德國(guó)VSEVTR1020流量計(jì)中國(guó)官網(wǎng)同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng):現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中使用智能電磁流量計(jì)的領(lǐng)域是越來越廣了,智能電磁流量計(jì)的測(cè)量效果和精度也隨著制造技術(shù)和工藝的不斷進(jìn)步而不斷提高,電磁流量計(jì)的測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律:導(dǎo)電液體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),測(cè)量流量時(shí),導(dǎo)電性液體以速度V流過垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng),導(dǎo)電性液體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速成正比的電壓,其感應(yīng)電壓信號(hào)通過二個(gè)或二個(gè)以上與液體直接接觸的電極撿出,并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器通過智能化處理,然后LCD顯示或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4~20ma和0-1khz輸出。這樣,智能電磁流量計(jì)就能測(cè)出導(dǎo)電流體的流量了。 我們?cè)陔姶帕髁坑?jì)選型時(shí),有一個(gè)重要的選型參數(shù),那就是儀表內(nèi)的襯里材料的選擇,為什么電磁流量計(jì)要進(jìn)行襯里,這是由智能電磁流量計(jì)測(cè)量的原理決定的。電磁流量計(jì)一般有一組線圈和兩個(gè)電極,線圈的作用是給流體加上一個(gè)電場(chǎng),流動(dòng)的導(dǎo)電液體相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律當(dāng)導(dǎo)體切割磁力線時(shí)會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)與速度成正比的電動(dòng)勢(shì),電極的作用就是測(cè)量這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),所以測(cè)量管內(nèi)只有電極是與導(dǎo)電液體相連的,其他部分是內(nèi)襯,要保證絕緣,電磁流量計(jì)才能正常工作。如果有磁場(chǎng)的那段金屬管道也與液體相接觸,電磁流量計(jì)所測(cè)的導(dǎo)電液體和金屬管之間短路了,就會(huì)有導(dǎo)電,就會(huì)將電勢(shì)導(dǎo)走使電磁流量計(jì)無(wú)法測(cè)量電勢(shì)。所以智能電磁流量計(jì)的內(nèi)部都是有襯里的。 并且也是基于這個(gè)原因,我們用電磁流量計(jì)只能來測(cè)量導(dǎo)電液體的流量,也就是說智能電磁流量計(jì)對(duì)于所測(cè)介質(zhì)的電介常數(shù)有一個(gè)最低的要求,電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直致不能使用,超過閾值即使有變化也可以測(cè)量,示值誤差變化不大,通用型電磁流量計(jì)電介常數(shù)下限值的閾值在10-4~(5×10-1)S/CM之間,視型號(hào)而異。工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4s/cm,酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4~10-1s/cm 使用不存在問題,低度蒸餾水為 10-5s/cm 也不存在問題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用智能電磁流量計(jì)。 從資料上查到有些純液電導(dǎo)率較低,認(rèn)為不能使用,然而實(shí)際工作中會(huì)遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例,雜質(zhì)對(duì)增加電導(dǎo)率有利。對(duì)于水溶液,資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的,實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比,電導(dǎo)率將比查得的更高,也有利于流量測(cè)量。 