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。
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。
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。
关于电磁流量计,大家应该都不陌生,但是看起来挺简单的东西,一个头一个圈,其实里面有很多的奥秘所在,也经常会出现问题!以上内容就是结合现场实例来分析遇到问题时的处理方式。
电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料非导磁合金短管。
两只电极沿管径方向穿通壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。
励磁线圈由双向方波脉冲劢磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。
此时,如果具有一定电导率的液体流经测量管,将切割磁力线感应出电动势E。
电动势E正比于磁通量密度B,测量管内径d与平均流速V 的乘积。电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。
转换器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲,摸拟电流等信号,用于流量的控制和调节。
特点:
1.仪表结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长。
2.无截流阻流部件,不存在压力损失和流体堵塞现象。
3.无机械惯性,响应快速,稳定性好,可应用于自动检测、调节和程控系统。
4.具有管道式、插入式便于安装。
5.具备一体型和分体型便于选择。
6.测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。
7.采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
8.采用EEPROM存贮器,测量运算数据存贮保护安全可靠。
9.多种信号传输方式和电源供电方式。
10.高清晰度LCD背光显示。
电磁流量计应用领域非常广泛,如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液、钢铁工业高炉风口冷却水控制、长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制等。
电磁流量计传感器检查
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。
(2)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。
(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)如判定传感器有故障,请与电磁流量计生产厂家联系,一般现场无法解决,需到厂家维修。
(5)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。