電磁流量計使用方法和調(diào)節(jié)手冊
一、電磁流量計的發(fā)展
隨著科學技術的發(fā)展,電磁流量計的技術也在一天比一天進步,它應用的領域越來越多,比較的廣泛。特別是其對液體有比較強的適應性,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,它的應用范圍尤其廣,它幾乎是測量液體流量的實惠儀表,如測麥汁用的麥汁電磁流量計。
二、電磁流量計的作用
流量與溫度、壓力、物位等的測量同為熱工量測量,是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程控制中的重要的測定參數(shù)之一。流量測量與人們的日常生活有著密不可分的關系。因此,作為流量測***的流量計,應用范圍很廣。其應用遍及鋼鐵、冶金、給水、排水、石油、化工、食品、醫(yī)療、環(huán)保、航空、航海、航天、農(nóng)業(yè)灌溉等部門。
然而,就流體流動量的檢測而言,要比溫度、壓力等其他參量檢測困難得多。其原因在于,流量這個參數(shù)受輸送流體的工作條件如壓力、溫度、流動狀態(tài)、流體的種類、形狀等參數(shù)的影響。要達到正確測量的目的,必須采用不同的測量儀表和不同的補償措施。這就是說,流量計的種類和品種是十分繁多的。例如,考慮到測量不同的流體狀態(tài),則有氣體、水、蒸汽、油等不同的流量計。同樣是液體測量,使用的流量計也有不同。譬如,使用電磁流量計可測量導電液體流量,但隨著流體導電性質(zhì)不同,液態(tài)金屬流量測量需要使用直流磁場或者低頻勵磁的電磁流量計;低電導率流體測量要用電容型電磁流量計等等。因此,研究和使用流量計相對于其他測量儀表要困難得多。只有結(jié)合具體測量的流體對象和測量的目的,針對性地選擇適當?shù)牧髁坑?,才能合理、?jīng)濟、可靠、準確地進行有效的流量測量。
三、關于電磁流量計基本參數(shù)、特點、工作原理和量程范圍
(一)電磁流量計
能源計量用流量計往往跟企業(yè)的效益有直接的聯(lián)系,是進行貿(mào)易結(jié)算的依據(jù),進行能源的科學管理、提高經(jīng)濟效益的重要手段。電磁流量計圖1(Electromagnetic Flowmeter)是一種根據(jù)法拉第電磁感應定律來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表,采用單片機嵌入式技術,實現(xiàn)數(shù)字勵磁,同時在電磁流量計上采用CAN現(xiàn)場總線。它是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成,是基于法拉第電磁感應定律工作的,用來測量電導率大于5μs/cm的導電液體的流量,同時也是一種測量導電介質(zhì)流量的儀表。除了可以測量一般導電液體的流量外,還可以用于測量強酸、強堿等強腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體,如泥漿、礦漿、紙漿等。
在許多場合下,“監(jiān)控目的”與“計量目的”會同時出現(xiàn)。譬如,土木施工中澆注水泥漿,使用流量計測量水泥漿流量不僅可以控制澆灌速度,保證澆注質(zhì)量,而且可以根據(jù)計算要求,通過流量計控制澆注的水泥總量,既保證了澆注澆灌質(zhì)量,又不浪費水泥漿。再如,使用流量計可以快速、準確地完成飲料生產(chǎn)自動裝袋、裝罐,不僅保證所裝袋、罐飲料的質(zhì)量,而且提高了工作效率,減小了工人的勞動強度。
對于“監(jiān)控目的”的流量計,要求以測量可靠、穩(wěn)定為主,測量精度為次要。而對“計量目的”的流量計,不僅要求測量穩(wěn)定、可靠,對測量精度的要求也很高。因此,對于同樣能夠測量流體的流量計,有些只適用于“監(jiān)控目的”用,有些可以適用于“計量目的”。譬如,容積式流量計多用作“計量目的”,面積式轉(zhuǎn)子流量計多用作“監(jiān)控目的”。電磁流量計是既可以用作“監(jiān)控目的”,又可以用作“計量目的”的流量計。
(二)電磁流量計的分類
電磁流量計的種類:一體式、插入式、分體式。
效驗方法:管道標定。
工作原理:是根據(jù)法拉第電磁感應原理,再與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當導電液體沿測量管軸線運動時,導電液體切割磁力線產(chǎn)生感應電勢。主要有在線和離線校驗兩種。
在線校驗:采用外夾式超聲波流量計對電磁流量計測量的管道進行比對校驗,驗證電磁流量計是否偏差過大。這種方法精度偏低,只能定性的判定結(jié)果。
離線檢驗:就是在標定裝置上進行檢驗,一般介質(zhì)為水。標定裝置有容積式標準裝置、稱重式標準裝置兩大類。通過標定就可以準確地得出被測的電磁流量計精度了。
按流量傳感器與管道連接方式分類,有螺紋連接(油任連接的高壓電磁流量計)、夾持型(電磁流量計)、法蘭型、衛(wèi)生型(電磁流量計)、插入型(電磁流量計)。按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類,有分體型和一體型。
按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類,有接觸型和非接觸型。
按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類,有短管型和插入型(電磁流量計)。
按用途分類,有防侵水型、防爆型電磁流量計、衛(wèi)生型、通用型和用于明渠流量測量的潛水型(明渠流量計)。
電磁流量計按激磁電流方式分為直流激磁,交流激磁,低頻矩形波激磁,雙頻激磁。
電磁流量計按輸出信號連接和激磁(或電源)連線制式分為四線制,二線制。
