流量计测量误差原因剖析1
电磁流量计测量误差原因分析
摘要 简要介绍了电磁流量计的基本原理，结合实际，详细分析了电磁流量计测量误差产生的原因，并给出了相应减小测量误差的措施。
关键词 电磁流量计；测量误差；对策
引言
电磁流量计由于具有许多优点，现已被广泛应用于冶金、石化、化工、电力、环保、废水及城市公用事业等许多领域，在流量计量中发挥着巨大的作用。在实际应用中，电磁流量计具有非常严格的使用要求，如果设备选型、安装或使用不当，则会引起测量误差增大、示值不稳。因此，研究电磁流量计测量误差产生的原因及相应的解决办法就显得尤为重要。
1基本原理
电磁流量计是一种测量体积流量的仪表, 它主要用测量工业过程中各种导电液体的流量。电磁流量计主要是根据法拉第电磁感应定律, 在垂直于磁场的非磁性的管道里, 导电液体在作切割磁力线的运动, 在与磁场垂直方向上会产生了感应电动势。其计算公式如下:
E=kBDv
式中:v(m/s)—流体流动速度;D(m)—测量管内径,;B(T)—磁感应强度;k —为系数;E(V)—感应电动势。
2测量误差原因分析及对策
根据电磁流量计的基本原理可知, 磁场方向、流体流向、电极连线三者的垂直度以及D 、B 、k 的变化等都会引起测量的误差, 在实际过程中, 仪表的使用、维护、安装方法、安装环境、仪表选型等因素也会影响其测量的准确性。
2.1 待测液体电导率剧变或太低
如果待测液体电导率变化幅度具大, 则导致显示值波动巨大, 严重时导致相应控制系统无法正常工作; 如果待测液体电导率太低, 会阻抗电极的输出, 当实际电导率低于下限值时仪器就无法正常工作了。解决措施:(1)选择使用满足要求的低电导率电磁流量计;(2)装上保证物料充分混合或足以完成化学反应的反应器或直管段;(3)选用其它原理流量计。
2.2 待测液体中有气泡存或者非满管
气泡产生的原因主要有:(1)液体中溶解气体转变成游离状气泡析出;(2)外界吸入(如负压端管道连接垫圈泄露、泵轴密封性变坏等) 。由于气泡存在或存在大量空气, 使得测量结果也含有气泡
体积的流量, 从而产生了测量误差。如果气泡直径等于或大于电极直径, 有可能会导致测量显示值波动、不稳定。解决措施:(1)在电磁流量计上游安装集气器, 定期排气;(2)更换安装位置;(3)把电磁流量计安装在自下而上流动的垂直管道上;(4)传感器安装别离直接排放口太近;(5)传感器应安装在控制阀的上游、泵的下游。
2.3 有着层附着在测量管内
因为电磁流量计经常被用来测量非清洁流体的流量, 其大多数含有有结垢、沉淀、易粘附等, 导致电磁流量计的电极表面和管道内壁常会受到污染, 使得测量结果存在误差。解决措施:(1)定期清洗;(2)提高流速, 使其不低于2m/s,最好保持在3～4m/s或以上;(3)选用聚四氯乙烯或玻璃等材料衬里。
2.4 空间电磁波的干扰
转换器与传感器间的电缆较长, 如果在其周围存在强的电磁干扰, 那么可能会导致电缆引入干扰信号, 使得仪器测量值非线性、显示失真、大幅晃动等, 从而造成误差。解决措施:(1)采用屏蔽措施, 如将电缆单独穿在接地钢管内或使用符合要求的屏蔽电缆;(2)使电缆的长度缩短;(3)尽量远离强磁场。
2.5 待测液体非对称流动
在实际应用常常会出现待测液体非对称流动, 可分为两种流动的组合:(1)纯粹的旋涡流, 其会对输出产生影响, 从而造成测量误差;(2)沿管道轴线的直线流, 待测液体的体积流量为管道横截面的积分。解决措施:(1)上游直管段不足, 可安装流量调节器;(2)上下游一定范围内的管道内径与流量计内径应相同;(3)保证上游有足够的直管段。
2.6 电极与励磁线圈对称性以及安装点振动的问题
电磁流量计的励磁线圈与电极, 在加工制造过程中要严格对称, 如果不对称则会产生不对称偏差, 从而影响测量结果, 造成测量误差。此外, 电磁流量计对安装地点的振动也有相当高的要求, 比如一体型电磁流量计, 它要求在振动小的场所安装, 否则会产生测量误差, 严重时导致仪表不能正常工作。
2.7 衬里材料及电极选择和待测液体流速的问题
衬里材料及电极是直接与待测液体接触, 因此在选择他们时应该根据工作温度以及待测液体的特性, 如选择不当, 就会造成衬里变形、磨损、结垢、腐蚀、附着速度快等问题, 从而使测量结果存在误差, 因此, 在选择衬里材料及电极时应该高度重视。此外, 还有注意待测液体流速, 一般为0.5～10m/s流速为电磁流量计可测的范围, 但是最经济的流速范围为1.5～3m/s。
2.8 连接的电缆问题
电磁流量计实质是由特定的电缆将转换器和传感器相连, 从而形成一个系统, 因此, 导体横截面积、分布电容、电缆长度、屏蔽层数、绝缘情况等因素都会影响测量结果。解决措施:(1)尽量使用规定型号的电缆;(2)将末端应连接好、处理好, 避免中间接头;(3)其长度应在允许的范围之内, 电缆越短越好。
3结语
综述所述, 可知导致电磁流量计测量结果存在误差的因素有很多。因此, 只有深入研究电磁流量计的基本原理, 并对其测量的各个环节进行分析, 认真的找出产生误差的原因, 并采取相应的措施来减小或避免测量误差, 这样才能保障电磁流量计准确计量、稳定运行。
参考文献
[1]陈秉光，电磁流量计应用中有关问题探讨[J].计量技术，2003
[2]王敏. 电磁流量计使用之忌及其对策[J].自动化仪表，2005,26（3）