电磁流量计测量误差分析与对策研究

电磁流量计测量误差分析与对策研究

摘要:根据电磁流量计的测量原理,分析了电磁流量计测量误差的原因,并针对其提出了一些减小或避免误差的措施。

关键词:电磁流量计测量误差分析对策

电磁流量计作为当前流程工业广泛使用的流量计,它具有许多优点,比如耐腐蚀、无磨损、不产生附加压降等。但是由于电磁流量计使用要求十分严格,如果在实际应用中操作不当比如设备选型不当、安装或使用不当等,就会导致其测量存在误差。从而给使用者带来了不必要的麻烦。因此,认真研究并分析电磁流量计测量误差产生的原因,并提出相应的解决措施具有重要的意义。

1 电磁流量计的基本原理

电磁流量计是一种测量体积流量的仪表,它主要用测量工业过程中各种导电液体的流量。电磁流量计主要是根据法拉第电磁感应定律,在垂直于磁场的非磁性的管道里,导电液体在作切割磁力线的运动,在与磁场垂直方向上会产生了感应电动势[1]。其计算公式如下: E=kBDv

式中:v(m/s)—流体流动速度;D(m)—测量管内径,;B(T)—磁感应强度;k—为系数;E(V)—感应电动势。

2 电磁流量计测量误差原因分析及相应的解决措施

根据电磁流量计的基本原理可知,磁场方向、流体流向、电极连线三者的垂直度以及D、B、k的变化等都会引起测量的误差,在实际过程中,仪表的使用、维护、安装方法、安装环境、仪表选型等因素也会影响其测量的准确性。

2.1 待测液体电导率剧变或太低

如果待测液体电导率变化幅度具大,则导致显示值波动巨大,严重时导致相应控制系统无法正常工作;如果待测液体电导率太低,会阻抗电极的输出,当实际电导率低于下限值时仪器就无法正常工作了。解决措施:(1)选择使用满足要求的低电导率电磁流量计;(2)装上保证物料充分混合或足以完成化学反应的反应器或直管段;(3)选用其它原理流量计。

2.2 待测液体中有气泡存或者非满管

气泡产生的原因主要有:(1)液体中溶解气体转变成游离状气泡析出;(2)外界吸入(如负压端管道连接垫圈泄露、泵轴密封性变坏等)。由于气泡存在或存在大量空气,使得测量结果也含有气泡体积的流量,从而产生了测量误差。如果气泡直径等于或大于电极直径,有可能会导致测量显示值波动、不稳定。解决措施:(1)在电磁流量计上游安装集气器,定期排气;(2)更换安装位置;(3)把电磁流量计安装在自下而上流动的垂直管道上;(4)传感器安装别离直接排放口太近;(5)传感器应安

装在控制阀的上游、泵的下游。

2.3 有着层附着在测量管内

因为电磁流量计经常被用来测量非清洁流体的流量,其大多数含有有结垢、沉淀、易粘附等,导致电磁流量计的电极表面和管道内壁常会受到污染,使得测量结果存在误差。解决措施:(1)定期清洗;(2)提高流速,使其不低于2m/s,最好保持在3～4m/s或以上;(3)选用聚四氯乙烯或玻璃等材料衬里。

2.4 空间电磁波的干扰

转换器与传感器间的电缆较长,如果在其周围存在强的电磁干扰,那么可能会导致电缆引入干扰信号,使得仪器测量值非线性、显示失真、大幅晃动等,从而造成误差。解决措施:(1)采用屏蔽措施,如将电缆单独穿在接地钢管内或使用符合要求的屏蔽电缆;(2)使电缆的长度缩短;(3)尽量远离强磁场。

2.5 待测液体非对称流动

在实际应用常常会出现待测液体非对称流动,可分为两种流动的组合:(1)纯粹的旋涡流,其会对输出产生影响,从而造成测量误差;(2)沿管道轴线的直线流,待测液体的体积流量为管道横截面的积分。解决措施:(1)上游直管段不足,可安装流量调节器;(2)上下游一定范围内的管道内径与流量计内径应相同;(3)保证上游有足够的直管段。

2.6 电极与励磁线圈对称性以及安装点振动的问题

电磁流量计的励磁线圈与电极,在加工制造过程中要严格对称,如果不对称则会产生不对称偏差,从而影响测量结果,造成测量误差。此外,电磁流量计对安装地点的振动也有相当高的要求,比如一体型电磁流量计,它要求在振动小的场所安装,否则会产生测量误差,严重时导致仪表不能正常工作。

2.7 衬里材料及电极选择和待测液体流速的问题

衬里材料及电极是直接与待测液体接触,因此在选择他们时应该根据工作温度以及待测液体的特性,如选择不当,就会造成衬里变形、磨损、结垢、腐蚀、附着速度快等问题,从而使测量结果存在误差,因此,在选择衬里材料及电极时应该高度重视。此外,还有注意待测液体流速,一般为0.5～10m/s流速为电磁流量计可测的范围,但是最经济的流速范围为1.5～3m/s。

2.8 连接的电缆问题

电磁流量计实质是由特定的电缆将转换器和传感器相连,从而形成一个系统,因此,导体横截面积、分布电容、电缆长度、屏蔽层数、绝缘情况等因素都会影响测量结果。解决措施:(1)尽量使用规定型号的电缆;(2)将末端应连接好、处理好,避免中间接头;(3)其长度应在允许的范围之内,电缆越短越好。

3 结语

综述所述,可知导致电磁流量计测量结果存在误差的因素有很多。因此,只有深入研究电磁流量计的基本原理,并对其测量的各个环节进行分析,认真的找出产生误差的原因,并采取相应的措施来减小或避免测量误差,这样才能保障电磁流量计准确计量、稳定运行。

参考文献

[1] 张太明.提高电磁流量计测量准确度的方法[J].石油工业技术监督,2008,(08):53～56.

[2] 陈秉光.电磁流量计应用中有关问题探讨[J].计量技术,2003,(07):57～58.

[3] 石海林,朱自明.电磁流量计常见故障检测判别及其解决方法[J].自动化仪表,2005,(08):57～60.

[4] 程孝庆.电磁流量计使用中的常见故障分析[J].油气田地面工程,2009,(05):58～59.

[5] 李忠虎.电磁流量计测量误差原因剖析及对策[J].计量技术,2006,(09):64～66.