电磁流量计以无压损、高精度、价格适中等优势,广受石化、化工等行业企业的青睐,在流量计量中担任着重要的角色。然而在实际应用中,受操作不当、设备选择不合理、安装不科学的情况,测量误差就很难避免,给使用者造成麻烦。因此,广大仪表人应当重视各种造成电磁流量计误差的因素。
总的来说,造成电磁流量计误差的主要影响因素可以分为三类:选型不当,待测液影响和干扰。
选型不当
1.待测液体流速
电磁流量计可测的流速范围一般为0.5~10m/s,经济流速范围为1.5~3m/s。实际使用时要根据待测流量大小及电磁流量计可测流速范围来确定测量管内径。
2.电极及衬里材料选择
电极及衬里材料直接与待测液体接触,应根据待测液体的特性(如腐蚀性、磨蚀性等)及工作温度选择电极及衬里材料,如选择不当,则会造成附着速度快、腐蚀、结垢、磨损、衬里变形等问题,进而产生测量误差。
3.电磁稳定
电磁流量计的励磁方式有直流励磁、交流正弦波励磁和双频矩形波励磁等,直流励磁容易产生电极极化和直流干扰问题,交流正弦励磁容易引起零点变动,而双频矩形波励磁既有低频矩形波励磁优良的零点稳定性,又有高频矩形波励磁对流体噪声较强的抑制能力,是一种较理想的励磁方式。实际应用时,应尽量保证电源电压和频率的稳定,以确保磁场强度恒定,减小由于磁场强度变化引起的测量误差。
4.混合相流体测量
用电磁流量计测量液固混合相流体(如含泥沙的水)的流量时,如果选用由单相液体校准的电磁流量计,则会产生测量误差,此时应选择不会引起液固相分离的直管段处安装传感器。
待测液体影响
1.待测液体电导率剧烈变化
待测液体电导率较大时,会引发显示数值的较大波动,若问题十分严重,则控制系统很难实现正常的运作;而待测液体电导率过低时,电极很难实现正常输出,如果操作中待测液体电导率处于下限值以下范围,那么电磁流量计就很难正常发挥作用。针对这些情况,首先,要立足实际需求,结合相关标准和要求,进行电磁流量计类型的选择;其次,安装反应器或直管段,以保障物料的充分混合,推动化学反应的顺利实现;再次,重新进行流量计类型的甄选。
2.待测液体气泡或非满管
对于气泡,主要来源于液体中溶解的气体发展为游离状态的气泡和外界吸入的气泡。包含大量气泡体积的流量,会影响测量的准确性。若气泡直径过大,甚至超过电极直径的数值,则测量显示过程中会出现不稳定状态,波动无法避免。针对这种情况,首先,可将集气器安装在电磁流量计上,同时按照周期进行排气操作;其次,合理更换安装位置;再次,将垂直管道安装在电磁流量计上,保障自下而上的方向;第四,安装传感器时,避免与排放口距离过近;第五,将传感器安装在控制阀位置,处于其上游位置,或泵的下游。
3.待测液体电导率太低
被测液体电导率降低,会增加电极的输出阻抗,并由转换器输入阻抗引起负载效应而产生测量误差,如果实际电导率低于下限值,则仪器不能正常工作,示值会产生波动。对策:选用其它满足要求的低电导率电磁流量计,如电容式电磁流量计;选用其它原理流量计,如孔板等。
4.测量液体呈现不对称状态
测量中,待测液体存在非对称情况,主要存在两种流动组合:一种为单一的漩涡流;另一种是沿管线轴线的直线流,液体的体积流量为管道截面的积分。针对上游直管段不足的情况,可采用流量调节器进行调整;其次,保证上下游合理范围内管道内径与流量计内径具有相同的数值;再次,为上游留够充足的直管段。
5.测量管内存在着层
电磁流量计常用于测量非清洁流体。非清洁流体内部含有一些沉淀物等物质,使得电磁流量计电极表面或管道内受到污染,造成测量结果误差现象。针对这种情况,首先,定期清洗电磁流量计;其次,合理提升流速,将其控制在4m/s状态;再次,应用聚四氯乙烯等材料的衬里。
干扰影响
1.空间电磁干扰
转换器与传感器问的电缆线较长,在较强电磁环境下,很易受到干扰,从而引发仪器测量值出现非线情况,很难正常显示。针对这种情况,首先,引入屏蔽措施,可在接地钢管内进行电缆的单独引入,并使用达标的屏蔽电缆;其次,合理缩短电缆长度;再次,与强磁场保持较远距离。
2.连接电缆问题
电磁流量应用的实质是借助特定的电缆,实现转换器与传感器的连接,形成完整的系统,因此导体的横截面积、电容、电缆场地等都会产生不良影响。首先,要保证电缆型号满足要求,实现末端的有效连接,防止出现中间接头现象;其次,控制长度范围,通常越短越好
3.接地问题
因传感器的输出信号很小,通常只要几毫伏,为了提高抗干扰能力,传感器的零电位必须单独可靠接地,且传感器输出信号接地点应与被测流体电气连接。传感器的接地电阻应小于10Ω,在连接传感器的管道内涂有绝缘层或采用非金属管道时,传感器两侧应安装接地环,并可靠接地,以使流体接地,流体电位与地电位相同。
4.电极和电磁线圈对称点安装点振动
电磁流量计的励磁线圈和电极需保证对称,一旦不对称,生产过程中偏差就会引发,测量结果很难保证准确。另外,安装地点需达到较高的防振动标准,否则无法保证测量数值的精准度,甚至诱发仪表的不正常工作。
污水电磁流量计使用的这么广泛,除了电磁流量计的特点,安装与使用,常见故障排除之外,还要注意电磁流量计的维护保养。就像汽车一样,保养的好使用寿命自然会延迟。
