电磁流量计以无压损、高精度、价格适中等优势,广受石化、化工等行业企业的青睐,在流量计量中担任着重要的角色。然而在实际应用中,受操作不当、设备选择不合理、安装不科学的情况,测量误差就很难避免,给使用者造成麻烦。因此,广大仪表人应当重视各种造成电磁流量计误差的因素。
总的来说,造成电磁流量计误差的主要影响因素可以分为三类:选型不当,待测液影响和干扰。
选型不当
1.待测液体流速
电磁流量计可测的流速范围一般为0.5~10m/s,经济流速范围为1.5~3m/s。实际使用时要根据待测流量大小及电磁流量计可测流速范围来确定测量管内径。
2.电极及衬里材料选择
电极及衬里材料直接与待测液体接触,应根据待测液体的特性(如腐蚀性、磨蚀性等)及工作温度选择电极及衬里材料,如选择不当,则会造成附着速度快、腐蚀、结垢、磨损、衬里变形等问题,进而产生测量误差。
3.电磁稳定
电磁流量计的励磁方式有直流励磁、交流正弦波励磁和双频矩形波励磁等,直流励磁容易产生电极极化和直流干扰问题,交流正弦励磁容易引起零点变动,而双频矩形波励磁既有低频矩形波励磁优良的零点稳定性,又有高频矩形波励磁对流体噪声较强的抑制能力,是一种较理想的励磁方式。实际应用时,应尽量保证电源电压和频率的稳定,以确保磁场强度恒定,减小由于磁场强度变化引起的测量误差。
4.混合相流体测量
用电磁流量计测量液固混合相流体(如含泥沙的水)的流量时,如果选用由单相液体校准的电磁流量计,则会产生测量误差,此时应选择不会引起液固相分离的直管段处安装传感器。
干扰影响
1.空间电磁干扰
转换器与传感器问的电缆线较长,在较强电磁环境下,很易受到干扰,从而引发仪器测量值出现非线情况,很难正常显示。针对这种情况,首先,引入屏蔽措施,可在接地钢管内进行电缆的单独引入,并使用达标的屏蔽电缆;其次,合理缩短电缆长度;再次,与强磁场保持较远距离。
2.连接电缆问题
电磁流量应用的实质是借助特定的电缆,实现转换器与传感器的连接,形成完整的系统,因此导体的横截面积、电容、电缆场地等都会产生不良影响。首先,要保证电缆型号满足要求,实现末端的有效连接,防止出现中间接头现象;其次,控制长度范围,通常越短越好
3.接地问题
因传感器的输出信号很小,通常只要几毫伏,为了提高抗干扰能力,传感器的零电位必须单独可靠接地,且传感器输出信号接地点应与被测流体电气连接。传感器的接地电阻应小于10Ω,在连接传感器的管道内涂有绝缘层或采用非金属管道时,传感器两侧应安装接地环,并可靠接地,以使流体接地,流体电位与地电位相同。
4.电极和电磁线圈对称点安装点振动
电磁流量计的励磁线圈和电极需保证对称,一旦不对称,生产过程中偏差就会引发,测量结果很难保证准确。另外,安装地点需达到较高的防振动标准,否则无法保证测量数值的精准度,甚至诱发仪表的不正常工作。
待测液体影响
1.待测液体电导率剧烈变化
待测液体电导率较大时,会引发显示数值的较大波动,若问题十分严重,则控制系统很难实现正常的运作;而待测液体电导率过低时,电极很难实现正常输出,如果操作中待测液体电导率处于下限值以下范围,那么电磁流量计就很难正常发挥作用。针对这些情况,首先,要立足实际需求,结合相关标准和要求,进行电磁流量计类型的选择;其次,安装反应器或直管段,以保障物料的充分混合,推动化学反应的顺利实现;再次,重新进行流量计类型的甄选。
2.待测液体气泡或非满管
对于气泡,主要来源于液体中溶解的气体发展为游离状态的气泡和外界吸入的气泡。包含大量气泡体积的流量,会影响测量的准确性。若气泡直径过大,甚至超过电极直径的数值,则测量显示过程中会出现不稳定状态,波动无法避免。针对这种情况,首先,可将集气器安装在电磁流量计上,同时按照周期进行排气操作;其次,合理更换安装位置;再次,将垂直管道安装在电磁流量计上,保障自下而上的方向;第四,安装传感器时,避免与排放口距离过近;第五,将传感器安装在控制阀位置,处于其上游位置,或泵的下游。
3.待测液体电导率太低
被测液体电导率降低,会增加电极的输出阻抗,并由转换器输入阻抗引起负载效应而产生测量误差,如果实际电导率低于下限值,则仪器不能正常工作,示值会产生波动。对策:选用其它满足要求的低电导率电磁流量计,如电容式电磁流量计;选用其它原理流量计,如孔板等。
