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淺析深井水管道流量計(jì)在測(cè)量中誤差分析與相應(yīng)的解決方案
點(diǎn)擊次數(shù)：2057 發(fā)布時(shí)間：2021-01-16 13:07:46
深井水管道流量計(jì)是一種在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的過(guò)程儀表，英文學(xué)名為Electromagnetic Flowmeters，簡(jiǎn)稱(chēng)EMF，是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表。深井水管道流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理， 根據(jù)導(dǎo)電流體通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。其特點(diǎn)表同在測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；測(cè)量管內(nèi)無(wú)阻礙流動(dòng)部件，無(wú)壓損，直管段要求較低。對(duì)漿液測(cè)量有獨(dú)特的適應(yīng)性；、合理選擇傳感器襯里和電*材料，即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式，功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達(dá)150：1。甚至可以測(cè)量管道中的正反向的流量數(shù)據(jù)。
雖然電磁流流量計(jì)的應(yīng)用廣泛，不過(guò)因?yàn)?a href="http://51tjc.cn/sllj/">深井水管道流量計(jì)屬于精密的電子集成電路控制的儀表，在使用的要求比較嚴(yán)格,在實(shí)際應(yīng)用中操作不當(dāng)，比如設(shè)備選型不當(dāng)、安裝或使用不當(dāng)?shù)龋瑫?huì)導(dǎo)致其測(cè)量存在誤差，以至于會(huì)給使用者帶來(lái)了不必要的麻煩。所以認(rèn)真研究并分析深井水管道流量計(jì)測(cè)量誤差的原因是非常重要的事情，對(duì)于正確提出的解決措施具有重要的意義。
凱銘儀表作為專(zhuān)業(yè)的深井水管道流量計(jì)的生產(chǎn)企業(yè)，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，本文就是根據(jù)深井水管道流量計(jì)的測(cè)量原理,分析了深井水管道流量計(jì)測(cè)量誤差的原因,并針對(duì)其提出了一些減小或避免誤差的措施，希望對(duì)用戶的使用有所幫助
1、深井水管道流量計(jì)的基本原理
深井水管道流量計(jì)是一種測(cè)量體積流量的儀表,它主要用測(cè)量工業(yè)過(guò)程中各種導(dǎo)電液體的流量。深井水管道流量計(jì)主要是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律, 在垂直于磁場(chǎng)的非磁性的管道里, 導(dǎo)電液體在作切割磁力線的運(yùn)動(dòng), 在與磁場(chǎng)垂直方向上會(huì)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)[ 1 ] 。其計(jì)算公式如下:E=kBDv式中:v(m/s)—流體流動(dòng)速度;D(m)—測(cè)量管內(nèi)徑,;B(T)—磁感應(yīng)強(qiáng)度;k—為系數(shù);E(V)—感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2、深井水管道流量計(jì)測(cè)量誤差原因分析及相應(yīng)的
解決措施
根據(jù)深井水管道流量計(jì)的基本原理可知, 磁場(chǎng)方向、流體流向、電*連線三者的垂直度以及D、B 、k 的變化等都會(huì)引起測(cè)量的誤差,在實(shí)際過(guò)程中,儀表的使用、維護(hù)、安裝方法、安裝環(huán)境、儀表選型等因素也會(huì)影響其測(cè)量的準(zhǔn)確性。
2.1 待測(cè)液體電導(dǎo)率劇變或太低
如果待測(cè)液體電導(dǎo)率變化幅度具大,則導(dǎo)致顯示值波動(dòng)巨大,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致相應(yīng)控制系統(tǒng)無(wú)法正常工作;如果待測(cè)液體電導(dǎo)率太低,會(huì)阻抗電*的輸出,當(dāng)實(shí)際電導(dǎo)率低于下限值時(shí)儀器就無(wú)法正常工作了。解決措施:(1)選擇使用滿足要求的低電導(dǎo)率深井水管道流量計(jì);
(2)裝上保證物料充分混合或足以完成化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器或直管段;