电磁流量计转换器具有自诊断功能。除了电源和硬件电路故障外,一般应用中出现的故障均能正确给出报警信息。这些信息在显示器右下方给出相应提示。
污水电磁流量计维护与保养主要有以下几个方面:
1.励磁报警
出现此现象时,应检查励磁接线x和y是否开路,检查励磁线圈电阻值是否正常,以此判定转换器是否有故障。
2.测量的流量不准确
出现此情况时,应检测流体是否充满传感器测量管,信号线连接是否正常,检查传感器系数、传感器零点是否按传感器标牌或出厂校验单设置正常。
3.仪表无显示
出现此故障时,应首先检查电源是否接通,检查电源保险丝是否完好,检查供电电压是否符合要求,如果上述都正常,应将转换器送与生产厂家进行维修。
4.空管报警
出现此问题时,应测量流体是否充满传感器测量管,检查信号连线是否正确。检查流量传感器电极是否正常。用导线将转换器信号输入端子a、b和c三点短路,此时如果“空管报警”提示撤消,说明转换器正常,有可能是被测流体电导率低或空管阈值及空管量程设置错误。
电磁流量计应该怎么保养和维护
一、电磁流量计维护之定期检查传感器电性能:
首先,粗略地测量电极间电阻。断开传感器与转换器间信号连线,传感器内充满液体,用万用表测量两电极与接地端的电阻值,是否在制造厂规定值范围内,且所测得两值大体相同。
记录下首次测量的电阻值,此值对以后判断传感器故障原因(如沉积层是导电的还是绝缘的)是有用的。
其次,将传感器放空液体,擦净内壁,待完全干燥后用兆欧计测量两电极和接地端子间的电阻。
最后,检查激磁线圈绝缘电阻,卸下传感器激磁线圈,将端子与转换器间接线,用兆欧计测量线圈的绝缘电阻
二、电磁流量计维护之零点检查和调整:
电磁流量计投入运行前,通电后必须在电磁流量传感器充满液体静止状态下调整零点。投入运行后亦要针对使用条件定期停流作零点检查;尤其对沉淀、易污染电极,含有固相的非清洁液,在运行初期应多作检查,以获得经验确定正常检查周期。交流激磁方式的电磁流量计与矩形波激比,更易产生零点漂移,因此更要注意检查和调整。
举两个沉积层产生故障的应用失误的例子。一个是石油钻探固井工程中,灌注水泥浆的流总量是重要工艺参数,经常用高压电磁流量计。仪表间歇使用,用毕后以清水冲洗传感器测量管,其余时间是空管。由于清洗不彻底,测量管内壁残留水泥浆固化成薄层,近二个月积聚形成绝缘层,包覆了整个电极表面,导致运行不正常到最终不能工作。
电磁流量计的安装因素与4大要求:
一、安装场所的选择:
1、选择测量管内不会出现负压的场所;
2、避免安装在电机、变压器等强电设备附件,以免引起电气干扰;
3、避免安装位置周围有强腐蚀性气体的场所;
4、测量混合相流体时,避免引起相分离的场所;
5、环境温度一般应在-25℃~60℃范围内,尽可能避免阳光直射;
6、安装在无振动或选择振动小的场合,如果振动过大,应该在传感器前后的管道上加固定支撑;
7、环境相对湿度应该在10%~90%范围内;
8、避免安装在能被雨水直淋或者浸没的场所。
二、安装位置和流动方向:
电磁流量计可以水平、垂直、和倾斜安装在管道上。
在水平安装时,电磁流量计的电极轴必须水平,防止由于流体所夹带的气泡而产生电极短时间的绝缘,也可以防止电极被流体中沉积物覆盖。不应该将传感器安装在最高位置处,以免有气体积聚。
垂直安装时,应该使流动方向向上,这样可以使无流量或者流量很小时,流体中夹带的较重固体颗粒下沉,而轻的肢肪类物质上升离开电磁流量计的传感器电极区,在测量泥浆、矿浆等液固两相介质时,避免固相沉淀和传感器衬里的不均匀摩擦。
传感器的测量管道必须充满流体,必须有一定的背压。为防止出现负压(损坏衬里),电磁流量计不应该安装在泵的进口,而应该安装在泵的出口;在倾斜安装时,必须安装在上升管道;在开口排放的管道安装时,必须安装在管道的较低处。
应在传感器的下游安装控制阀和切断阀,而不应该安装在传感器上游。
三、对直管段长度的要求:
电磁流量计对前后直管段的要求比较低,一般对于90°弯头,T形三通,异径管、全开阀门等流动阻力件,离电磁流量计的电极轴中线(不是传感器的端面)应该有5D的直管段;对于不同开度的阀门(比如可调开度的阀门),则上游侧的直管段长度需要10D。一般传感器下游的直管段只需要3D就可以满足要求,测量不同介质的混合液体时,混合点与流量计之间的距离最少要大于30D。(D为流量计的内径)
四、测量井内安装流量计的方式:
1、入口2、溢流管3、入口4、清洗孔5、流量计6、短管7、出口8、排污口9、排污阀)
1、励磁电缆可选用HZ中型橡套电缆,其长度与信号电缆一样
2、信号电缆和其他动力电源电缆必须严格分开,不能敷设在同一根管子内,不能平行敷设,不能绞合在一起,应分别单独穿在钢管内。
3、信号电缆和励磁电缆尽可能短,不能将多余的电缆卷在一起,应将多余电缆剪掉,并重新焊接头,电缆进入传感器电气接口时,在端口处做成U型,这样可以防止雨水渗透到传感器中。
4、分体型电磁流量计励磁电缆和转换器之间的连接用专用接线完成,转换器和外部的连接同一体型电磁流量计。