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影響電磁流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量的工程因素有哪些
電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)工作的，即導(dǎo)電流體以平均速度v流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，其感應(yīng)電勢(shì)E通過(guò)與流體直接接觸的電極(又稱傳感器)檢測(cè)出來(lái)。
E=KBvD （1）
式中:K為儀表常數(shù)；
B為磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)；
v為流體運(yùn)動(dòng)平均速度(m/s)；
D為管道內(nèi)徑(m)。
當(dāng)K、B、D確定下來(lái)后，E與v成正比。其工作原理和結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)流體的體積流量公式:Q=1/4πD2v ，(2)Q是v的正比函數(shù)，代入公式(1)，那么E也是Q的正比函數(shù)，由此，測(cè)出了感應(yīng)電壓E也即測(cè)出了介質(zhì)的體積流量Q。
電磁流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器測(cè)出的感應(yīng)電壓E由電纜送至轉(zhuǎn)換器，通過(guò)智能化處理，然后LCD顯示，或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA輸出。根據(jù)以上測(cè)量原理，在實(shí)際使用中，影響電磁流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量的工程因素主要有以下五個(gè)方面:
（1）被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率的影響。被測(cè)流體的電導(dǎo)率決定了轉(zhuǎn)換器所需的輸入阻抗大小，流體電導(dǎo)率降低，電極的輸出阻抗將增加，并且由轉(zhuǎn)換器輸入阻抗引起負(fù)載效應(yīng)而產(chǎn)生誤差。因此，電磁流量計(jì)應(yīng)用中規(guī)定了流體的電導(dǎo)率的下限。理論上，把電極看作點(diǎn)電極，忽略其大小，實(shí)際上，電極有一定尺寸，當(dāng)直徑為d的圓形電極與電導(dǎo)率為ρ的半無(wú)限展寬的流體接觸時(shí)，其展寬電阻為1/(2ρd)，因此，如果管道直徑Dd，則電極的輸出阻抗為兩個(gè)展寬電阻之和，即等于1/(ρd)。一般測(cè)量的流體電導(dǎo)率ρ的下限為5～10μs/cm，所以，若電極直徑d為1cm，則電極的輸出阻抗就為1/(ρd)=100～200kΩ，為使輸出阻抗的影響限制在0。1%以下，轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗應(yīng)為200MΩ左右。對(duì)于電磁流量計(jì)，選型時(shí)必須考慮流體電導(dǎo)率要大于5μs/cm的閾值(即下限值)要求。
（2）流速分布與直管段的影響。根據(jù)公式(1)知，如果流速以中心軸為對(duì)稱流動(dòng)，感應(yīng)電勢(shì)與流速分布無(wú)關(guān)，僅正比于平均流速。若流速為非中心軸對(duì)稱分布，圖2表示90°彎頭與突擴(kuò)管的流線分布與速度剖面，每個(gè)流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于電極幾何位置不同，對(duì)電極產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小也不同，越靠近電極，速度大的質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，容易引起誤差，因此，必須保證流體流速為中心軸對(duì)稱。工程上，正確的安裝可以減小此類誤差。電磁流量計(jì)彎頭及突變管的流速分布圖盡管電磁流量計(jì)生產(chǎn)廠家不斷追求流量計(jì)本身的精度，但實(shí)際工程中，工藝管道中的彎管、閥門等都會(huì)引起流動(dòng)畸變、二次流或漩渦，破壞了原有充分均勻的流速分布狀況。只有經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的直管段，才能讓流體恢復(fù)其軸對(duì)稱的流速分布。若實(shí)際工藝管道上下游直管段不足，可以通過(guò)安裝流動(dòng)調(diào)整器來(lái)調(diào)整。
（3）電極結(jié)垢和附著層的影響。在測(cè)量如紙漿、污水等非清潔流體時(shí)，電極表面易受污染，引起零點(diǎn)變動(dòng)，但零點(diǎn)變化和電極污染程度兩者的關(guān)系，很難進(jìn)行定量分析比較，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電極直徑越小，所受的影響越少，在使用中，應(yīng)注意電極的清污，以防止附著。設(shè)在襯里上附著沉淀物時(shí)產(chǎn)生的誤差Δε，如果附著的厚度是一樣，則可由式(3)計(jì)算:
Δε=1-2/[1+(kω/kf)+(1-kω/kf)*(1-2t/D)2] (3)
式中:
kω、kf分別為附著物和測(cè)量流體的電導(dǎo)率；
t為附著物厚度；
D為直徑。
若式(3)中kω和、kf相等，則誤差為零，附著物的電導(dǎo)率較低時(shí)，上式仍然成立，但會(huì)增加電極的輸出阻抗，因此受到限制，如絕緣性沉淀物浸在流體中就是這種情況。相反，如附著金屬粉末等，因高電導(dǎo)率的附著層，使感應(yīng)電勢(shì)短路，電極輸出偏低，造成負(fù)偏差。在測(cè)量具有沉淀附著物的流體時(shí)，可通過(guò)合理選擇傳感器內(nèi)襯材料等方法減少測(cè)量誤差，除了選擇如玻璃或聚四氯乙烯等難以附著沉淀的襯里外，還應(yīng)增加其流速，流體快速流動(dòng)的同時(shí)能夠起到?jīng)_刷電極、清潔電極的作用，減少誤差。
（4）安裝條件的影響。電磁流量計(jì)要求滿管測(cè)量、流速分布軸對(duì)稱、可靠的接地等，否則可能現(xiàn)輸出晃動(dòng)、示值不準(zhǔn)等現(xiàn)象。這可通過(guò)規(guī)范安裝操作以使測(cè)量準(zhǔn)確性得到提高。
（5）運(yùn)行環(huán)境的影響。電磁流量計(jì)因輸出信號(hào)較弱，對(duì)機(jī)械振動(dòng)比較敏感，測(cè)量結(jié)果易受干擾，運(yùn)行時(shí)，不允許管道振動(dòng)和周圍有大的電器如電焊機(jī)等。
為了確保電磁流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確，合理的選型、嚴(yán)格的安裝規(guī)范*。