(3)選用其它原理流量計(jì)。
2.2 待測(cè)液體中有氣泡存或者非滿管氣泡產(chǎn)生的原因主要有:(1)液體中溶解氣體轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡析出;(2)外界吸入(如負(fù)壓端管道連接墊圈泄露、泵軸密封性變壞等) 。由于氣泡存在或存在大量空氣,使得測(cè)量結(jié)果也含有氣泡體積的流量,從而產(chǎn)生了測(cè)量誤差。如果氣泡直徑等于或大于電*直徑,有可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量顯示值波動(dòng)、不穩(wěn)定。解決措施:(1)在深井水管道流量計(jì)上游安裝集氣器,定期排氣;(2)更換安裝位置;(3)把深井水管道流量計(jì)安裝在自下而上流動(dòng)的垂直管道上;(4)傳感器安裝別離直接排放口太近;(5)傳感器應(yīng)安裝在控制閥的上游、泵的下游。
2.3 有著層附著在測(cè)量管內(nèi)
因?yàn)?strong>深井水管道流量計(jì)經(jīng)常被用來(lái)測(cè)量非清潔流體的流量, 其大多數(shù)含有有結(jié)垢、沉淀、易粘附等,導(dǎo)致深井水管道流量計(jì)的電*表面和管道內(nèi)壁常會(huì)受到污染, 使得測(cè)量結(jié)果存在誤差。解決措施:(1)定期清洗;(2)提高流速, 使其不低于2m/s, *好保持在3 ～4m/s或以上;(3)選用聚四氯乙烯或玻璃等材料襯里。
2.4 空間電磁波的干擾
深井水管道流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器與傳感器間的電纜較長(zhǎng), 如果在其周?chē)嬖趶?qiáng)的電磁干擾,那么可能會(huì)導(dǎo)致電纜引入干擾信號(hào),使得儀器測(cè)量值非線性、顯示失真、大幅晃動(dòng)等,從而造成誤差。解決措施:(1)采用屏蔽措施,如將電纜單獨(dú)穿在接地鋼管內(nèi)或使用符合要求的屏蔽電纜;(2)使電纜的長(zhǎng)度縮短;(3)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)。
2.5 待測(cè)液體非對(duì)稱(chēng)流動(dòng)
在實(shí)際應(yīng)用常常會(huì)出現(xiàn)待測(cè)液體非對(duì)稱(chēng)流動(dòng),可分為兩種流動(dòng)的組合:(1)純粹的旋渦流,其會(huì)對(duì)輸出產(chǎn)生影響,從而造成測(cè)量誤差;(2)沿管道軸線的直線流,待測(cè)液體的體積流量為管道橫截面的積分。解決措施: ( 1 )上游直管段不足,可安裝流量調(diào)節(jié)器;(2)上下游一定范圍內(nèi)的管道內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑應(yīng)相同;(3)保證上游有足夠的直管段。
2.6 電*與勵(lì)磁線圈對(duì)稱(chēng)性以及安裝點(diǎn)振動(dòng)的問(wèn)題
深井水管道流量計(jì)的勵(lì)磁線圈與電*, 在加工制造過(guò)程中要嚴(yán)格對(duì)稱(chēng), 如果不對(duì)稱(chēng)則會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)偏差,從而影響測(cè)量結(jié)果,造成測(cè)量誤差。此外,深井水管道流量計(jì)對(duì)安裝地點(diǎn)的振動(dòng)也有相當(dāng)高的要求, 比如一體型深井水管道流量計(jì),它要求在振動(dòng)小的場(chǎng)所安裝,否則會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致儀表不能正常工作。
2.7 襯里材料及電*選擇和待測(cè)液體流速的問(wèn)題
襯里材料及電*是直接與待測(cè)液體接觸,因此在選擇他們時(shí)應(yīng)該根據(jù)工作溫度以及待測(cè)液體的特性,如選擇不當(dāng), 就會(huì)造成襯里變形、磨損、結(jié)垢、腐蝕、附著速度快等問(wèn)題,從而使測(cè)量結(jié)果存在誤差,因此,在選擇襯里材料及電*時(shí)應(yīng)該高度重視。此外,還有注意待測(cè)液體流速,一般為0.5～10m/s流速為深井水管道流量計(jì)可測(cè)的范圍,但是*經(jīng)濟(jì)的流速范圍為1.5～3m/s。
2.8 連接的電纜問(wèn)題
深井水管道流量計(jì)實(shí)質(zhì)是由特定的電纜將轉(zhuǎn)換器和傳感器相連,從而形成一個(gè)系統(tǒng),因此,導(dǎo)體橫截面積、分布電容、電纜長(zhǎng)度、屏蔽層數(shù)、絕緣情況等因素都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。解決措施: ( 1 )盡量使用規(guī)定型號(hào)的電纜;(2)將末端應(yīng)連接好、處理好,避免中間接頭;(3)其長(zhǎng)度應(yīng)在允許的范圍之內(nèi),電纜越短越好。