根據(jù)所測(cè)量的介質(zhì)的不同,智能電磁流量計(jì)的襯里材料品種選擇也不盡相同,普通的水性介質(zhì),比如污水、離子水等與帶有腐蝕性的液體介質(zhì)(酸堿鹽溶液)所用的襯里材料就不能一樣,包括用來測(cè)量的電極的選擇也有所不同,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般情況下選擇襯里材料的指導(dǎo)方法如下。1.普通橡膠,天然橡膠,軟橡膠,硬橡膠。 運(yùn)行溫度60℃,其特點(diǎn)就是富有彈性并且擁有不錯(cuò)的耐磨性能。一般用于城市供排水等領(lǐng)域,耐腐蝕性就相對(duì)較差。2.聚四氟乙烯,也叫PTFE,也叫F4。 比較常用的內(nèi)襯材質(zhì)之一,因?yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,所以一般用于衛(wèi)生級(jí)液體或強(qiáng)腐蝕液體,如濃酸濃堿等。3.聚全氟乙丙烯,也叫F46。 此種材質(zhì)與PTFE類似,但耐磨性能強(qiáng)于PTFE材質(zhì),同樣介質(zhì)溫度最高可達(dá)100℃。4.聚氟合乙烯,也叫Fs。 與F4材質(zhì)類似的特性但承受溫度稍差了一些,一般介質(zhì)溫度不超過80℃,性價(jià)比高,成本較F4材質(zhì)低。5.氯丁橡膠,也叫CR,也叫Neoprene。 其特點(diǎn)為耐磨性能好,且彈性非常出色,一般用于供排水、污水處理等領(lǐng)域。耐腐蝕性能稍差,不耐氧化是它的缺點(diǎn)。6.聚氨酯橡膠,又叫Polyurethane。 擁有極好的耐磨性能,但對(duì)于腐蝕性就顯得能力不足了,且電磁流量計(jì)溫度不得超過80℃,一般用于對(duì)耐磨要求比較高的工礦環(huán)境,如礦漿煤漿等介質(zhì)的測(cè)量。7.陶瓷材質(zhì) 陶瓷無(wú)疑是所有材質(zhì)中最好的,絕對(duì)的高端產(chǎn)品,唯一缺點(diǎn)就是價(jià)格不接地氣,制作過程復(fù)雜,對(duì)工藝要求極高,售價(jià)超高。 考慮到容積式流量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,安裝維護(hù)和校準(zhǔn)不方便,有必要在滿足精度和抗震.性能要求的前提下,采用安裝和維護(hù)方便的其他形式流量測(cè)量?jī)x表。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)已在氣體流量測(cè)量領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用,具有無(wú)可動(dòng)部件、壓損小及量程比寬等特點(diǎn),例如在核電廠的通風(fēng)系統(tǒng)中,已成功地替代皮托管成為重要的測(cè)量方式。但在液位流量測(cè)量領(lǐng)域,熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用仍具有局限性。 由式(2)可知,熱絲的熱散失率與流體的熱導(dǎo)率、比熱容、流速和密度有關(guān)。相對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)中的空氣來說,水是-種具有較大比熱容、較大密度和熱導(dǎo)率的介質(zhì)。在相同的流速下,水帶走的熱量遠(yuǎn)大于空氣,對(duì)于以恒定功率加熱熱端鉑電阻的恒功率型熱式質(zhì)量流量計(jì),為了適應(yīng)水流量的測(cè)量,加熱電路會(huì)采用比較高的加熱功率為熱端鉑電阻進(jìn)行加熱;對(duì)于恒溫差型的熱式質(zhì)量流量計(jì),為了維持兩個(gè)鉑電阻之間恒定的溫差,加熱電路同樣會(huì)處于比較高的加熱功率狀態(tài)下,且加熱功率將隨水流量的增大而增大。因而,無(wú)論是恒功率型還是恒溫差型,加熱功率的提高會(huì)對(duì)流量計(jì)的安全性和壽命有很大的影響,也使其應(yīng)用環(huán)境造成一定的局限性。而恒比率式流量計(jì)由于通過調(diào)節(jié)施加在熱端熱電阻上的加熱電流,使熱端熱電阻的阻值與冷端熱電阻的阻值成一恒定比率,因而同恒溫差式流量計(jì)相比,在測(cè)量相同流速流體的情況下,恒比率式流量計(jì)熱端鉑電阻的加熱電流要小于恒溫差式,因而其加熱功率不會(huì)過高而產(chǎn)生儀表安全性和使用壽命方面的不利影響。