如何有效提高智能電磁流量計(jì)的測(cè)量精度
電磁流量計(jì)在液體流量測(cè)量中有重要作用,具有多種優(yōu)勢(shì)特點(diǎn):
1、幾乎無(wú)壓損,節(jié)能、降耗;
2、可測(cè)臟污及強(qiáng)腐蝕性導(dǎo)電液體;
3、可現(xiàn)實(shí)雙向測(cè)量;
4、安裝直管段要求低;
5、測(cè)量精度高、使用壽命長(zhǎng);
6、易于維修,互換性好,備品備件少;
7、測(cè)量范圍廣,量程和輸出信號(hào)變換方便;
8、具有更多的口徑范圍可選。
因此,電磁流量計(jì)被廣泛采用,但在實(shí)際使用中,被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率、流速分布、安裝管道條件、電極污染等諸多的因素影響著電磁流量計(jì)的精度,在電磁流量計(jì)檢定合格的情況下如何有效提高電磁流量計(jì)的精度呢?可以采取下列措施。
(1)正確選型
電磁流量計(jì)的選型考慮因素很多:有儀表性能、流體特性、安裝條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)等方面的因素,從測(cè)量準(zhǔn)確性的角度,可從下面兩方面考慮:
①傳感器口徑選擇:傳感器口徑的選擇關(guān)系到流體在管道中的流速大小,影響到輸出電勢(shì)值。因此,流量計(jì)傳感器口徑應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用流量大小而定,當(dāng)管道內(nèi)流體的流速在1.5~3m/s,選擇傳感器口徑的與工藝管道口徑相同即可,且安裝方便;當(dāng)管內(nèi)流體流速較低,低于0.5m/s時(shí),儀表口徑應(yīng)改為小于管徑,以異徑管連接管道。
②襯里、電極材料的選擇:電極是電磁流量計(jì)拾取流量信號(hào)的部件,在測(cè)量過(guò)程中,只有它和襯里、接地環(huán)、接地電極與被測(cè)介質(zhì)接觸,因此,為了適應(yīng)不同介質(zhì)的測(cè)量條件,比如流體介質(zhì)的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等的要求,要選用不同的內(nèi)襯、電極材料。
A)電磁流量計(jì)電極的材料有耐鹽和小于50%濃度堿溶液的鈦(Ti)電極;耐酸和鹽的鉭(Ta)電極;耐腐蝕能力強(qiáng)的貴金屬鉑電極;不適于鹽酸的哈氏合金C電極和不適于硝酸的哈氏合金B(yǎng)電極;耐腐蝕能力一般、但價(jià)格低廉的不銹鋼316L等。電極材料裝于傳感器測(cè)量管內(nèi)壁,與被測(cè)介質(zhì)直接接觸,故應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性選定。
B)電磁流量計(jì)的內(nèi)襯材料有耐腐蝕性中等、耐一般低濃度的酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料;耐磨損性強(qiáng)而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠;耐腐蝕性能強(qiáng)和適于溫度高的聚四氟乙烯;化學(xué)性質(zhì)等同于聚四氟乙烯的抗拉、抗壓聚全氟乙丙烯;耐稀酸、堿、鹽的溫度<60℃的聚乙烯;和溫度<100℃的聚苯硫醚等。
③接地環(huán)的材質(zhì)一般與電極材質(zhì)相同,因此如果電極采用成本較高的金屬材料時(shí),這時(shí)候接地環(huán)的成本太高,一般不考慮,這時(shí)可選擇電極接地形式的電磁流量計(jì),
(2)正確安裝
①對(duì)安裝管路的要求。實(shí)際工程上,電極平面處的流速分布已同初校時(shí)有較大的差別,傳感器上游管道連接件的配置是引起特殊的流速分布的因素之一,使用中就有可能出現(xiàn)量值偏移。對(duì)傳感器前后直管段的要求是保證流速以中心軸為對(duì)稱分布,獲得儀表測(cè)量精確度的必要條件之一,國(guó)標(biāo)GB/T18659-2002等列舉了對(duì)漸縮管、上游閥、圓弧彎頭小直管段長(zhǎng)度的要求見下表:
