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。
一、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。
二、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(mǎn)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(mǎn)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(chēng)狀態(tài)
測(cè)量中,待測(cè)液體存在非對(duì)稱(chēng)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。
三、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(mǎn)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(chēng)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(chēng),一旦不對(duì)稱(chēng),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。
電磁流量計(jì)常規(guī)檢測(cè)通常包括電極接觸電阻,電極的極化電壓,信號(hào)電纜干擾,測(cè)定有無(wú)接地電位和管道雜散電流流向五個(gè)方面:
一、電極接觸電阻測(cè)量測(cè)量電極勺液體接觸電阻值,可以不從管道卸下流量傳感器而間接估汁電極和襯里層表面大體狀況,有助于分析故障原因。
二、電極的極化電壓測(cè)量電極與液體間極化電壓將有助于判斷零點(diǎn)不穩(wěn)或輸出晃動(dòng)的故障是否由于電極被污染或覆蓋所引起的。用數(shù)字式萬(wàn)用表2V直流檔,分別測(cè)兩電極與地之間的極化電壓(電磁流量計(jì)可以不停電測(cè),也可停電測(cè))。如果兩次測(cè)量值接近幾乎相等,說(shuō)明電極未被污染或被覆蓋,否則說(shuō)明電極被污染或被覆蓋。極化電壓大小決定于電極材料的"電極電位"和液體的性質(zhì),測(cè)量值可能在幾mV至幾百mV之間。因?yàn)閷?shí)際上運(yùn)行中兩電極被污染情況不可能完全相同對(duì)稱(chēng),于是兩電極上的電壓形成了不對(duì)稱(chēng)的共模電壓。不對(duì)稱(chēng)的共模電壓就成為差模信號(hào),造成零點(diǎn)偏移。
三、信號(hào)電纜干擾的測(cè)定信號(hào)電纜受外界靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)干擾會(huì)使電磁流量計(jì)零點(diǎn)變動(dòng)。為判斷零點(diǎn)變動(dòng)是否由于受信號(hào)電纜干擾電勢(shì)影響,需測(cè)定干擾大體范圍和對(duì)電磁流量計(jì)的影響程度。
四、測(cè)定有無(wú)接地電位電磁流量汁在正常使用過(guò)程中,如傳感器附近電(力)機(jī)狀態(tài)變化(如漏電),接地電位會(huì)產(chǎn)生變化而引起零點(diǎn)變動(dòng)。檢查是否有這方面影響,可將轉(zhuǎn)換器工作接地C端子與保護(hù)接地G端子短路,以零點(diǎn)(或指示值)變動(dòng)判斷有否接地電位。
五、管道雜散電流流向判別有時(shí)侯為尋找管道雜散的干擾源在流量傳感器上游還足在下游,以縮小搜索范圍,設(shè)法減小或消除雜散電流干擾影響。
一、按進(jìn)行檢定試驗(yàn)的管路口徑及流量大小,選擇相應(yīng)的水泵;
二、如系統(tǒng)采用壓縮空氣動(dòng)力,開(kāi)啟空壓機(jī),達(dá)到系統(tǒng)要求的氣源壓力,以保證換向器的快速切換和夾表器的正常工作;
三、電磁流量計(jì)正確安裝聯(lián)線后,應(yīng)按照檢定規(guī)程的要求通電預(yù)熱30分鐘左右;
四、如采用高位槽水源,應(yīng)查看穩(wěn)壓水塔的溢流信號(hào)是否出現(xiàn)。在正式試驗(yàn)前,應(yīng)按檢定規(guī)程要求,用檢定介質(zhì)在管路系統(tǒng)中循環(huán)一定時(shí)間,同時(shí)檢查一下管路中各密封部位有無(wú)泄漏現(xiàn)象;
五、在開(kāi)始正式檢定前,應(yīng)使檢定介質(zhì)充滿(mǎn)被檢電磁流量計(jì)傳感器,再關(guān)斷下游閥門(mén)進(jìn)行零位調(diào)整;
六、在開(kāi)始檢定時(shí),應(yīng)先打開(kāi)管路前端的閥門(mén),慢慢開(kāi)啟被檢流量計(jì)后的閥門(mén),以調(diào)節(jié)檢定點(diǎn)流量。
七、在校準(zhǔn)過(guò)程中,各流量點(diǎn)的流量穩(wěn)定度應(yīng)在1%~2%之內(nèi)——流量法,而總量法則可在5%以?xún)?nèi)。在完成一個(gè)流量點(diǎn)的檢定過(guò)程時(shí)檢定介質(zhì)的溫度變化應(yīng)不超過(guò)1℃,在完成全部檢定過(guò)程時(shí),應(yīng)不超過(guò)5℃。被檢電磁流量計(jì)下游的壓力應(yīng)足夠高,以保證在流動(dòng)管路內(nèi)(特別在縮徑短內(nèi))不發(fā)生閃蒸和氣穴等現(xiàn)象;
八、每次試驗(yàn)結(jié)束后,都應(yīng)首先將試驗(yàn)管路前端的閥門(mén)關(guān)閉,然后停泵,以免將穩(wěn)壓設(shè)施放空。同時(shí)必須把試驗(yàn)管路中的剩余的檢定介質(zhì)都放空,最后關(guān)閉控制系統(tǒng)與空壓機(jī)。