4.测量液体呈现不对称状态
测量中,待测液体存在非对称情况,主要存在两种流动组合:一种为单一的漩涡流;另一种是沿管线轴线的直线流,液体的体积流量为管道截面的积分。针对上游直管段不足的情况,可采用流量调节器进行调整;其次,保证上下游合理范围内管道内径与流量计内径具有相同的数值;再次,为上游留够充足的直管段。
5.测量管内存在着层
电磁流量计常用于测量非清洁流体。非清洁流体内部含有一些沉淀物等物质,使得电磁流量计电极表面或管道内受到污染,造成测量结果误差现象。针对这种情况,首先,定期清洗电磁流量计;其次,合理提升流速,将其控制在4m/s状态;再次,应用聚四氯乙烯等材料的衬里。
关于电磁流量计,大家应该都不陌生,但是看起来挺简单的东西,一个头一个圈,其实里面有很多的奥秘所在,也经常会出现问题!以上内容就是结合现场实例来分析遇到问题时的处理方式。
智能电磁流量计原理是法拉第电磁感应定律,传感器主要组成部分是:测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。
广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理,水利建设等领域。
特点:
1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响;
2、测量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求较低;
3、系列公称通径DN15~DN3000。传感器衬里和电极材料有多种选择;
4、转换器采用新颖励磁方式,功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达1500:1;
5、转换器可与传感器组成一体型或分离型;
6、转换器采用16位高性能微处理器,2x16LCD显示,参数设定方便,编程可靠;
7、电磁流量计为双向测量系统,内装三个积算器:正向总量、反向总量及差值总量;可显示庄、反流量,并具有多种输出:电流、脉冲、数字通讯、HART;
8、转换器采用表面安装技术(SMT),具有自检和自诊断功能。
安装选型:
1、和其它流量计一样,虽然电磁流量计它的测量范围比是30:1,比涡街流量计和差压式流量计都要高,但也是有限制的,许多客户定表时;
常常把它和水表相比较,以为可以测量很低的流速,一般情况下,它只能测0.1m/s.低于此流速电磁流量计就很难正确测量。
所以定货初期对流量范围比要搞清楚。定货时不能按原先管道口径来定货,按你实际流量来定仪表口径。
2、和其它流量计一样,电磁流量计对安装前后直管道也有要求,只不过比其它类流量计要求更低,但关健一点要满足:
就是满管,再满管。不满管的情况下容易引起流量计乱跳;
3、和其它流量计一样,电磁流量计也有防护等级,一般一体式的防护等级为IP65,分体式的为IP68(针对传感器而言);
如果客户对仪表安装环境有要求,安装地点在地下阴井或其它一些潮湿的地方,建议客户选用分体式的。以免选错对仪表造成损害。
4、电磁流量计可以测腐蚀性液体,但定货初期客户要正确提供其它测量介质属性,以免选型时对电极选型上的错误,导致传感器在后期使用过程中报废,给客户带来不便和经济上的损失。
在石化、化工、电力、冶金、市政、制药等行业,流量测量的技术难度和复杂程度都相当高,研究流量测量对于提高产品质量、降低企业的经营成本、解决节能环保起到重要作用。电磁流量计具有无阻力,无压损的优点,可以充分减小管道内的阻力,符合节能降耗的要求,因而电磁流量计在业界得到广泛的重视。不过虽说电磁流量计具有上述优点,而且在可靠性和稳定性方面都比多数其它种类的流量计要好许多,但在实际使用过程中,还是会发生一些问题,下面就为大家罗列一下电磁流量计在工程应用中需要注意的要点。
1.变送器要选择在任何时候测量导管内都能充满液体的位置进行安装,以防止由于测量导管内没有液体而产生指针不在零点引起的错觉。可以是垂直安装,减少由于液体流过在电极上产生气泡而造成的误差。若水平放置时,流量计的两个电极必须保持在同一个水平面上,为了防止沉淀物或在管顶的空气令它绝缘。