對(duì)于主泵第三級(jí)密封泄漏流這種微小流量的測(cè)量,相對(duì)于恒功率式和恒溫差式,恒比率式熱式質(zhì)量流量計(jì)具有更好的應(yīng)用價(jià)值,然而對(duì)于較大液體流量的測(cè)量則并不適用。恒比率式流量計(jì)的熱端鉑電阻加熱電流Ih與介質(zhì)質(zhì)量流量m的關(guān)系為: 式中Ap-一流體流經(jīng)管道的截面積; As一傳感器參與熱交換部分的表面積; C1、C2一通過校準(zhǔn)確定的常數(shù); d一熱電阻傳感器直徑; k一流體熱導(dǎo)率; Ls一傳感器損耗能量的因數(shù); n一校準(zhǔn)過程中通過回歸確定的指數(shù); Pr一流體的普朗特?cái)?shù); Rc一冷端鉑電阻阻值; Rco一冷端鉑電阻在0℃時(shí)的阻值; RH一熱端鉑電阻阻值; RH0一熱端鉑電阻在0C時(shí)的阻值;, r一恒比率參數(shù)(自加熱系數(shù)),r= a一鉑電阻的參數(shù)。 1.基本性能 熱式質(zhì)量流量計(jì)作為一種直接測(cè)量質(zhì)量流量的智能型流量?jī)x表,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、數(shù)字化程度高及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。熱式質(zhì)量流量計(jì)的.測(cè)量精度一般約為±1%,重復(fù)性為±0.2%;量程比寬可達(dá)100:1,最高可達(dá)1000:1;在-40~60℃的環(huán)境溫度下可正常工作;可耐受3MPa或更高的管道壓力;允許介質(zhì)工作溫度-70~400℃;允許被測(cè)液體的流速為0~4m/s;支持HART協(xié)議。另外,具有壓損小、直管段要求低和允許動(dòng)態(tài)修正的特點(diǎn),其響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),未采用特殊設(shè)計(jì)時(shí)可達(dá)幾秒。熱式質(zhì)量流量計(jì)具有一體式和分體式兩種.結(jié)構(gòu),在累積輻照劑量較大區(qū)域,可采用分體式流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量,信號(hào)處理部分布置于累積輻照劑量較小區(qū)域。 主泵第三級(jí)密封泄漏流正常工況下在5L/h左右,達(dá)到50L/h時(shí)報(bào)警,不用于過程控制。在電廠正常運(yùn)行工況下,測(cè)點(diǎn)所在區(qū)域的環(huán)境溫度約為50℃以下,工作壓力小于0.6MPa,工作溫度小于100℃,要求測(cè)量范圍的量程比約為30:1,屬于非1E級(jí)測(cè)點(diǎn)。因此,就測(cè)量要求而言,熱式質(zhì)量流量計(jì)適用于主泵第三級(jí)密封泄漏流量的測(cè)量。 2.抗震性能 由于主泵第三級(jí)密封泄漏流測(cè)點(diǎn)位于安全殼內(nèi),周圍存在1E級(jí)儀表和核級(jí)管道,盡管測(cè)點(diǎn)本身不需要在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件工況下執(zhí)行功能,但不應(yīng)對(duì)其他需要執(zhí)行功能的設(shè)備或儀表造成損害,因而用于該測(cè)點(diǎn)的儀表應(yīng)滿足抗震要求,在SSE地震載荷下,滿足結(jié)構(gòu)完整性的要求,避免放射性物質(zhì)經(jīng)儀表破口向環(huán)境釋放以及對(duì)周圍1E級(jí)儀表和核級(jí)設(shè)備產(chǎn)生潛在危害。 熱式質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,除進(jìn)行抗震試驗(yàn)外,抗震分析亦可用于分析其抗震性能。在抗震分析中,需要重點(diǎn)對(duì)薄弱部位進(jìn)行應(yīng)力分析,通常包括傳感器與管道相交的節(jié)點(diǎn)處、螺紋連接處及法蘭連接處等位置。 對(duì)某一型號(hào)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行抗震分析,取三向峰值加速度為6g。通過應(yīng)力分析表明,流量計(jì)的第一-階自振頻率大于33Hz,在地震載荷作用下,薄弱部位的計(jì)算應(yīng)力值均小于規(guī)定的應(yīng)力限值,從而認(rèn)為其在SSE地震載荷下,結(jié)構(gòu)完整性可以得到保證。 3.耐輻照性能 因主泵第三級(jí)密封泄漏流測(cè)點(diǎn)位于安全殼內(nèi),在電廠正常運(yùn)行工況下,探頭所處的環(huán)境具有一定的電離輻射存在。