一、 非轴对称流动引起的误差
流体在管内流速为轴对称分布时,且在均匀磁场中,流量计电极上所产生的电动势的大小与流体的流速分布无关,与流体的平均流速成正比,而非轴对称流速分布时,即每个流动质点相对于电极几何位置的不同,对电极所产生的感应电动势的大小也不同,愈靠近电极,速度大的质点所产生的感应电动势越大,因此,必须保证流体流速为轴对称。如管内流速为非轴对称分布就会引起误差。因而在选装电磁流量计时要尽可能保证直管段的要求以减小其所引起的误差。
二、 流体电导率的问题
流体电导率的降低,将增加电极的输出阻抗,并且由转换器输入阻抗引起的负载效而产生误差,因此,按如下所述原则,规定了电磁流量计应用中流体的电导率的下限。
电极的输出阻抗决定了转换器所需的输入阻抗的大小,而电极输出阻抗,可认为流体的电导率和电极大小所支配。
三、 电极衬里附着物的影响
在测量有附着沉淀物的流体时,电极表面将受污染,常常引起零点变动,故必须注意。
零点变化和电极污染程度两者的关系,要进行定量分析比较困难,但可以说,电极直径越小,所受的影响越少,在使用中,应注意电极的清污,以防止附着。
在测量具有沉淀附着物的流体时,除了选择如玻璃或聚四氯乙烯等难以附着沉淀的衬里外,还应增其流速。如果在流体中均匀地含有气泡,则测量的是包括气泡的体积流量,并且使所测流量值不稳定,而引入误差。
四、 信号传输电缆长度的问题
传感器(即电极)与转换器之间的连接电缆愈短愈好。但有些现场受安装环境位置的限制,转换器与传感器的距离较远,这时要考虑连接电缆的最大长度问题。传感器与转换器之间的连接电缆的最大长度又由电缆的分布电容和被测流体的电导率决定。
实际使用中,当被测流体的电导率是在一定的范围之间,因此就决定了电极与转换器之间电缆的最大长度。当电缆长度超过最大长度时,由电缆分布电容引起的负载效应就成了问题。为防止这种情况发生,使用双芯两层屏蔽电缆,由转换器提供低阻抗电压源使内侧屏蔽与芯线得到相同的电压,以形成屏蔽,即使芯线与屏蔽之间有分布电容存在,但芯线与屏蔽是同电位,则两者之间就无电流通过,也无电缆的负载效应存在,因此可延长信号电缆最大长度。另外,还可用特殊信号传输电缆延长转换器与传感器之间的最大长度。
五、 励磁的技术问题
励磁技术是电磁流量计测量性能的关键技术之一,励磁方式在实际应用上可分成 交流正弦波励磁,非正弦波交流励磁和直流励磁方式。
交流正弦波励磁,当交流电源电压(有时是频率)不稳时,磁场强度将有所改变,所以电极间产生的感应电动势也变动,因而,必须从传感器取出对应于计算磁场强度的信号,作为标准信号。这种励磁方式易引起零点变动,而降低其测量精度。
非正弦波交流励磁,是采用低于工业频率的方波或三角波励磁的方式,可以认为产生恒定直流,周期性地改变极性的方式,因这种励磁电源稳定,故不必为除去磁场强度的变动而进行。
电磁流量计在使用时,我们需要注意些什么呢?今天就为大家做简单的阐述,希望大家注意以下几点关于电磁流量计的保养:
1、日常维护
仅需对仪表作周期性直观检查,检查仪表周围环境,扫除尘垢,确保不进水和其他物质,检查接线是否良好,检查仪表附近有否新装强电磁场设备或有新装电线横跨仪表。
若是测量介质容易沾污电极或在测量管壁内沉淀、结垢、应定期作清垢、清洗。
2、故障查找
流量计开始投运或正常投运一段时间后发现仪表工作不正常,应首先检查流量计外部情况,如电源是否良好、管道是否泄露或处于非满管状态、管道内是否有气泡、信号电缆是否损坏、转换器输出信号(即后位仪表输入回路)是否开路。切记盲目拆修流量计。
3、传感器检查
测试设备:500MΩ绝缘电阻测试仪一台,万用表一只。
测试步骤:
(1)在管道充满介质的情况下,用万用表测量接线端子A、B与C之间的电阻值,A-C、B-C之间的阻值应大至相等。若差异在1倍以上,可能是电极出现渗漏、测量管外壁或接线盒内有冷凝水吸附。
(2)在衬里干燥情况下,用MΩ表测A-C、B-C之间的绝缘电阻(应大于200MΩ)。再用万用表测量端子A、B与测量管内二只电极的电阻(应呈短路连通状态)。若绝缘电阻很小,说明电极渗漏,应将整套流量计返厂维修。若绝缘有所下降但仍有50MΩ以上且步骤(1)的检查结果正常,则可能是测量管外壁受潮,可用热风机对外壳内部进行烘干。
(3)用万用表测量X、Y之间的电阻,若超过200Ω,则励磁线圈及其引出线可能开路或接触不良。拆下端子板检查。
(4)检查X、Y与C之间的绝缘电阻,应在200MΩ以上,若有所下降,用热风对外壳内部进行烘干处理。实际运行时,线圈绝缘性下降将导致测量误差增大、仪表输出信号不稳定。
合理选用与正确安装电磁流量计,对保证测量准确度、延长仪表的使用寿命都是很重要的.下面就电磁流量计的选用原则,安装条件与使用注意事项做简单介绍.