2.如有需要,可以让管放空,内置的空管检测线路,会停止累计和流量的信号输出。
3.在有阳极保护的管道里流动的流体,安装电磁流量计时,要遵循下面几点:为了让流体能够良好接地,要使用地环;传感器跟管道连起来时,法兰之间要有绝缘垫,螺杆上也要用上绝缘套。
4.当电磁流量计安装在已接地的金属管道上,通过电磁流量计变送器上的接地端子实现系统电势平衡,即通过截面积不小于6mm2的铜芯电线连接至接地端子上;当电磁流量计安装在未接地的金属管道上,2个法兰均通过截面积至少为6mm2的铜芯电线与管道法兰相连接,并接地;将变送器或传感器接线盒连接至接地端子上,实现系统电势平衡;当电磁流量计安装在塑料管道或带绝缘内衬的管道上,通过附加接地环实现系统电势平衡,接地环通过截面积至少为6mm2的铜芯电线连接至接地端子上。
5.电磁流量变送器应安装在室内干燥通风处,避免安装在环境温度过高的地方,不应受强烈振动,尽量避开具有强烈磁场的设备,如大电机,变压器等,避免安装在有腐蚀性气体的场合,安装地点便于检修,这是保证变送器正常运行的环境条件。
6.为了保证电磁流量变送器测量管内充满被测介质,变迭器可以垂直安装,流向自下而上,尤其是对于液固两相流,必须垂直安装。若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面。
7.电磁流量变送器两端应装阀门和旁路。
8.电磁流量变送器的电极所测出的几毫伏交流电势,是以变送器内液体电位为基础的。为了使液体电位稳定并位变送器与流体保持等电位,以保证稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,转换器外壳也应接地,接地电阻不能大于10欧姆,不能与其它电器设备的接地线共用。如果不能保证变送器外壳与金属管道良好接触,应用金属导线将它们连接起来,再可靠接地。
9.为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输,不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内,信号电缆长度一般不得超过30m。
10.转换器安装地点应避免交、直流强磁场和振动,环境温度为-20~50℃,且不能含有腐蚀性气体,相对湿度不大于80%。
11.为了保证电磁流量计的正常运行,减少测量误差,电磁流量计前后应符合一定的直管段要求。根据JJG 1033-2007《电磁流量计核定规程》测试标准要求,通常前直管段应达到10D,后直管段应为5D。
12.安装位置。电磁流量计可以垂直、水平安装,但推荐垂直安装,且被测流体是自下而上流动。也可以水平安装,但要使两电极在同一水平面上。水平安装时要保证在何时测量导管都充满液体。在主管线是垂直管线时,一般情况下,要求水流是自下而上,尽量不要自上而下。后者容易引起流量波动比较大。安装除满管以外,这点也是很重要的,其次就是前后直管道的距离了。选择便于维修,活动方便的地方。流量计应安装在水泵后端,决不能在抽吸侧安装:阀门应安装在流量下游侧。
13.由于电磁流量计测量的是微弱电势,需排除一切外界干扰才能准确测量,因而良好的接地是保障电磁流量计稳定工作的必要条件。通常接地是通过接地环或传感器内的参考电极和管路系统的接地连接来实现。
14.流量计的安装地点要远离一切磁源(如大功率电机、变压器等)。
15.与其它流量计一样,电磁流量计也有防护等级,通常一体式的防护等级为IP65,分体式的为IP68(针对传感器而言),如果客户对仪表安装环境有要求,安装地点在地下阴井或其它一些潮湿的地方,建议客户选用分体式的。以免选错对仪表造成损害。
16.电磁流量计可以测腐蚀性液体,但定货初期客户要正确提供其它测量介质属性,以免选型时对电极选型上的错误,导致传感器在后期使用过程中报废,给客户带来不便和经济上的损失。
17.电磁流量计虽说可靠性比较好,一般情况下不会损坏,但由于其原理决定,传感器电极表面一直和液体接触,时间久了,电极表面比较容易受污染。所以电磁流量计一般情况下,客户有条件拆的情况下,建议一年到一年半之间拆出来清洗一次电极以保证流量计整机的测量精度。任何仪器仪表都是需要“保养”的,电磁流量计也不例外。