因而,用于該測(cè)點(diǎn)的儀表應(yīng)能經(jīng)受--定的累積輻照劑量而測(cè)量結(jié)果仍在要求的測(cè)量精度范圍內(nèi)。目前,對(duì)于儀表的耐輻照性能,主要采用試驗(yàn)法進(jìn)行驗(yàn)證。 對(duì)某一型號(hào)分體式熱式質(zhì)量流量計(jì)探頭進(jìn)行耐輻照試驗(yàn),輻射源采用鈷-60,試驗(yàn)時(shí)間持續(xù)40h以上,累積輻照劑量約2x104Gy,輻照后進(jìn)行功能試驗(yàn),流量計(jì)的輸出維持在測(cè)量精度范圍內(nèi),表明該型流量計(jì)可以經(jīng)受若干年的累積輻照劑量而不損壞。 4.安裝 為便于安裝和維護(hù),流量計(jì)可采用法蘭-法蘭連接的形式。在一般情況下,為了滿足測(cè)量精度,熱式質(zhì)量流量計(jì)對(duì)于前后直管段的要求較高,部分型號(hào)的流量計(jì)要求的直管段長(zhǎng)度可達(dá)到前15D、后5D以上。但由于流量計(jì)允許動(dòng)態(tài)修正,經(jīng)過標(biāo)定和修正后,可降低熱式質(zhì)量流量計(jì)的前后直管段要求。對(duì)于主泵第三級(jí)密封泄漏流的測(cè)量,熱式質(zhì)量流量計(jì)可滿足安裝和維護(hù)要求。三聚磷酸鈉(俗稱五鈉)的生產(chǎn)過程中有一個(gè)中和過程,在該過程中磷酸和純堿按一定比例混合、反應(yīng)后被制成可用來進(jìn)一步生產(chǎn)五鈉的中和液。在這樣一一個(gè)過程中為使產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制就需要對(duì)加入中和罐的磷酸量根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行精確的批量控制。存在的問題和解決方案 圖1中流量計(jì)自1983年裝置投產(chǎn)后就一直使用,到1997年已是殘破不堪,常因其故障使裝置的生產(chǎn)遭受影響。在這種情況下如何來解決好這個(gè)問題就很自然地納入了我們的工作日程。我們首先想到的是想按原型號(hào)進(jìn)行更新,但經(jīng)市場(chǎng)詢價(jià)后我們發(fā)現(xiàn)這種老式的儀表現(xiàn)在的售價(jià)實(shí)在太昂貴,竟達(dá)十一萬(wàn)多人民幣一臺(tái),很不合算。經(jīng)研究后,我們認(rèn)為智能式電磁流量計(jì)能擔(dān)此任(當(dāng)時(shí)集批處理功能于一身的流量計(jì)還不多),其完善的功能和一體式結(jié)構(gòu)既能夠通過表頭上的三個(gè)紅外觸摸鍵使將來的操作完全和老儀表一樣在現(xiàn)場(chǎng)完成,也可利用這種儀表本身具有的HART通信功能和RS485接口方便地使用HART通訊器或其它智能終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。該方案投資僅為三萬(wàn)元人民幣左右(不計(jì)遠(yuǎn)程終端,暫未用)。圖1為控制系統(tǒng)圖 2儀表選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì) (1)根據(jù)工藝的酸流量情況我們選用了口徑為DN50的電磁流量計(jì),針對(duì)磷酸的特殊腐蝕特性確定了聚四氟乙烯(PIFE襯里和鉭電極,電源為24VDC(因電磁閥也用該電源)。 (2)調(diào)節(jié)閥延用原舊閥。 (3)增加一個(gè)直流24V2.SW的二位三通電磁閥,用來控制調(diào)節(jié)閥的氣源(該氣源在舊系統(tǒng)中直接受控于流量計(jì))。. (4)因所選流量計(jì)本身的觸點(diǎn)輸出容量最大僅為0.1A24W故增加一-個(gè)觸點(diǎn)容量為0.5A24V激勵(lì)電壓為24VDC的中間繼電器(該繼電器直接固定在流量計(jì)自身的接線盒內(nèi))用以可靠驅(qū)動(dòng)電磁閥。系統(tǒng)構(gòu)成示意圖見圖2。電磁流量計(jì)等節(jié)點(diǎn)設(shè)備和站內(nèi)PC機(jī)間的通信采用異步串行通訊控制規(guī)程,并采用地址位喚醒握手協(xié)議.因此在協(xié)議中規(guī)定了傳地址和傳數(shù)據(jù)兩種不同的幀格式,如圖4.4所示.地址幀和數(shù)據(jù)幀都有11位,其中第l位和最后l位相同,分別為起始位和停止位,緊接起始位的是8位數(shù)據(jù)位,第9位為標(biāo)志位,用來區(qū)分所發(fā)送/接受的幀信息是地址幀還是數(shù)據(jù)幀.