直管段長(zhǎng)度要求 | ||||||
擾流件名稱 | 標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程號(hào) | |||||
GB/T 18660 | GB/T 18659 | JIS B 7554 | ZBN 12007 | JJG 198 | ||
上游 | 彎管、漸擴(kuò)管 | 10或自規(guī)定 | 10D | 5D | 5D | 10D |
上游 | 漸縮管 | 10D或自規(guī)定 | 10D | 可視作直管 | 5D | 10D |
上游 | 其他各種閥 | 10D或自規(guī)定 | 10D | 10D | 5D | 10D |
下游 | 各類 | 未提要求 | 5D | 未提要求 | 5D | 5D |
另外,測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電流體電導(dǎo)率不均勻,也會(huì)影響電磁流量計(jì)的測(cè)量,因此,若工藝要求在管道中加入其他介質(zhì),則應(yīng)在流量計(jì)下游進(jìn)行。如果必須在上游進(jìn)行,應(yīng)在流量計(jì)上游較遠(yuǎn)處注入,建議在大于50D以遠(yuǎn)(D為測(cè)量管內(nèi)徑),以保證流體流動(dòng)均勻后進(jìn)入流量計(jì)。
②安裝要保證流體充滿測(cè)量管。電磁流量計(jì)測(cè)量的流量是電極平面的平均流速與電極斷面的面積的乘積。只有流體充滿測(cè)量管測(cè)量才準(zhǔn)確。也就是說(shuō),在水平安裝時(shí),流量計(jì)處于低部位置的正確安裝方法才能保證流體充滿管道。對(duì)于固-液、氣-液兩相混相流體,傳感器應(yīng)以垂直或傾斜姿勢(shì)安裝,且流體應(yīng)自下而上流動(dòng),防止當(dāng)傳感器水平安裝時(shí),固體容易沉淀到管道下部、混相中的氣體分離到上部而造成測(cè)量誤差。
(3)接液與接地
因傳感器輸出信號(hào)是電極間的電壓差,因此要有一個(gè)零電位基準(zhǔn)點(diǎn)。接液是使用電磁流量計(jì)重要的條件之一,即以導(dǎo)電液體接地作為信號(hào)的基準(zhǔn)電位點(diǎn)。接地是防止進(jìn)入干擾和安全保護(hù)的有效措施,傳感器接地極與流體(信號(hào)基準(zhǔn)零電平)間容易由地回路引入各種共模干擾電壓,影響流量計(jì)的使用可靠性和測(cè)量精度。通過(guò)接地能夠屏蔽靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)引起的噪聲電壓;減小接地電阻可以降低地回路雜散電流的壓降,減低共模干擾電壓,提高測(cè)量精度。在連接傳感器的管道內(nèi)若涂有絕緣層或是非金屬管道時(shí),傳感器兩側(cè)應(yīng)裝有接地環(huán)。金屬管道電磁流量計(jì)接地連(跨)接方法如圖3。當(dāng)被測(cè)流體電導(dǎo)率比較高、工藝管線比較長(zhǎng)時(shí),被測(cè)流體的體電阻幾乎為零,使用接液電極能夠穩(wěn)定地取得信號(hào)的基準(zhǔn)電位。當(dāng)測(cè)量比較低的電導(dǎo)率流體時(shí),被測(cè)流體的體電阻比較高,若利用接液環(huán)或接液電極接觸面太小,易產(chǎn)生信號(hào)的不穩(wěn)定。為此應(yīng)使用接液短管,加大與流體的接觸面積,減小流體體電阻。
電磁流量計(jì)傳感器接地,盡量避開振動(dòng)源、磁源。由于電磁流量計(jì)的測(cè)量感應(yīng)電壓很小,電壓較低易受外界電磁噪聲的影響,故在安裝時(shí)應(yīng)盡可能避開振動(dòng)源、磁源,并進(jìn)行可靠的接地連接。一般情況要求接地電阻小于100Ω。對(duì)于防爆產(chǎn)品和防雷擊要求的安裝情況,接地電阻應(yīng)小于10Ω。同時(shí)應(yīng)注意不能將流量計(jì)的接地接在大的電器設(shè)備,如變壓器、發(fā)電機(jī)、變頻電源的外殼接地上。