1.簡述
電磁流量計是基于法拿第電磁感應(yīng)定律,按照定律,導(dǎo)體通過磁場作切割磁力線運動時,就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E。其E=K*B*V*D。
式中:E：感應(yīng)電動勢、K：儀表常數(shù)、B：磁感應(yīng)強(qiáng)度、V：平均流速、D：測量管內(nèi)直徑。因此,當(dāng)感應(yīng)強(qiáng)度為常數(shù)時,感應(yīng)電壓正比于平均流速。在電磁流量傳感器中,液體通過垂直于流動方向的磁場時,在液體上產(chǎn)生一感應(yīng)電壓,該電壓由兩個與介質(zhì)接觸的導(dǎo)電電極檢出,并傳至轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號。
2.選型
鹵水是我廠電解法生產(chǎn)燒堿(NaOH)的工業(yè)原料,航運公司采用腰輪流量計進(jìn)行計量,而我廠采用罐標(biāo)定計量,由于計量方式上的不同,造成的數(shù)據(jù)偏差,使得供需雙方均不滿意。為此,我們根據(jù)裝置的工藝情況及鹵水的化學(xué)性質(zhì),選用了電磁流計,它是由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成的電磁流量計。它的主要特點是采用聚四氯乙烯襯里、釹材料電極,以及抗環(huán)境腐蝕,具有靜電粉末涂層的鋁質(zhì)型外殼。并且能(1)用于精確測量電導(dǎo)率大于20us/cm的液體體積流量。
(2)它的成套系統(tǒng)測量誤差小于滿量程的0.5%,流速的測量范圍在0.5-10m/s之間,可以用數(shù)字拔盤調(diào)整設(shè)定流速值。(3)傳感器安裝在管道上,而信號轉(zhuǎn)換器是與傳感器分開安裝的。(4)轉(zhuǎn)換器供給傳感器勵磁線圈為脈動的直流電流,可不進(jìn)行零點調(diào)整,并把電極上的感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)換成所需要的輸出信號。測量準(zhǔn)確度高。
3.系統(tǒng)功能
傳感器的磁場是由轉(zhuǎn)換器提供近于矩形波電流給勵磁線圈而產(chǎn)生的,這勵磁電流在正、負(fù)值之間交變。在正比于勵磁電流的磁場強(qiáng)度的作用下產(chǎn)生相同頻率的正、負(fù)交變且正比于流量的信號電壓。在傳感器兩電極上產(chǎn)生的正負(fù)交變電壓被來自信號轉(zhuǎn)換器中的另一電壓減去。減法往往在勵磁電流已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定值時才發(fā)生,因此,會抑制幅值恒定的干擾電壓或相對于測量同期變化緩慢的外來電壓,在傳感器或連接電纜耦合處產(chǎn)生的市電干擾電壓也同樣被抑制。
4.傳感器的安裝
傳感器安裝在鹵水貯罐頂部,為了確保無故障工作,保證傳感器完全充滿介質(zhì),采用水平安裝,以確保兩電極的軸線處于水平位置、為了防止電極沾污,并排除由氣泡接觸引起的損失,在傳感器上游用一根直立上升管,并開只排氣孔。由于絕緣故障電流或由外界電磁場感應(yīng)電流會沿著金屬管和介質(zhì)中流動,對電磁流量測量系統(tǒng)的被測介質(zhì)起導(dǎo)電體的作用,這些電流能夠在傳感器的電極上引起干擾電壓,它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過信號電壓。所以接地必須不傳送任何干擾電壓,因此、其他的電氣設(shè)備不應(yīng)接到相同的接地線上。通過接地系統(tǒng)將圍繞傳感器的許多干擾電流導(dǎo)通,剩余的干擾電壓只要達(dá)到5mVeff(電極間差分值)時就會被傳換器抑止,不影響測量精度,因為測量信號的頻率不同于干擾電壓的頻率。
5.標(biāo)定及投運
標(biāo)定是在水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行的,采用的是靜態(tài)容積法。首先將傳感器置于充滿介質(zhì)的中“零”流速中,此時轉(zhuǎn)換器的輸出信號必須為零。具體操作為,標(biāo)定前,先關(guān)閉傳感器上游或下游管道閥門,使管內(nèi)液體停止流動。采用湖南省計量試研究所標(biāo)定的流量檢定裝置進(jìn)行標(biāo)定。其標(biāo)準(zhǔn)量器容積為5m3,標(biāo)定時采取讀取流量檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)計量罐值與表計累積值進(jìn)行比對,結(jié)果如表1。
誤差來源主要是,(1)標(biāo)定裝置的誤差、(2)讀取標(biāo)準(zhǔn)計量罐的誤差
我們在標(biāo)定完畢后,對其進(jìn)行了安裝投運,采取實測鹵水罐中鹵水凈增量(用皮尺測量水位上升高度,貯罐直徑9000mm,忽略貯罐的形變和皮尺測量誤差),與表計量進(jìn)行比對,其結(jié)果見表2。
表中;測量誤差=電磁流量計累積量-標(biāo)準(zhǔn)容器累積量相對誤差=[(電磁流量計累積量-標(biāo)準(zhǔn)容器累積量)/標(biāo)準(zhǔn)容器累積量]*****
由以上數(shù)據(jù)可知,表的穩(wěn)定性較好。造成誤差的主要原因有:
(1)儀表零位偏低;(2)用皮尺測量高度帶來誤差;(3)貯缸形變造成的誤差。
6.結(jié)束語
通過電磁流量計在鹵水流量測量的投運3年多運行情況看,該儀表性能穩(wěn)定可靠,測量準(zhǔn)確,由于它的測量沒有節(jié)流裝置,克服了輸送管內(nèi)的壓力損失,取得了航運公司及我廠供應(yīng)部門的好評,從使用至今,一直以它作為我廠與供方用于貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)。
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如何正確選擇智能電磁流量計的供電方式
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