第9位為1時(shí),表示PC機(jī)發(fā)送/接受的是“地址幀":第9位為0時(shí),表示主機(jī)發(fā)送/接受的是"數(shù)據(jù)幀".命令幀與校驗(yàn)和的發(fā)送格式與數(shù)據(jù)幀相同,因此可由數(shù)據(jù)幀演化得到.1、渦街流量計(jì)的測(cè)量范圍較大,一般10:1,但測(cè)量下限受許多因素限制:Re>10000是渦街流量計(jì)工作的最基本條件,除此以外,它還受旋渦能量的限制,介質(zhì)流速較低,則旋渦的強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)速度也低,難以引起傳感元件產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào),旋渦頻率f也小,還會(huì)使信號(hào)處理發(fā)生困難。測(cè)量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)(如磁敏式一般不超過400Hz)和電路的頻率限制,因此設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)流速范圍進(jìn)行計(jì)算、核算,根據(jù)流體的流速進(jìn)行選擇。使用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件復(fù)雜,選型時(shí)除注意環(huán)境溫度、濕度、氣氛等條件外,還要考慮電磁干擾。在強(qiáng)干擾如高壓輸電電站、大型整流所等場(chǎng)合,磁敏式、壓電應(yīng)力等儀表不能正常工作或不能準(zhǔn)確測(cè)量。2、振動(dòng)也是該類儀表的一大勁敵。因此在使用時(shí)注意避免機(jī)械振動(dòng),尤其是管道的橫向振動(dòng)(垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動(dòng)),這種影響在流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是無(wú)法抑制和消除的。由于渦街信號(hào)對(duì)流場(chǎng)影響同樣敏感,故直管段長(zhǎng)度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動(dòng)條件時(shí),是不宜選用的。即使是抗振性較強(qiáng)的電容式、超聲波式,保證流體為充分發(fā)展的單向流,也是不可忽略的。3、介質(zhì)溫度對(duì)渦街流量計(jì)的使用性能也有很大的影響。如壓力應(yīng)力式渦街流量計(jì)不能長(zhǎng)期使用在300℃狀態(tài)下,因其絕緣阻抗會(huì)由常溫下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,輸出信號(hào)也變小,導(dǎo)致測(cè)量特性惡化,對(duì)此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu)。在測(cè)量系統(tǒng)中,傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離安裝方式,以免長(zhǎng)期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。渦街流量計(jì)是一種比較新型的流量計(jì),處于發(fā)展階段,還不很成熟,如果選擇不當(dāng),性能也不能很好發(fā)揮。只有經(jīng)過合理選型、正確安裝后,還需要在使用過程中認(rèn)真定期維護(hù),不斷積累經(jīng)驗(yàn),提高對(duì)系統(tǒng)故障的預(yù)見性以及判斷、處理問題的能力,從而達(dá)到令人滿意的效果。德國(guó)VSEVTR1020流量計(jì)中國(guó)官網(wǎng)由于超聲波流量計(jì)傳感器的安裝位置,被測(cè)管路的狀態(tài)對(duì)測(cè)量精度有很大影響,因此請(qǐng)選擇滿足下列條件的場(chǎng)所。1.管道圓度好,內(nèi)表面光滑,管壁均勻。2.上游側(cè)5D,下游側(cè)3D以上的直管段,注“D為管道內(nèi)徑”。3.被測(cè)管路必須充滿液體。4.必須有足夠的空間易于傳感器的安裝與操作。5.在水平的被測(cè)管路,傳感器不應(yīng)裝在管道的頂部和底部,并避開管道凹凸不平及有焊縫處。超聲波流量計(jì)傳感器的安裝1.在已定的安裝位置周圍比傳感器約大一倍的面積上,將管壁上的油漆、鐵銹、污垢等清除干凈,擦凈露出金屬應(yīng)無(wú)凹凸不平。2.將緊固件安裝在管道上,用不銹鋼帶將其固定在管道上,不應(yīng)松動(dòng)。