3、結(jié)語(yǔ)
綜述所述, 可知導(dǎo)致深井水管道流量計(jì)測(cè)量結(jié)果存在誤差的因素有很多。因此,只有深入研究深井水管道流量計(jì)的基本原理,并對(duì)其測(cè)量的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,認(rèn)真的找出產(chǎn)生誤差的原因, 并采取相應(yīng)的措施來(lái)減小或避免測(cè)量誤差,這樣才能保障深井水管道流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量、穩(wěn)定運(yùn)行。
雖然電磁流流量計(jì)的應(yīng)用廣泛，不過(guò)因?yàn)?a href="http://51tjc.cn/sllj/">深井水管道流量計(jì)屬于精密的電子集成電路控制的儀表，在使用的要求比較嚴(yán)格,在實(shí)際應(yīng)用中操作不當(dāng)，比如設(shè)備選型不當(dāng)、安裝或使用不當(dāng)?shù)龋瑫?huì)導(dǎo)致其測(cè)量存在誤差，以至于會(huì)給使用者帶來(lái)了不必要的麻煩。所以認(rèn)真研究并分析深井水管道流量計(jì)測(cè)量誤差的原因是非常重要的事情，對(duì)于正確提出的解決措施具有重要的意義。
凱銘儀表作為專(zhuān)業(yè)的深井水管道流量計(jì)的生產(chǎn)企業(yè)，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，本文就是根據(jù)深井水管道流量計(jì)的測(cè)量原理,分析了深井水管道流量計(jì)測(cè)量誤差的原因,并針對(duì)其提出了一些減小或避免誤差的措施，希望對(duì)用戶的使用有所幫助
1、深井水管道流量計(jì)的基本原理
深井水管道流量計(jì)是一種測(cè)量體積流量的儀表,它主要用測(cè)量工業(yè)過(guò)程中各種導(dǎo)電液體的流量。深井水管道流量計(jì)主要是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律, 在垂直于磁場(chǎng)的非磁性的管道里, 導(dǎo)電液體在作切割磁力線的運(yùn)動(dòng), 在與磁場(chǎng)垂直方向上會(huì)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)[ 1 ] 。其計(jì)算公式如下:E=kBDv式中:v(m/s)—流體流動(dòng)速度;D(m)—測(cè)量管內(nèi)徑,;B(T)—磁感應(yīng)強(qiáng)度;k—為系數(shù);E(V)—感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2、深井水管道流量計(jì)測(cè)量誤差原因分析及相應(yīng)的
解決措施
根據(jù)深井水管道流量計(jì)的基本原理可知, 磁場(chǎng)方向、流體流向、電*連線三者的垂直度以及D、B 、k 的變化等都會(huì)引起測(cè)量的誤差,在實(shí)際過(guò)程中,儀表的使用、維護(hù)、安裝方法、安裝環(huán)境、儀表選型等因素也會(huì)影響其測(cè)量的準(zhǔn)確性。
2.1 待測(cè)液體電導(dǎo)率劇變或太低
如果待測(cè)液體電導(dǎo)率變化幅度具大,則導(dǎo)致顯示值波動(dòng)巨大,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致相應(yīng)控制系統(tǒng)無(wú)法正常工作;如果待測(cè)液體電導(dǎo)率太低,會(huì)阻抗電*的輸出,當(dāng)實(shí)際電導(dǎo)率低于下限值時(shí)儀器就無(wú)法正常工作了。解決措施:(1)選擇使用滿足要求的低電導(dǎo)率深井水管道流量計(jì);
(2)裝上保證物料充分混合或足以完成化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器或直管段;
(3)選用其它原理流量計(jì)。
2.2 待測(cè)液體中有氣泡存或者非滿管氣泡產(chǎn)生的原因主要有:(1)液體中溶解氣體轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡析出;(2)外界吸入(如負(fù)壓端管道連接墊圈泄露、泵軸密封性變壞等) 。由于氣泡存在或存在大量空氣,使得測(cè)量結(jié)果也含有氣泡體積的流量,從而產(chǎn)生了測(cè)量誤差。如果氣泡直徑等于或大于電*直徑,有可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量顯示值波動(dòng)、不穩(wěn)定。解決措施:(1)在深井水管道流量計(jì)上游安裝集氣器,定期排氣;(2)更換安裝位置;(3)把深井水管道流量計(jì)安裝在自下而上流動(dòng)的垂直管道上;(4)傳感器安裝別離直接排放口太近;(5)傳感器應(yīng)安裝在控制閥的上游、泵的下游。
