱點(diǎn)安裝點(diǎn)振動(dòng)
電磁流量計(jì)的勵(lì)磁線圈和電極需保證對(duì)稱,一旦不對(duì)稱,生產(chǎn)過(guò)程中偏差就會(huì)引發(fā),測(cè)量結(jié)果很難保證準(zhǔn)確。另外,安裝地點(diǎn)需達(dá)到較高的防振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),否則無(wú)法保證測(cè)量數(shù)值的精準(zhǔn)度,甚至誘發(fā)儀表的不正常工作。
待測(cè)液體影響
1.待測(cè)液體電導(dǎo)率劇烈變化
待測(cè)液體電導(dǎo)率較大時(shí),會(huì)引發(fā)顯示數(shù)值的較大波動(dòng),若問(wèn)題十分嚴(yán)重,則控制系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)作;而待測(cè)液體電導(dǎo)率過(guò)低時(shí),電極很難實(shí)現(xiàn)正常輸出,如果操作中待測(cè)液體電導(dǎo)率處于下限值以下范圍,那么電磁流量計(jì)就很難正常發(fā)揮作用。針對(duì)這些情況,首先,要立足實(shí)際需求,結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,進(jìn)行電磁流量計(jì)類(lèi)型的選擇;其次,安裝反應(yīng)器或直管段,以保障物料的充分混合,推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的順利實(shí)現(xiàn);再次,重新進(jìn)行流量計(jì)類(lèi)型的甄選。
2.待測(cè)液體氣泡或非滿管
對(duì)于氣泡,主要來(lái)源于液體中溶解的氣體發(fā)展為游離狀態(tài)的氣泡和外界吸入的氣泡。包含大量氣泡體積的流量,會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。若氣泡直徑過(guò)大,甚至超過(guò)電極直徑的數(shù)值,則測(cè)量顯示過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài),波動(dòng)無(wú)法避免。針對(duì)這種情況,首先,可將集氣器安裝在電磁流量計(jì)上,同時(shí)按照周期進(jìn)行排氣操作;其次,合理更換安裝位置;再次,將垂直管道安裝在電磁流量計(jì)上,保障自下而上的方向;第四,安裝傳感器時(shí),避免與排放口距離過(guò)近;第五,將傳感器安裝在控制閥位置,處于其上游位置,或泵的下游。
3.待測(cè)液體電導(dǎo)率太低
被測(cè)液體電導(dǎo)率降低,會(huì)增加電極的輸出阻抗,并由轉(zhuǎn)換器輸入阻抗引起負(fù)載效應(yīng)而產(chǎn)生測(cè)量誤差,如果實(shí)際電導(dǎo)率低于下限值,則儀器不能正常工作,示值會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。對(duì)策:選用其它滿足要求的低電導(dǎo)率電磁流量計(jì),如電容式電磁流量計(jì);選用其它原理流量計(jì),如孔板等。
4.測(cè)量液體呈現(xiàn)不對(duì)稱狀態(tài)
測(cè)量中,待測(cè)液體存在非對(duì)稱情況,主要存在兩種流動(dòng)組合:一種為單一的漩渦流;另一種是沿管線軸線的直線流,液體的體積流量為管道截面的積分。針對(duì)上游直管段不足的情況,可采用流量調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)整;其次,保證上下游合理范圍內(nèi)管道內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑具有相同的數(shù)值;再次,為上游留夠充足的直管段。
5.測(cè)量管內(nèi)存在著層
電磁流量計(jì)常用于測(cè)量非清潔流體。非清潔流體內(nèi)部含有一些沉淀物等物質(zhì),使得電磁流量計(jì)電極表面或管道內(nèi)受到污染,造成測(cè)量結(jié)果誤差現(xiàn)象。針對(duì)這種情況,首先,定期清洗電磁流量計(jì);其次,合理提升流速,將其控制在4m/s狀態(tài);再次,應(yīng)用聚四氯乙烯等材料的襯里。
關(guān)于電磁流量計(jì),大家應(yīng)該都不陌生,但是看起來(lái)挺簡(jiǎn)單的東西,一個(gè)頭一個(gè)圈,其實(shí)里面有很多的奧秘所在,也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題!以上內(nèi)容就是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例來(lái)分析遇到問(wèn)題時(shí)的處理方式。
1、檢查電極絕緣電阻和襯里狀況。
要檢查電極絕緣電阻、襯里完好性或附著層狀況,對(duì)于小口徑儀表只能從管線上卸下檢查。對(duì)于大口徑儀表則要放空測(cè)量介質(zhì)后,從人孔進(jìn)入管道觀察。擦干電極和襯里內(nèi)表面,不留液漬,干燥之。用500V DC兆歐表分別測(cè)量?jī)呻姌O對(duì)地的絕緣電阻。若襯里附著層必須清除之,按積層厚度確定今后清洗間隔周期。電極絕緣下降很大部分是傳感器受外界潮氣或浸水所致,有時(shí)候用熱吹風(fēng)排除潮氣即可恢復(fù)。若確實(shí)是絕緣破壞了,如電極泄漏,只能調(diào)換傳感器,返制造廠修理。
2、檢查勵(lì)磁線圈絕緣電阻。
勵(lì)磁線圈及其接線端子受潮后勵(lì)磁回路對(duì)地絕緣下降,會(huì)引入共模干擾信號(hào),使轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)漂移,影響測(cè)量精確度。在實(shí)踐中,由于疏忽大意,接線盒未密封好,如電纜線引入端末安裝密封墊圈,引入潮氣,使接線端子絕緣下降是經(jīng)常發(fā)生的故障案例。用熱吹風(fēng)機(jī)吹干端子,通常絕緣就可以提高或恢復(fù)到出廠時(shí)絕緣等級(jí),故障就可消除。
3、測(cè)量勵(lì)磁線圈銅電阻。
用高精度數(shù)字萬(wàn)用表或惠斯登電橋測(cè)量線圈電阻,必要時(shí)要作溫度系數(shù)修正。測(cè)量值與儀表檔案值比較,確認(rèn)線圈導(dǎo)通良好的無(wú)匝間短路等現(xiàn)象。事實(shí)上出現(xiàn)線圈匝間短路現(xiàn)象幾率是很低的。這項(xiàng)檢查和轉(zhuǎn)換器勵(lì)磁電流檢查一起,可間接評(píng)估流量傳感器的磁場(chǎng)強(qiáng)度是否有變化。
4、檢查信號(hào)回路絕緣和勵(lì)磁回路/信號(hào)之間絕緣。
此項(xiàng)檢查目的也是評(píng)估因絕緣下降而引入的干擾。檢查信號(hào)回路時(shí),信號(hào)線要臨時(shí)與電極脫開(kāi)。發(fā)生絕緣下降的原因很多,接線盒未密封進(jìn)入潮氣是常見(jiàn)的原因。
5、檢查電極接觸電阻。
測(cè)量電極與液體接觸電阻值可以間接評(píng)估電極和襯里層表面大體狀況,如電極表面和襯里層是否附著沉積層,沉積層是導(dǎo)電性的還是絕緣性的。流量傳感器的電極接觸電阻應(yīng)在新裝儀表調(diào)試好后立即測(cè)量,并記錄在案。以后每維護(hù)一次測(cè)量一次,分析比較這些數(shù)據(jù)將有助于判別儀表故障原因。
電極與被測(cè)介質(zhì)的接觸電阻值取決于接觸面的大小(即電極端面的大?。┖捅粶y(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率。