3.鋪設(shè)好電纜由電纜接入孔接到接線盒中的接線端子上。4.每個(gè)傳感器換能器正面,涂上一厚層耦合劑(黃油)后,將傳感器換能器面與管壁接觸,放置在緊固組件中,并用壓緊蓋板將傳感器壓緊,耦合劑應(yīng)從傳感器四周的縫隙中擠出,形成一道密封條。緊固螺銓鈕緊,注意四個(gè)螺銓用力要均勻,不要使傳感器偏移。通常對(duì)電磁流量計(jì)傳感器進(jìn)行分析時(shí)將側(cè)壁上的兩個(gè)電極看做點(diǎn)電極,但實(shí)際上它也是有一定的尺寸,兩個(gè)電極與被測(cè)液體接觸時(shí)有一定的電阻,這就是信號(hào)源的內(nèi)阻。信號(hào)源內(nèi)阻和放大電路輸入阻抗共同組成分壓電路,為了減少傳感器信號(hào)電壓損失,需要放大電路的輸入阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)源內(nèi)阻,這樣才能最大限度減少測(cè)量誤差。 信號(hào)源內(nèi)阻模型如圖2.2。管道側(cè)壁裝有一對(duì)點(diǎn)電極,電極為圓柱形,電磁流量計(jì)直徑為d,兩電極間距為D,即管道內(nèi)徑,被測(cè)液體電導(dǎo)率為σ。假設(shè)管道足夠長(zhǎng),電極與被測(cè)液體的阻抗用圓板電極與半無(wú)線寬流體接觸的模型計(jì)算。電極與被測(cè)液體1/2dσ, 由于管道直徑遠(yuǎn)大于電極直徑,信號(hào)源內(nèi)阻為兩電極與被測(cè)液體的接觸電阻之和即1/dσ。可見電極大小與被測(cè)液體電導(dǎo)率決定了信號(hào)源內(nèi)阻。通常被測(cè)液體電導(dǎo)率從10S/m到10-6S/m,電極大小為cm級(jí),這樣信號(hào)源內(nèi)阻從十幾歐到幾百兆歐。1.空間電磁波干擾及改進(jìn) 電磁流量計(jì)用于測(cè)量實(shí)踐的過程中,轉(zhuǎn)換器與傳感器間如果存在較長(zhǎng)的電纜,同時(shí)周邊有較強(qiáng)電磁干擾的情況存在,此時(shí)由于電纜的存在,干擾信號(hào)會(huì)被引入進(jìn)去,最終會(huì)有共模干擾現(xiàn)象形成,導(dǎo)致流量計(jì)發(fā)生非線性、顯著失真或大幅度晃動(dòng)等諸多情況,測(cè)量的準(zhǔn)確性也會(huì)因此大打折扣.面對(duì)此類誤差引發(fā)的原因來看,可根據(jù)下述措施進(jìn)行解決:(1)在電磁流量計(jì)安裝中,需要深入分析周邊環(huán)境,保證電磁流量計(jì)原理強(qiáng)磁場(chǎng).(2)盡量將電纜長(zhǎng)度控制在適宜范圍內(nèi),并落實(shí)相關(guān)屏蔽措施,如將電纜傳入接地鋼管中,避免電源線與電纜傳入同一根管.(3)選擇與要求相符合的屏蔽電纜,同樣能將電磁波構(gòu)成的干擾有效降低.2.連接電纜問題及改進(jìn) 電磁流量計(jì)是通過特定電纜、轉(zhuǎn)換器和傳感器組成的系統(tǒng),因此電纜長(zhǎng)度、屏蔽層數(shù)、導(dǎo)體橫截面積、絕緣情況及分布電容等都會(huì)對(duì)其測(cè)量結(jié)果構(gòu)成影響,甚至還會(huì)對(duì)電磁流量計(jì)的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾.所以,在安裝電磁流量計(jì)時(shí)不但需要參照導(dǎo)體橫截面積、屏蔽層數(shù)、待測(cè)液體電導(dǎo)率及分布電容等確定電纜長(zhǎng)度,同時(shí)也要將電纜中間接頭的情況規(guī)避,并妥善處理末端,保障能夠?qū)崿F(xiàn)良好連接.此外,也要保障所用電纜符合標(biāo)準(zhǔn)要求.3.測(cè)量管內(nèi)存在著層及改進(jìn) 以電磁流量計(jì)應(yīng)用對(duì)象為根據(jù),其多以測(cè)量非清潔流體為主,倘若實(shí)際測(cè)量中有一定量沉淀物等物質(zhì)存在于非清潔流體內(nèi)部,電磁流量計(jì)的正常使用及測(cè)量也必然會(huì)遭受影響,如污染電磁流量計(jì)管道、電極表面,最終引發(fā)測(cè)量誤差.面對(duì)此類誤差引發(fā)原因,相關(guān)人員在日常工作中應(yīng)當(dāng)做好電磁流量計(jì)定期清洗工作,同時(shí)適當(dāng)將流速提升.此外,在襯里材料的選擇中,可選擇聚四氯乙烯.4.電極選擇、液體流速問題及改進(jìn) 電磁流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用中,其電極和內(nèi)部材料會(huì)直接接觸待測(cè)液體,所以在選擇電極和襯里材料時(shí),都應(yīng)當(dāng)以待測(cè)液體為根據(jù)合理進(jìn)行.