造成電磁流量計(jì)測量誤差的原因很多, 包括儀表選型、安裝環(huán)境、安裝方法、使用及維護(hù)等諸多因素。
1、待測液體中含有氣泡
這是一種常見現(xiàn)象, 氣泡的形成有外界吸入(如泵軸密封性變壞、負(fù)壓端管道連接墊圈泄露等)或液體中溶解氣體(空氣)轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡析出兩種途徑, 此時(shí)測量結(jié)果為包括氣泡體積的流量, 這就導(dǎo)致了測量誤差。同時(shí), 如果氣泡直徑大于或等于電極直徑, 還可造成測量值不穩(wěn)定, 使測量顯示值波動(dòng),如一臺(tái)DN2200電磁流量計(jì)因氣泡造成的波動(dòng)可達(dá)20 %～ 50 %。
解決辦法:1)更換安裝位置;2)如安裝位置不易更換, 可在流量計(jì)上游安裝集氣器, 定期排氣。
2、待測液體非滿管
非滿管是含有氣泡的一種極端情況, 此時(shí), 如果液面高于電極水平面, 前后直管段(可取前10D 后5D)比較理想, 測量一般是穩(wěn)定的, 但測量結(jié)果包含了管內(nèi)上半部的氣體體積, 測量誤差大;如果液面低于電極水平面, 則測量回路處于開路狀態(tài), 測量結(jié)果嚴(yán)重失真。
解決辦法:1)盡量將電磁流量計(jì)安裝在自下而上流動(dòng)的垂直管道上;2)很多情況下電磁流量計(jì)水平安裝, 此時(shí)應(yīng)安裝在管道最低端, 且電極軸線應(yīng)平行于地平線(否則處于低位的電極易被沉積物覆蓋);3)傳感器應(yīng)安裝在泵的下游、控制閥的上游, 以防止測量管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓;4)傳感器安裝口應(yīng)有一定的背壓, 別離直接排放口太近;5)現(xiàn)在已有新型電磁流量計(jì), 可用來測量非滿管等自由表面自由流動(dòng)液體流量, 如市政工程下水、工業(yè)廢水排放計(jì)量等。
3、待測液體電導(dǎo)率劇變
如果被測液體電導(dǎo)率高頻率大幅度劇變, 則會(huì)造成顯示值高頻大幅波動(dòng), 甚至無法正常監(jiān)視或相應(yīng)控制系統(tǒng)無法正常工作。這種現(xiàn)象多見于化工行業(yè)。
解決這種問題的辦法是盡量從流量計(jì)下游注入化學(xué)物質(zhì), 如果必須從上游注入時(shí), 則要在上游裝上足以完成化學(xué)反應(yīng)或保證物料充分混合的直管段或反應(yīng)器, 以保證混合分布足夠均勻。
4、待測液體電導(dǎo)率太低
被測液體電導(dǎo)率降低, 會(huì)增加電極的輸出阻抗(由被測液體電導(dǎo)率和電極大小決定), 并由轉(zhuǎn)換器輸入阻抗引起負(fù)載效應(yīng)而產(chǎn)生測量誤差, 如果實(shí)際電導(dǎo)率低于下限值(一般為5μS/cm), 則儀器不能正常工作, 示值會(huì)晃動(dòng)。
解決辦法:1)選用其它滿足要求的低電導(dǎo)率電磁流量計(jì), 如電容式電磁流量計(jì);2)選用其它原理流量計(jì), 如孔板等。
5、空間電磁波干擾
如果傳感器與轉(zhuǎn)換器間的電纜較長且周圍有強(qiáng)電磁干擾, 則電纜可能引入干擾信號(hào), 形成共模干擾, 造成顯示失真、非線性或大幅晃動(dòng)。
解決辦法:1)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(如大電機(jī)、大變壓器和電力電纜附近);2)盡量縮短電纜長度;3)采用屏蔽措施, 包括采用符合要求的屏蔽電纜和將電纜單獨(dú)穿在接地鋼管內(nèi)(不能與電源線同穿于一根管內(nèi))。
6、傳感器接地
傳感器的輸出信號(hào)很小, 通常只要幾毫伏, 為了提高抗干擾能力, 傳感器的零電位必須單獨(dú)可靠接地, 且傳感器輸出信號(hào)接地點(diǎn)應(yīng)與被測流體電氣連接。傳感器的接地電阻通常應(yīng)小于10Ψ, 在連接傳感器的管道內(nèi)涂有絕緣層或采用非金屬管道時(shí), 傳感器兩側(cè)應(yīng)安裝接地環(huán), 并可靠接地, 以使流體接地, 流體電位與地電位相同。
7、測量管內(nèi)有附著層
電磁流量計(jì)常用來測量有易粘附、沉淀、結(jié)垢等非清潔流體的流量, 電極表面和管道內(nèi)壁常會(huì)受到污染。若附著層電導(dǎo)率與流體電導(dǎo)率相近, 則不會(huì)產(chǎn)生原理性誤差, 儀表示值還能正常, 只是流體實(shí)際流通面積有所減小;若附著層為高電導(dǎo)率物質(zhì), 則會(huì)使傳感器二電極間電阻變的很小, 甚至短路, 輸出顯示負(fù)偏差, 甚至不能正常工作;若附著層為絕緣性物質(zhì), 則電極間阻抗增加甚至開路, 使誤差增大, 甚至不能正常工作。