電磁流量計是應用導電體在磁場中運動產(chǎn)生感應電動勢,而感應電動勢又和流量大小成正比,通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。其測量精度和靈敏度都較高。工業(yè)上多用以測量水、礦漿等介質(zhì)的流量??蓽y***大管徑達2m,而且壓損極小。但導電率低的介質(zhì),如氣體、蒸汽等則不能應用。
電磁流量計造價較高,且信號易受外磁場干擾,影響了在工業(yè)管流測量中的廣泛應用。為此,產(chǎn)品在不斷改進更新,向微機化發(fā)展。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,流動工質(zhì)的溫度、壓力等運行參數(shù)不斷提高,在高溫高壓的情況下,由于材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等方面的原因,直接式質(zhì)量流量計的應用遇到困難,而間接式質(zhì)量流量計由于密度計受濕度和壓力適用范圍的限制,往往也不好實際應用。因此,在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的是溫度壓力補償式質(zhì)量流量計。可把它看作一種間接式質(zhì)量流量計,不是配用密度計,而是利用溫度、壓力與密度間的關系,用溫度、壓力信號經(jīng)函數(shù)運算為密度信號,與容積流量相乘而得到質(zhì)量流量.目前溫度、壓力補償式質(zhì)量流量計雖已實用化,但當被測介質(zhì)參數(shù)變化范圍很大或很迅速時,正確地補償將很困難或不可能,因此進一步研究在實際生產(chǎn)中適用的質(zhì)量流量計和密度計還是一個課題。
(三)電磁流量計的工作原理
電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應定律。流量計的流量管內(nèi)壁襯上了絕緣材料,是一種非導磁合金短管。兩只電極沿著管徑方向穿通管壁從而固定在測量管上。它的電極頭與襯里內(nèi)表面基本上是齊平的。歷次線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。這個時候,如果具有一定電導率的流體經(jīng)過測量管時,將會切割磁力線感應出電動勢E。電動勢E與磁通量彌補B成正比關系,測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動勢E(流量信號)由電極檢測出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將接收到的流量信號放大進行處理后,即可顯示流體流量,同時能輸出脈沖,模擬電流信號,用于流量的調(diào)節(jié)和控制。
E=KBdv,式中:E-電極間的信號電壓(v);B-磁通密度(T);d-測量管內(nèi)徑(m);V-平均流速(m/s)。K,d為常數(shù),由于勵磁電流是保持恒流的,故B也是常數(shù),則由E=KBdv可知,體積流量Q與信號電壓E成正比,即流速感應的信號電壓E與體積Q成線性關系。因此只要測量出E就可以確定流量Q,這就是電磁流量計的基本工作原理。
該電磁流量計的工作原理可以如下圖2所示:
(四)電磁流量計的量程范圍
一般工業(yè)用電磁流量計被測介質(zhì)流速以2-4m/s為宜,在特殊情況下,較低流速應不小于0.2m/s,***高應不大于8m/s。若介質(zhì)中含有固體顆粒,為防止襯里和電極的過分磨擦,常用流速應小于3m/s,對于電磁流量計粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用,有利于提高測量精度。
四、電磁流量計流量時易產(chǎn)生誤差的原因及解決辦法
1.準確度等級。流量計在規(guī)定的流量范圍內(nèi)準確度等級、***大允許誤差應符合表1的規(guī)定。流量計誤差表示使用相對示值誤差。
2.引用誤差。對于用于瞬時流量指示的流量計誤差表示也可使用引用誤差,其***大允許誤差系列應符合表1規(guī)定,其檢定結(jié)果的標書中不再給出準確等級,而使用其***大允許誤差表示,且還應在***大允許誤差后標注FS,如±0.5%FS。
3.誤差表示方法和選取原則。在一臺流量計的一次檢定中,應按照準確度等級和引用誤差之中的一種給出流量計誤差表示方法;對于使用相對示值誤差和引用誤差組合表示誤差的流量計,一次檢定中也應統(tǒng)一使用一種方法表示其誤差。
4.重復性。流量計的重復性不得超過相應準確度等級規(guī)定的***大允許誤差值的1/3。電磁測量計的局限性在于其傳感器輸出的訊號比較微弱,只有幾微伏到幾毫伏的電壓,這就說明了在安裝電磁流量計時要具備很高的技術,同時被測介質(zhì)與周圍環(huán)境對電磁流量計的測量精度也有很大的影響。
不同的介質(zhì)對電磁流量計測量會有誤差,對現(xiàn)實工況條件下流量的修定方法,當前瞬時流量為Q1,K系數(shù)為K1時,要調(diào)整當前流量,可以通過修改當前K系數(shù)來實現(xiàn),當實際想要的流量為Q2時,就需要修改當前K系數(shù)K1的值。
假定新的K系數(shù)值為K2,K2就等于實際想要的流量Q2除以瞬時流量為Q1,乘以當前的k系數(shù)K1。
即:K2=(Q2/Q1)*K1
例:表上顯示當前瞬時流量為Q1=3.1821,表內(nèi)K系數(shù)K1=0.831(各個表不同,實際想要的流量Q2=3.8258,則可以通過修改K1來得到實際想要的流量即:K2=(Q2/Q1)*K1=(3.8258/3.1821)×0.831=0.999,將得到的K2,重新輸入表中,替代原來的K1,將得到新的瞬時流量Q2。
通過閱讀本文,相信你對電磁流量計怎么使用和調(diào)節(jié)都有了一定的了解,遇到一些不懂的地方還是需要和我們廠家進行聯(lián)系。