結(jié)合待測(cè)液體性質(zhì)完成襯里材料特性的確定,并在實(shí)際測(cè)量中圍繞測(cè)量溫度展開嚴(yán)格控制,避免由于襯里材料選擇不合理或溫度控制力度不足而導(dǎo)致襯里材料受磨損或變形等情況,進(jìn)而導(dǎo)致附著速度加快、增大測(cè)量誤差發(fā)生率.針對(duì)此類情況,在應(yīng)用電磁流量計(jì)時(shí),在突出襯里材料選擇針對(duì)性的同時(shí),也需要合理選擇電極,并妥善控制液體流速,保障處于合理范圍.5.測(cè)量液體呈現(xiàn)不對(duì)稱狀態(tài)及改進(jìn) 應(yīng)用電磁流量計(jì)測(cè)量相關(guān)液體的流量時(shí),待測(cè)液體如果有不對(duì)稱狀態(tài)出現(xiàn),必然會(huì)引起測(cè)量誤差的情況.液體非對(duì)稱狀態(tài)通常在單一的漩渦流或沿管線軸線的直線流等兩種流動(dòng)組合方面得到表現(xiàn).該情況下,管道截面的積分為液體體積流量.上游直管段如果存在不足,一般情況下可結(jié)合流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)流量,控制上下游一定范圍內(nèi)流量計(jì)內(nèi)徑與管道內(nèi)徑之間具備相同的數(shù)值,確保上游直管段充足.6.電極與勵(lì)磁線圈對(duì)稱性問題及改進(jìn) 在加工制造電磁流量計(jì)磁力線圈及電極時(shí),有著嚴(yán)格對(duì)稱的要求.倘若有不對(duì)稱的情況出現(xiàn),必然會(huì)引起不對(duì)稱偏差,進(jìn)而對(duì)測(cè)量結(jié)果構(gòu)成影響,最終也就會(huì)有測(cè)量誤差的情況出現(xiàn).同時(shí),在安裝電磁流量計(jì)時(shí),也嚴(yán)格要求了安裝地點(diǎn)的振動(dòng),如一體型電磁流量計(jì)的安裝,需要在振動(dòng)小的場(chǎng)所內(nèi),如果振動(dòng)超出了標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)有誤差出現(xiàn)在測(cè)量中,甚至還會(huì)對(duì)儀表的正常工作構(gòu)成影響.所以,相關(guān)人員在實(shí)際安裝前,需要對(duì)待安裝位置振動(dòng)展開嚴(yán)密測(cè)量,保障與安裝標(biāo)準(zhǔn)相符合.對(duì)于"徑向"型單聲道超聲波流量計(jì),流量修正系數(shù)K定義為沿超聲流量計(jì)信號(hào)傳播聲道上的線平均流速Lv與管道截面平均流速Sv的比值。由式(2-13)和式(2-14)可以得到層流狀態(tài)下的流量修正系數(shù)K為由式(2-17)和式(2-18)可以得到湍流狀態(tài)下的流量修正系數(shù)K為根據(jù)表1可以得到不同雷諾數(shù)下湍流流態(tài)的流量修正系數(shù) K,而在實(shí)際工程應(yīng)用中,當(dāng)管道內(nèi)流體雷諾數(shù)Re<105時(shí),湍流狀態(tài)流量修正系數(shù)K為當(dāng)管道內(nèi)流體雷諾數(shù)Re>105時(shí),湍流狀態(tài)流量修正系數(shù)K為 上述對(duì)于流量修正系數(shù)的分析是基于流量計(jì)處于理想的安裝條件下,即安裝處管道內(nèi)流體充分發(fā)展。實(shí)際流量修正系數(shù)不僅與雷諾數(shù)有關(guān),還與管道的安裝狀況、流量計(jì)上下游管段長(zhǎng)度等因素有關(guān)。通常情況下管道內(nèi)實(shí)際流態(tài)分布與理想流態(tài)分布有偏差,對(duì)超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度產(chǎn)生影響,因此在管道布置和流量計(jì)安裝時(shí),一般要求上游直管段大于10倍管道內(nèi)徑,下游直管段要大于5倍管道內(nèi)徑。德國(guó)VSEVTR1020流量計(jì)中國(guó)官網(wǎng) 評(píng)定渦街流量計(jì)性能指標(biāo)主要有4個(gè)參數(shù):K系數(shù)、量程比、重復(fù)性和準(zhǔn)確度等級(jí)。其中,K系數(shù)是指一個(gè)測(cè)量周期內(nèi),流量計(jì)輸出的脈沖數(shù)與流過流量計(jì)的相應(yīng)流體總體積之比,每臺(tái)流量計(jì)都.