解決辦法:1)盡量選用玻璃或聚四氯乙烯等難附著沉淀的襯里;2)定期清洗, 可采用機(jī)械法或化學(xué)法;3)流速不低于2m/s , 最好提高到3 ～ 4m/s 以上,這樣在一定程度上可起到自動(dòng)清洗管道的目的, 防止粘附沉淀。
8、待測液體非對稱流動(dòng)
正常情況下, 要求流體在管道內(nèi)流速為軸對稱分布, 磁場均勻, E 與v 成正比。而實(shí)際上常會(huì)出現(xiàn)非軸對稱流速分布, 此時(shí), 任一流向可分為兩種流動(dòng)的組合:一種是沿管道軸線的直線流, 它對管道橫截面的積分為待測液體的體積流量;另一種是純粹的旋渦流, 它對管道橫截面的積分為零, 如旋渦流對輸出產(chǎn)生影響, 即產(chǎn)生誤差。
解決辦法:1)上游有足夠的直管段(5D 以上,視具體情況而定), 以保證流速按同心圓分布;2)流量計(jì)內(nèi)徑應(yīng)與上下游一定范圍內(nèi)的管道內(nèi)徑相同,否則會(huì)使流速分布不均勻;3)如果上游直管段不足,可安裝流量調(diào)節(jié)器, 這樣只能作部分補(bǔ)償。
9、連接電纜問題
電磁流量計(jì)是由特定的電纜將傳感器和轉(zhuǎn)換器連成一個(gè)系統(tǒng), 電纜長度、絕緣情況、屏蔽層數(shù)、分布電容及導(dǎo)體橫截面積等都會(huì)對測量結(jié)果產(chǎn)生影響,嚴(yán)重的還可能使流量計(jì)無法正常工作。
解決辦法:1)電纜越短越好, 其長度應(yīng)在允許的范圍之內(nèi), 最大長度由待測液體電導(dǎo)率、屏蔽層數(shù)、分布電容及導(dǎo)體橫截面積等決定;2)應(yīng)避免中間接頭, 末端應(yīng)處理好、連接好;3)盡量使用規(guī)定型號(hào)的電纜。
10、電極及襯里材料選擇問題
電極及襯里材料直接與待測液體接觸, 應(yīng)根據(jù)待測液體的特性(如腐蝕性、磨蝕性等)及工作溫度選擇電極及襯里材料, 如選擇不當(dāng), 則會(huì)造成附著速度快、腐蝕、結(jié)垢、磨損、襯里變形等問題, 進(jìn)而產(chǎn)生測量誤差, 所以在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)給于高度重視。
11、勵(lì)磁穩(wěn)定性問題
電磁流量計(jì)的勵(lì)磁方式有直流勵(lì)磁、交流正弦波勵(lì)磁和雙頻矩形波勵(lì)磁等, 直流勵(lì)磁容易產(chǎn)生電極極化和直流干擾問題, 交流正弦勵(lì)磁容易引起零點(diǎn)變動(dòng), 而雙頻矩形波勵(lì)磁既有低頻矩形波勵(lì)磁優(yōu)良的零點(diǎn)穩(wěn)定性, 又有高頻矩形波勵(lì)磁對流體噪聲較強(qiáng)的抑制能力, 是一種較理想的勵(lì)磁方式。實(shí)際應(yīng)用時(shí), 應(yīng)盡量保證電源電壓和頻率的穩(wěn)定, 以確保磁場強(qiáng)度恒定, 減小由于磁場強(qiáng)度變化引起的測量誤差。
12、待測液體流速問題
電磁流量計(jì)可測的流速范圍一般為0 .5 ～ 10m/s,經(jīng)濟(jì)流速范圍為1 .5 ～ 3m/s 。實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)待測流量大小及電磁流量計(jì)可測流速范圍來確定測量管內(nèi)徑。
13、混合相流體流量測量問題
用電磁流量計(jì)測量液固混合相流體(如含泥沙的水)的流量時(shí), 如果選用由單相液體校準(zhǔn)的電磁流量計(jì), 則會(huì)產(chǎn)生測量誤差, 此時(shí)應(yīng)選擇不會(huì)引起液固相分離的直管段處安裝傳感器。
14、電極與勵(lì)磁線圈對稱性問題
在加工制造過程中, 電磁流量計(jì)的電極與勵(lì)磁線圈要嚴(yán)格對稱, 否則會(huì)存在不對稱偏差, 進(jìn)而對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響, 造成測量誤差。
15、安裝點(diǎn)振動(dòng)問題
電磁流量計(jì)對安裝地點(diǎn)的振動(dòng)有嚴(yán)格要求, 尤其是一體型電磁流量計(jì), 必須安裝在振動(dòng)小的場所,否則會(huì)產(chǎn)生一定的測量誤差, 嚴(yán)重時(shí)儀表不能正常工作。