2.3 有著層附著在測(cè)量管內(nèi)
因?yàn)?strong>深井水管道流量計(jì)經(jīng)常被用來(lái)測(cè)量非清潔流體的流量, 其大多數(shù)含有有結(jié)垢、沉淀、易粘附等,導(dǎo)致深井水管道流量計(jì)的電*表面和管道內(nèi)壁常會(huì)受到污染, 使得測(cè)量結(jié)果存在誤差。解決措施:(1)定期清洗;(2)提高流速, 使其不低于2m/s, *好保持在3 ～4m/s或以上;(3)選用聚四氯乙烯或玻璃等材料襯里。
2.4 空間電磁波的干擾
深井水管道流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器與傳感器間的電纜較長(zhǎng), 如果在其周?chē)嬖趶?qiáng)的電磁干擾,那么可能會(huì)導(dǎo)致電纜引入干擾信號(hào),使得儀器測(cè)量值非線性、顯示失真、大幅晃動(dòng)等,從而造成誤差。解決措施:(1)采用屏蔽措施,如將電纜單獨(dú)穿在接地鋼管內(nèi)或使用符合要求的屏蔽電纜;(2)使電纜的長(zhǎng)度縮短;(3)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)。
2.5 待測(cè)液體非對(duì)稱(chēng)流動(dòng)
在實(shí)際應(yīng)用常常會(huì)出現(xiàn)待測(cè)液體非對(duì)稱(chēng)流動(dòng),可分為兩種流動(dòng)的組合:(1)純粹的旋渦流,其會(huì)對(duì)輸出產(chǎn)生影響,從而造成測(cè)量誤差;(2)沿管道軸線的直線流,待測(cè)液體的體積流量為管道橫截面的積分。解決措施: ( 1 )上游直管段不足,可安裝流量調(diào)節(jié)器;(2)上下游一定范圍內(nèi)的管道內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑應(yīng)相同;(3)保證上游有足夠的直管段。
2.6 電*與勵(lì)磁線圈對(duì)稱(chēng)性以及安裝點(diǎn)振動(dòng)的問(wèn)題
深井水管道流量計(jì)的勵(lì)磁線圈與電*, 在加工制造過(guò)程中要嚴(yán)格對(duì)稱(chēng), 如果不對(duì)稱(chēng)則會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)偏差,從而影響測(cè)量結(jié)果,造成測(cè)量誤差。此外,深井水管道流量計(jì)對(duì)安裝地點(diǎn)的振動(dòng)也有相當(dāng)高的要求, 比如一體型深井水管道流量計(jì),它要求在振動(dòng)小的場(chǎng)所安裝,否則會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致儀表不能正常工作。
2.7 襯里材料及電*選擇和待測(cè)液體流速的問(wèn)題
襯里材料及電*是直接與待測(cè)液體接觸,因此在選擇他們時(shí)應(yīng)該根據(jù)工作溫度以及待測(cè)液體的特性,如選擇不當(dāng), 就會(huì)造成襯里變形、磨損、結(jié)垢、腐蝕、附著速度快等問(wèn)題,從而使測(cè)量結(jié)果存在誤差,因此,在選擇襯里材料及電*時(shí)應(yīng)該高度重視。此外,還有注意待測(cè)液體流速,一般為0.5～10m/s流速為深井水管道流量計(jì)可測(cè)的范圍,但是*經(jīng)濟(jì)的流速范圍為1.5～3m/s。
2.8 連接的電纜問(wèn)題
深井水管道流量計(jì)實(shí)質(zhì)是由特定的電纜將轉(zhuǎn)換器和傳感器相連,從而形成一個(gè)系統(tǒng),因此,導(dǎo)體橫截面積、分布電容、電纜長(zhǎng)度、屏蔽層數(shù)、絕緣情況等因素都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。解決措施: ( 1 )盡量使用規(guī)定型號(hào)的電纜;(2)將末端應(yīng)連接好、處理好,避免中間接頭;(3)其長(zhǎng)度應(yīng)在允許的范圍之內(nèi),電纜越短越好。
3、結(jié)語(yǔ)
綜述所述, 可知導(dǎo)致深井水管道流量計(jì)測(cè)量結(jié)果存在誤差的因素有很多。因此,只有深入研究深井水管道流量計(jì)的基本原理,并對(duì)其測(cè)量的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,認(rèn)真的找出產(chǎn)生誤差的原因, 并采取相應(yīng)的措施來(lái)減小或避免測(cè)量誤差,這樣才能保障深井水管道流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量、穩(wěn)定運(yùn)行。
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