(一)电磁流量计的选用原则
电磁流量计的选用,主要是变送器的正确选用,而转换器只需要与之配套就可以.
1、口径与量程的选择
变送器口径通常选用与管道系统相同的口径.如果管道系统有待设计,则可根据流量范围和流速来选择口径.对于电磁流量计来说,流速以2—4m/s较为适宜.在特殊情况下,如液体中带有固体颗粒,考虑到磨损的情况,可选常用流速≤3m/s,对于易附管理的流体.可选用流速≥2m/s.
变送器的量程可以根据两条原则来选择:一是仪表满量程大于预计的最大流量值;二是正常流量大于仪表满量程的50%,以保证一定的测量精度.
2、温度和压力的选择
电磁流量计能测量的流体压力与温度是有一定限制的.选用时,使用压力必须低于该流量计规定的工作压力.目前,国内生产的电磁流量计的工作压力规格为:
小于50mm口径,工作压力为1.6MPa;
900mm口径,工作压力为1MPa;
大于1000mm口径,工作压力为0.6MPa.
如对变送器耐压有特殊要求,则可与生产厂家具体磋商.有的厂家已能制造耐压为32MPa的电磁流量变送器.
电磁流量计的工作温度取决于所用的衬里材料,一般为5—70℃.如做特殊处理,可以超过上述范围,如天津自动化仪表三厂生产的耐磨耐腐蚀电磁流量计.变送器允许被测介质温度为—40一十130℃.
3、内衬材料与电极树料的选择
变送器的内衬材料及电极材料必须根据介质的物理化学性质来正确选择,否则仪表会由于衬里和电极的腐蚀而很快损坏,而且腐蚀性很强的介质一旦泄漏容易引起事故.因此,必须根据生产过程中的具体测量介质,慎重地选择电极与衬里的材料.
(二)电磁流量计的安装
要保证电磁流量计的测量精度,正确的安装是很重要的.
①变送器应安装在室内干燥通风处.避免安装在环境温度过高的地方,不应受强烈振动,尽量避开具有强烈磁场的设备,如大电机,变压器等.避免安装在有腐蚀性气体的场合.安装地点便于检修.这是保证变送器正常运行的环境条件.
②为了保证变送器测量管内充满被测介质,变迭器可以垂直安装,流向自下而上.尤其是对于液固两相流,必须垂直安装.若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面
③变送器两端应装阀门和旁路.
④电磁流量变送器的电极所测出的几毫伏交流电势,是以变送器内液体电位为基础的.为了使液体电位稳定并位变送器与流体保持等电位,以保证稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,转换器外壳也应接地.接地电阻不能大于10,不能与其它电器设备的接地线共用。如果不能保证变送器外壳与金属管道良好接触,应用金属导线将它们连接起来.再可靠接地.
⑤为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输.不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内.信号电缆长度一般不得超过30m.
⑥转换器安装地点应避免交、直流强磁场和振动,环境温度为—20一50℃,不含有腐蚀性气体,相对湿度不大于80%.
⑦为了避免流速分相对测量的影响,流量调节阀应设置在变送器下游.对于小口径的变送器来说,因为从电极中心到流量计进口端的距离已相当于好几倍直径D的长度,所以对上游直管可以不做规定.但对口径较大的流量计,一般上游应有5D以上的直管段,下游一般不做直管段要求.