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智能電磁流量計(jì)勵(lì)磁方式和精度對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響

閱讀:1149發(fā)布時(shí)間:2015-1-15

  近年來隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于測(cè)量要求的提高,也同時(shí)帶來了儀表生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)步,智能電磁流量計(jì)作為一種流量測(cè)量裝置其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷地向縱深發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用范圍上,一般來說小口徑、微小口徑常用于食品工業(yè)、生物工程等求的場(chǎng)所。中小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所,如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏,長(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)量和控制。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。
  

  市場(chǎng)上通用型智能電磁流量計(jì)的性能有較大差別,有些精度高、功能多,有些精度低、功能簡(jiǎn)單。功能度高的儀表基本誤差為(土0.5%一士1%)R,精度低的儀表則為(士1.5%一士2.5%)FS。價(jià)格相差1一2倍。因此測(cè)量精度要求不很高的場(chǎng)所(例如非貿(mào)易核算僅以控制為目的,只要求高可靠性和優(yōu)良重復(fù)性的場(chǎng)體就切割磁力線。如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極(圖3—17)則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布,兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì):e=BD(3-36)式中,為管道截面上的平均流速。由此可得管道的體積流量為:qv=πDUˉ=(3-37)由上式可見,體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是智能電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。
  
  需要說明的是,要使式(3—37)嚴(yán)格成立,必須使測(cè)量條件滿足下列假定:①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;③被測(cè)液體是非磁性的;④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。智能電磁流量計(jì)原理簡(jiǎn)圖1-磁極;2-電極;3-管道(二)勵(lì)磁方式勵(lì)磁方式即產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式。由前述可知,為使式(3—37)嚴(yán)格成立,*個(gè)必須滿足的條件就是要有一個(gè)均勻恒定的磁場(chǎng)。為此,就需要選擇一種合適的勵(lì)磁方式。目前,一般有三種勵(lì)碰方式,即直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁?,F(xiàn)分別予以介紹。
  
  1、直流勵(lì)磁直流勵(lì)磁方式用直流電產(chǎn)生磁場(chǎng)或采用*磁鐵,它能產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場(chǎng)。這種直流勵(lì)磁變送器的zui大優(yōu)點(diǎn)是受交流電磁場(chǎng)干擾影響很小,因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響。但是,使用直流磁場(chǎng)易使通過測(cè)量管道的電解質(zhì)液體被極化,即電解質(zhì)在電場(chǎng)中被電解,產(chǎn)生正負(fù)離子。在電場(chǎng)力的作用下,負(fù)離子跑向正極,正離子跑向負(fù)極。如圖3—18所示。這樣,將導(dǎo)致正負(fù)電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴(yán)重影響智能電磁流量計(jì)的正常工作。所以,直流勵(lì)磁一般只用于測(cè)量非電解質(zhì)液體,如液態(tài)金屬等。
  
  2、交流勵(lì)磁目前,工業(yè)上使用的智能電磁流量計(jì),大都采用工頻(50Hz)電源交流勵(lì)磁方式,即它的磁場(chǎng)是由正弦交變電流產(chǎn)生的,所以產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是一個(gè)交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)變送器的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了電極表面的極化于擾。另外,由于磁場(chǎng)是交變的,所以輸出信號(hào)也是交變信號(hào),放行比較,根據(jù)流量的增減來判斷井下管柱密封情況。若注水管柱有泄漏,超聲波流量計(jì)則流量的測(cè)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)上部高、下部低的情況;若底部凡爾球的密封不好,則在撞擊筒會(huì)出現(xiàn)流量不為零的情況。
  
  3、低頻方波勵(lì)磁這種勵(lì)磁方式應(yīng)用較少,在一些特殊要求的領(lǐng)域才會(huì)遇到,介于篇幅,這里不作詳述。
  
  智能電磁流量計(jì)應(yīng)用中主要存在以下幾點(diǎn)不足,需要用戶予以關(guān)注:
  
 ?。?)儀器井下定位問題。由于儀器本身沒有深度定位裝置,儀器下入深度的計(jì)量是靠絞車上的深度計(jì)數(shù)器來完成。深度計(jì)數(shù)器計(jì)量結(jié)果的精度不但與計(jì)數(shù)器本身有關(guān),而且還與工作環(huán)境有關(guān)。如果深度誤差太大,測(cè)量結(jié)果就失去意義。因此,深度校正是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的一個(gè)關(guān)鍵問題。
  
  (2)儀器的標(biāo)定問題。儀器是用清水標(biāo)定的,若注入介質(zhì)改為污水或其它非清水介質(zhì)時(shí)會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生什么樣的影響,也是應(yīng)用中要考慮的一個(gè)問題。在實(shí)際應(yīng)用中,常常需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定,且要保證標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性wwww.harzkj。。com。
  
 ?。?)管徑變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。通常應(yīng)用的智能電磁流量計(jì)是中心流速式的,儀器的標(biāo)定是在特制的管道中完成的,如果測(cè)量環(huán)境與標(biāo)定環(huán)境不同,就會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差。以內(nèi)流式儀器為例,若它在內(nèi)徑為Ф62mm光油管中標(biāo)定,在內(nèi)徑為Ф59mm的涂料油管中測(cè)量時(shí)就會(huì)引入zui大15.28%的誤差。這是系統(tǒng)誤差,因此在儀器測(cè)量過程中要搞清楚被測(cè)管道的內(nèi)徑,解釋資料時(shí)要扣除因管徑變化引起的測(cè)量誤差。大量實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)表明,由管徑變化引起的誤差都在10%以內(nèi)。
  
 ?。?)不能連續(xù)測(cè)量。流量計(jì)如果能連續(xù)測(cè)量管柱內(nèi)的流動(dòng)剖面,就能直觀地反映出整個(gè)井筒內(nèi)的吸水情況,這樣有利于測(cè)井資料的解釋。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷,智能電磁流量計(jì)目前還不能*實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量。
  
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