1.簡(jiǎn)述
電磁流量計(jì)是基于法拿第電磁感應(yīng)定律,按照定律,導(dǎo)體通過磁場(chǎng)作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。其E=K*B*V*D。
式中:E：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、K：儀表常數(shù)、B：磁感應(yīng)強(qiáng)度、V：平均流速、D：測(cè)量管內(nèi)直徑。因此,當(dāng)感應(yīng)強(qiáng)度為常數(shù)時(shí),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(dòng)方向的磁場(chǎng)時(shí),在液體上產(chǎn)生一感應(yīng)電壓,該電壓由兩個(gè)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(hào)。
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(yùn)公司采用腰輪流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量,而我廠采用罐標(biāo)定計(jì)量,由于計(jì)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(jì),它是由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成的電磁流量計(jì)。它的主要特點(diǎn)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(cè)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(cè)量誤差小于滿量程的0.5%,流速的測(cè)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(hào)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(lì)磁線圈為脈動(dòng)的直流電流,可不進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整,并把電極上的感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)換成所需要的輸出信號(hào)。測(cè)量準(zhǔn)確度高。
3.系統(tǒng)功能
傳感器的磁場(chǎng)是由轉(zhuǎn)換器提供近于矩形波電流給勵(lì)磁線圈而產(chǎn)生的,這勵(lì)磁電流在正、負(fù)值之間交變。在正比于勵(lì)磁電流的磁場(chǎng)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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換器中的另一電壓減去。減法往往在勵(lì)磁電流已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)才發(fā)生,因此,會(huì)抑制幅值恒定的干擾電壓或相對(duì)于測(cè)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,為了確保工作,保證傳感器充滿介質(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(chǎng)感應(yīng)電流會(huì)沿著金屬管和介質(zhì)中流動(dòng),對(duì)電磁流量測(cè)量系統(tǒng)的被測(cè)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(hào)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(shí)就會(huì)被傳換器抑止,不影響測(cè)量精度,因?yàn)闇y(cè)量信號(hào)的頻率不同于干擾電壓的頻率。
5.標(biāo)定及投運(yùn)
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(shí)轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)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(dòng)。采用湖南省計(jì)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(shí)采取讀取流量檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量罐值與表計(jì)累積值進(jìn)行比對(duì),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(jì)量罐的誤差
我們?cè)跇?biāo)定完畢后,對(duì)其進(jìn)行了安裝投運(yùn),采取實(shí)測(cè)鹵水罐中鹵水凈增量(用皮尺測(cè)量水位上升高度,貯罐直徑9000mm,忽略貯罐的形變和皮尺測(cè)量誤差),與表計(jì)量進(jìn)行比對(duì),其結(jié)果見表2。
表中;測(cè)量誤差=電磁流量計(jì)累積量-標(biāo)準(zhǔn)容器累積量相對(duì)誤差=[(電磁流量計(jì)累積量-標(biāo)準(zhǔn)容器累積量)/標(biāo)準(zhǔn)容器累積量]*99%
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(cè)量高度帶來誤差;(3)貯缸形變?cè)斐傻恼`差。
6.結(jié)束語
通過電磁流量計(jì)在鹵水流量測(cè)量的投運(yùn)3年多運(yùn)行情況看,該儀表性能穩(wěn)定可靠,測(cè)量準(zhǔn)確,由于它的測(cè)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(yùn)公司及我廠供應(yīng)部門的好評(píng),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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