如何有效提高智能電磁流量計的測量精度
電磁流量計在液體流量測量中有重要作用,具有多種優(yōu)勢特點:
1、幾乎無壓損,節(jié)能、降耗;
2、可測臟污及強腐蝕性導(dǎo)電液體;
3、可現(xiàn)實雙向測量;
4、安裝直管段要求低;
5、測量精度高、使用壽命長;
6、易于維修,互換性好,備品備件少;
7、測量范圍廣,量程和輸出信號變換方便;
8、具有更多的口徑范圍可選。
因此,電磁流量計被廣泛采用,但在實際使用中,被測介質(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的精度,在電磁流量計檢定合格的情況下如何有效提高電磁流量計的精度呢?可以采取下列措施。
(1)正確選型
電磁流量計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)濟等方面的因素,從測量準確性的角度,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,影響到輸出電勢值。因此,流量計傳感器口徑應(yīng)根據(jù)實際使用流量大小而定,當管道內(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;當管內(nèi)流體流速較低,低于0.5m/s時,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:電極是電磁流量計拾取流量信號的部件,在測量過程中,只有它和襯里、接地環(huán)、接地電極與被測介質(zhì)接觸,因此,為了適應(yīng)不同介質(zhì)的測量條件,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、但價格低廉的不銹鋼316L等。電極材料裝于傳感器測量管內(nèi)壁,與被測介質(zhì)直接接觸,故應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性選定。
B)電磁流量計的內(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;耐磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠;耐腐蝕性能強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,這時候接地環(huán)的成本太高,一般不考慮,這時可選擇電極接地形式的電磁流量計,
(2)正確安裝
①對安裝管路的要求。實際工程上,電極平面處的流速分布已同初校時有較大的差別,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。對傳感器前后直管段的要求是保證流速以中心軸為對稱分布,獲得儀表測量精確度的必要條件之一,國標GB/T18659-2002等列舉了對漸縮管、上游閥、圓弧彎頭小直管段長度的要求見下表:
直管段長度要求 | ||||||
擾流件名稱 | 標準或檢定規(guī)程號 | |||||
GB/T 18660 | GB/T 18659 | JIS B 7554 | ZBN 12007 | JJG 198 | ||
上游 | 彎管、漸擴管 | 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,測量管內(nèi)導(dǎo)電流體電導(dǎo)率不均勻,也會影響電磁流量計的測量,因此,若工藝要求在管道中加入其他介質(zhì),則應(yīng)在流量計下游進行。如果必須在上游進行,應(yīng)在流量計上游較遠處注入,建議在大于50D以遠(D為測量管內(nèi)徑),以保證流體流動均勻后進入流量計。
②安裝要保證流體充滿測量管。電磁流量計測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。只有流體充滿測量管測量才準確。也就是說,在水平安裝時,流量計處于低部位置的正確安裝方法才能保證流體充滿管道。對于固-液、氣-液兩相混相流體,傳感器應(yīng)以垂直或傾斜姿勢安裝,且流體應(yīng)自下而上流動,防止當傳感器水平安裝時,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量誤差。
(3)接液與接地
因傳感器輸出信號是電極間的電壓差,因此要有一個零電位基準點。接液是使用電磁流量計重要的條件之一,即以導(dǎo)電液體接地作為信號的基準電位點。接地是防止進入干擾和安全保護的有效措施,傳感器接地極與流體(信號基準零電平)間容易由地回路引入各種共模干擾電壓,影響流量計的使用可靠性和測量精度。通過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,傳感器兩側(cè)應(yīng)裝有接地環(huán)。金屬管道電磁流量計接地連(跨)接方法如圖3。當被測流體電導(dǎo)率比較高、工藝管線比較長時,被測流體的體電阻幾乎為零,使用接液電極能夠穩(wěn)定地取得信號的基準電位。當測量比較低的電導(dǎo)率流體時,被測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。
電磁流量計傳感器接地,盡量避開振動源、磁源。由于電磁流量計的測量感應(yīng)電壓很小,電壓較低易受外界電磁噪聲的影響,故在安裝時應(yīng)盡可能避開振動源、磁源,并進行可靠的接地連接。一般情況要求接地電阻小于100Ω。對于防爆產(chǎn)品和防雷擊要求的安裝情況,接地電阻應(yīng)小于10Ω。同時應(yīng)注意不能將流量計的接地接在大的電器設(shè)備,如變壓器、發(fā)電機、變頻電源的外殼接地上。
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