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流體介質(zhì)對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量精度的影響
Updated:2019-4-1 15:12:28 Browse:2348 Close window Print this page
 流體介質(zhì)對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量精度的影響:
 
一、零點(diǎn)穩(wěn)定性
低頻矩形波勵(lì)磁儀表的零點(diǎn)穩(wěn)定性好,交流勵(lì)磁儀表則較差,原因有:
1. 液體中渦電流引起的噪聲;
2. 信號(hào)線,電極與液體形成回路感應(yīng)的正交(90度)噪聲;
3. 工頻交流勵(lì)磁時(shí)還有信號(hào)線引入的同相噪聲。
若磁場(chǎng)、測(cè)量管徑、管軸和流體電阻對(duì)電極軸完全對(duì)稱,即使存在渦電流,電極上也不會(huì)出現(xiàn)噪聲,然而實(shí)際流程電極易受污染,破壞電極本身的對(duì)稱性,出現(xiàn)同軸正交噪聲。
低頻勵(lì)磁的零點(diǎn)穩(wěn)定性明顯優(yōu)于交流勵(lì)磁。正交噪聲原理上不直接影響流量信號(hào),但由其引起的鐵損會(huì)使信號(hào)電壓相移而形成同相噪聲。
雖然這些不利因素在實(shí)際交流勵(lì)磁電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)上,得到不同程度的改善,且交流勵(lì)磁方式已不是當(dāng)前主流,似乎可不必介意,但是國(guó)外現(xiàn)在某些制造廠仍將交流勵(lì)磁作為測(cè)漿液的主導(dǎo)儀表,因此在作分析比較時(shí)還是要熟悉這些特點(diǎn)。 
二、電極附著層影響
為驗(yàn)證電磁流量計(jì)電極附著層引起微分噪聲的變化,涂敷酚醛樹酯等于電極一半作模擬試驗(yàn),工頻交流勵(lì)磁偏差高達(dá)9%,低頻矩形波勵(lì)磁則不足0.2%。這一實(shí)驗(yàn)為我們提供電極附著影響一個(gè)定量上的概念。
三、流動(dòng)噪聲
電磁流量計(jì)受流體噪聲影響已為人們所注視。流動(dòng)噪聲是流體與襯里表面磨擦產(chǎn)生電荷,這些電荷在流體移動(dòng)時(shí)形成噪聲。流動(dòng)噪聲取決于流體參量中的電導(dǎo)率、介電常數(shù)、黏度以及流速,它們之間的關(guān)系如下式。
        介電常數(shù)
流動(dòng)噪聲∝───── ×(流速)                
       電導(dǎo)率×黏度
流動(dòng)噪聲是酒精、純水等低電導(dǎo)率和低黏度液體特有的噪聲。
 
四、液體電導(dǎo)率影響
電磁流量計(jì)是利用電導(dǎo)率均勻的液體,在磁場(chǎng)B中內(nèi)徑為D,管內(nèi)以流速V流動(dòng)時(shí),按法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電勢(shì)E=K·B·D·V(式中K為常數(shù))來工作的。在該基本公式中感應(yīng)電勢(shì)E不受電導(dǎo)率和液體溫度、壓力、密度、粘度的直接影響。但實(shí)際上電導(dǎo)率還因以下原因受到影響:
1. 電導(dǎo)率降低, 流動(dòng)噪聲增加,輸出信號(hào)不穩(wěn)定。
2. 感應(yīng)電勢(shì)受連接流量傳感器相鄰金屬管道短路效應(yīng)影響,電導(dǎo)率增加流量輸出信號(hào)下降。近年來流量傳感器趨向小型化,法蘭間長(zhǎng)度更短,此效應(yīng)更為明顯。例如,以工業(yè)用水校準(zhǔn)的C社電磁流量計(jì)測(cè)量26%食鹽(18℃時(shí)電導(dǎo)率21500μS/cm),流量指示變化就有+1.4%,這對(duì)于0.5級(jí)精度儀表來說是相當(dāng)大的,如測(cè)量稀酸,苛性鈉等液體時(shí)(電導(dǎo)率約為105μS/cm),指示變化將更大。
3. 液體產(chǎn)生的渦電流對(duì)磁場(chǎng)的影響。液體電導(dǎo)率過大,液體中渦電流所產(chǎn)生二次磁場(chǎng)作用到主磁場(chǎng),其影響就不用忽視。液態(tài)金屬電導(dǎo)率非常高(如20℃水銀為1×104S/cm),通用的電磁流量計(jì)就無(wú)法測(cè)量,必須用直流磁場(chǎng)型專用電磁流量計(jì)。通用電磁流量計(jì)可進(jìn)行測(cè)量液體的極限電導(dǎo)率為1×10-6S/cm數(shù)量級(jí),若為通常任何濃度離子性電解質(zhì)電導(dǎo)率(如飽和食鹽水約為2×10-1S/cm)高于此值,不受渦電流對(duì)磁場(chǎng)的影響。 
五、液體黏度影響
液體黏度變化的影響實(shí)質(zhì)上是黏度變化引起流速分布廓形變化的影響。流動(dòng)從紊流(雷諾數(shù)Re>8000)轉(zhuǎn)變到層流(Re<2000)流速分布變化較大,從而引起流量示值得偏移。
理論上若是軸對(duì)稱流動(dòng)于點(diǎn)電極和均勻磁場(chǎng)模式下,流速分布不影響感應(yīng)電勢(shì)。但實(shí)際上即使在前置直管段長(zhǎng)度充分的軸對(duì)稱流,流動(dòng)于具有小面積(不是理論上的點(diǎn))電極和不均勻磁場(chǎng),軸對(duì)稱流的流速分布變化,還會(huì)產(chǎn)生示值偏離。然而從紊流到層流的流動(dòng)轉(zhuǎn)變時(shí)的流速很低,遠(yuǎn)離流程工業(yè)低黏度液體常用流速,例如測(cè)DN400水,Re=2000時(shí),流速僅0.004m/s,可不必介意,但是,若小口徑儀表在低流速時(shí)誤差偏大,作分析時(shí)應(yīng)考慮這一因素。 
六、液體中含有鐵磁鐵體的影響
液體中含有鐵磁性顆粒使導(dǎo)磁率增加,穿過流體的磁場(chǎng)強(qiáng)度增大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)向“正向” 偏移。例如,實(shí)驗(yàn)磁鐵粉濃度30%時(shí),指示值偏離16%-19%。
 
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