有一個(gè)對(duì)應(yīng)的平均K系數(shù),一般都是通過實(shí)流標(biāo)定得出的;量程比是指流量計(jì)可測(cè)最大流量值與最小流量值的比值;重復(fù)性是指在相同測(cè)量條件下,重復(fù)測(cè)量同一個(gè)被測(cè)量,測(cè)量?jī)x器提供相近示值的能力;準(zhǔn)確度等級(jí)是指符合一定的計(jì)量要求,使誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的測(cè)量?jī)x器的等別或級(jí)別。 根據(jù)上述測(cè)試性能指標(biāo),對(duì)該方案研制的DN25mm、DN32mm和DN50mm共3種口徑的樣機(jī)一批共10臺(tái)進(jìn)行測(cè)試,10臺(tái)樣機(jī)啟停質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上全部通過0.5級(jí)合格檢定,特別是重復(fù)性指標(biāo),全部?jī)?yōu)于0.1%。其中一臺(tái)DN25mm口徑樣機(jī)的標(biāo)定結(jié)果見表1,其量程比達(dá)15:I,最小流速測(cè)到0.28m/s,量程范圍明顯高于同口徑的各種容積式流量計(jì),準(zhǔn)確度等級(jí)高于渦街流量計(jì)等其他普通速度式流量計(jì)。 2014年,國(guó)內(nèi)某核電站定制了一臺(tái)DN25mm口徑渦街流量計(jì),用于計(jì)量含結(jié)晶和顆粒物的核廢液,經(jīng)用戶現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定其準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.4;另一化工企業(yè)用戶的一臺(tái)DN25mm口徑渦街流量計(jì),用于計(jì)量150℃下的甲基鄰苯二銨有機(jī)液流量,介質(zhì)粘度150mPa.s,用戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí).流標(biāo)定其準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.5級(jí)。用于動(dòng)流測(cè)量的電磁流量計(jì),通常在下列三個(gè)方面須作特殊設(shè)計(jì),并在投運(yùn)時(shí)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)試.1.激勵(lì)頻率可調(diào),以便得到與動(dòng)頻率相適應(yīng)的激勵(lì)頻率.太和太低都是不利的.2.電磁流量計(jì)的模擬信號(hào)處理部分應(yīng)防止動(dòng)峰值到來時(shí)進(jìn)入飽和狀態(tài).動(dòng)流的動(dòng)峰值有時(shí)得出奇,如果峰值出現(xiàn)時(shí),電磁流量計(jì)的流量信號(hào)輸入通道進(jìn)入飽和狀態(tài),就如同峰值被消除,必將導(dǎo)致儀表示值偏低.3.為了讀出平均值,應(yīng)對(duì)顯示部分作平滑處理.由于電磁流量計(jì)的測(cè)量部分能快速響應(yīng)動(dòng)流流量的變化,忠實(shí)地反映實(shí)際流量,但是顯示部分如果也如實(shí)地顯示實(shí)際流量值,勢(shì)必導(dǎo)致顯示值上下大幅度跳動(dòng),難以讀數(shù),所以,顯示應(yīng)取段時(shí)間的平均值.其實(shí)現(xiàn)方法通常是串入慣性環(huán)節(jié),選定合適的時(shí)間常數(shù)后,儀表就能穩(wěn)定顯示。但若時(shí)間常數(shù)選得太大,則在平均流量變化時(shí),顯示部分響應(yīng)遲鈍,為觀察帶來錯(cuò)覺.動(dòng)流流量測(cè)量方法有三種:a.用響應(yīng)快的電磁流量計(jì);b.用適當(dāng)?shù)姆椒▽?dòng)衰減到足夠小的幅值,然后用普通流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量;c.對(duì)在動(dòng)流狀態(tài)下測(cè)得的流量值進(jìn)行誤差校正. 有的系統(tǒng)中,b c兩種方法需結(jié)合起來才能實(shí)現(xiàn)測(cè)量,這是因?yàn)閯?dòng)幅值大,出估算公式的適用范圍,若僅用阻尼方法,衰減后的動(dòng)幅值又未能進(jìn)入穩(wěn)定流范圍。
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