電磁流量計(jì)的適用條件,也就是電磁流量計(jì)必須滿足的外部環(huán)境,主要有下面幾個(gè)方面。
一、液體中含有混入物
液體中混入成泡狀的微小氣泡仍可正常工作,但測得的是含氣泡體積的混合體積流量;如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流,因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時(shí)斷開,出現(xiàn)輸出晃動(dòng)甚至不能正常工作。含有非鐵磁性顆?;蚶w維的固液雙相流體同樣可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體,如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實(shí)際上已屬非牛頓流體。由于固體在載體液中一起流動(dòng),兩者之間有滑動(dòng),速度上有差別,單相液體校驗(yàn)的儀表用于固液雙相流體會(huì)產(chǎn)生附加誤差。雖然還未見到電磁流量計(jì)應(yīng)用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,但國外有報(bào)告稱固形物含量有14%時(shí)誤差在3%范圍以內(nèi);我國黃河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)報(bào)告稱,測量高沙含量水的流量,含沙量體積比17%~40%(沙中值粒徑0.35mm),儀表測量誤差小于3%。在漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電極表面,在頻率較低的矩形激磁的電磁流量計(jì)中會(huì)產(chǎn)生尖峰狀漿液噪聲,使流量信號(hào)不穩(wěn),就要選用較高頻率的儀表或有較強(qiáng)抑制漿液噪聲能力的儀表,也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。含有鐵磁性物質(zhì)的流體對(duì)通常的電磁流量計(jì),因測量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的不同含量而變化,會(huì)產(chǎn)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈補(bǔ)償?shù)碾姶帕髁坑?jì),可減小混入鐵磁體的影響。上海光華儀表廠在交流激磁儀表的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中稱,水中含有液固重量比約4:1,顆粒度≤0.15mm鐵精礦石的礦漿,以80mm口徑儀表作清水和漿液對(duì)比流量試驗(yàn),通常的儀表示值變化7%~10%,裝有磁通檢測線圈的儀表,示值誤差在±2%FS以內(nèi)。對(duì)含有礦石顆粒的礦漿應(yīng)用,應(yīng)注意對(duì)傳感器襯里的磨損程度,測量管內(nèi)徑擴(kuò)大會(huì)產(chǎn)生附加誤差。這種場合應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里,同時(shí)建議傳感器安裝在垂直管道上,使管道磨損均勻,消除水平安裝下半部局部磨損嚴(yán)重的缺點(diǎn)。也可以在傳感器進(jìn)口端加裝噴嘴形護(hù)套,相對(duì)延長使用期。
二、液體電導(dǎo)率
使用電磁流量計(jì)的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的,不能低于閾值(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測量誤差直至不能使用,超過閾值即使變化也可以測量,示值誤差變化不大,通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號(hào)而異。使用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線長度及其分布電容,制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導(dǎo)率低至5×10-8S/cm的液體。工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm,酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4~10-1S/cm之間,使用不存在問題,低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用。從資料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,認(rèn)為不能使用,然而實(shí)際工作中會(huì)遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例,這類雜質(zhì)對(duì)增加電導(dǎo)率有利。對(duì)于水溶液,資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)驗(yàn)室測得的,實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比,電導(dǎo)率將比查得的要高,也有利于流量測量。
根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),實(shí)際應(yīng)用的液體電導(dǎo)率最好要比儀表制造廠規(guī)定的閾值至少大一個(gè)數(shù)量級(jí)。因?yàn)橹圃鞆S儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的值。是受到一些使用條件限制,如電導(dǎo)率均勻性、連接信號(hào)線、外界噪聲等,否則會(huì)出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象等。我們就多次遇到測量低度蒸餾水或去離子水,其電導(dǎo)率接近閾值5×10-6S/cm,使用時(shí)出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。
三、附著和沉淀
測量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時(shí),若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì),信號(hào)電勢(shì)將被短路而不能工作,若是非導(dǎo)電層則首先應(yīng)注意電極的污染,譬如選用不易附著尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外定期手動(dòng)刮出沉垢。國外產(chǎn)品曾有電極上裝超聲波換能器,以清除表面垢層,但現(xiàn)已少見。也有暫時(shí)斷開測量電路,在電極簡短時(shí)間內(nèi)流過低壓大電流,焚燒清除附著油脂類附著層。易產(chǎn)生附著的場所可提高流速以達(dá)到自清掃的目的,還可以采取較方便的易清洗的管道連接,可不拆卸清洗傳感器。非接觸型電極EMF附著非導(dǎo)電膜層,儀表仍能工作,但若為高導(dǎo)電層則同樣不能工作。
四、與流體接觸零部件材料的選擇
與流體接觸的傳感器零部件有襯里(或絕緣材料制成的測量管)、電極、接地環(huán)和密封墊片,其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對(duì)流體的適應(yīng)性。由于零部件少,形狀簡單,材料選擇靈活,電磁流量傳感器對(duì)流體的適應(yīng)性強(qiáng)。
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