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電磁流量計(jì)測(cè)量牛奶

時(shí)間:2012/9/6閱讀:1127
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 1 影響電磁流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量因素
                            
                        電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來工作的,即導(dǎo)電流體以平均速度υ流過垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng),其感應(yīng)電勢(shì)E通過與流體直接接觸的電極(又稱傳感器)檢測(cè)出來。
                                (1)
                            式中:K為儀表常數(shù);B為磁感應(yīng)強(qiáng)度(T);υ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確定下來后,E與υ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:
                               (2)
                           
                        Q是υ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,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5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D>>d,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。
                        圖2 彎頭及突變管的流速分布
                           
                        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,可以通過安裝流動(dòng)調(diào)整器來調(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,如果附著的厚度是一樣,則可由式(3)計(jì)算:
                              (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,否則可能出現(xiàn)輸出晃動(dòng)、示值不準(zhǔn)等現(xiàn)象.這可通過規(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。
                            2 提高電磁流量測(cè)量準(zhǔn)確性的工程對(duì)策

  2.1 電磁流量計(jì)的特別安裝要求
                           
                        嚴(yán)格按照電磁流量計(jì)安裝要求安裝,并且盡可能地將三臺(tái)電磁流量計(jì)安裝在汽化爐頂部。延長(zhǎng)流量計(jì)的前直管段是解決煤漿加壓泵工作時(shí)造成脈動(dòng)的*辦法。
                            2.2 對(duì)電磁流量計(jì)的特殊加工
                           
                        用量具量出電磁流量計(jì)的法蘭接口尺寸并經(jīng)計(jì)算和設(shè)計(jì),用316錳絡(luò)合金等特殊材質(zhì)加工成接口法蘭的防護(hù)沖刷磨損套。對(duì)電磁流量計(jì)的腔室渡上碳化硅(對(duì)電磁干擾有防護(hù)作用)防護(hù)沖刷磨損膜。對(duì)電磁流量計(jì)感應(yīng)電極渡上碳化鎢防護(hù)沖刷磨損膜。
                            2.3 對(duì)電磁流量計(jì)使用建議
                            2.3.1
                        在單機(jī)試車階段嚴(yán)禁對(duì)電磁流量計(jì)送電,先做好煤漿循環(huán)管線磨損防護(hù),利用水煤漿對(duì)煤漿管線內(nèi)壁除銹,否則鐵銹會(huì)被電磁傳感器內(nèi)壁的磁場(chǎng)吸附在電極附近,對(duì)電極形成極化電壓干擾而造成流量計(jì)的波動(dòng)。氣化爐停車后將電磁流量計(jì)停電后再清洗管線,避免因電磁流量計(jì)傳感器內(nèi)勵(lì)磁形成的磁場(chǎng)使吸附在電極附近的鐵銹不能被沖洗干凈。
                            2.3.2 在正常運(yùn)行階段,突然發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)波動(dòng)、干擾有以下可能:
                            2.3.2.1
                        可能是泵引起的波動(dòng)煤漿泵的某一個(gè)隔膜工作腔出現(xiàn)異常,流量值的變化可能不大,但流場(chǎng)變化較大而引起脈動(dòng),波動(dòng)量加大。及時(shí)觀察煤漿泵每一個(gè)隔膜工作腔體的監(jiān)測(cè)壓力表是否均衡。
                            2.3.2.2 可能是煤漿引起的波動(dòng)
                            煤漿含金屬顆粒量增多,堆積在電極附近,對(duì)電極形成電壓干擾而造成流量計(jì)的波動(dòng),及時(shí)停車拆檢或沖洗。
                            2.3.2.3 電磁流量計(jì)輸出信號(hào)突然出現(xiàn)瞬間尖脈沖干擾。
                           
                        煤漿含的大顆粒金屬或氣泡摩擦,碰撞電極而產(chǎn)生的瞬間尖脈沖干擾,若頻繁的出現(xiàn)要檢查煤漿質(zhì)量。電磁流量計(jì)的傳感器襯里受耐溫的限制,不能使用蒸汽沖洗煤漿管線。

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