影響因素和選型注意事項(xiàng)
一、各種介質(zhì)對(duì)測(cè)量的影響
⑴ 流速分布的影響由流體力學(xué)知道,液體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),管道橫截面上各點(diǎn)的流速是不相等的,但不管是層流還是紊流,經(jīng)一定距離的直管段后,流速分速即可成為軸對(duì)稱分布,流速在管軸中心處為大,在管壁處為零,其平均流速為V—,只要流速分布相對(duì)測(cè)量管中心軸為對(duì)稱的,則在電極上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與各點(diǎn)的流速分布狀態(tài)無(wú)關(guān),而只是與被測(cè)液體的平均流速成正比。因此,流速分布為軸對(duì)稱是均勻磁場(chǎng)型電磁流量計(jì)必須滿足的工作條件之一。假如流速分布相對(duì)管中心軸為非對(duì)稱時(shí),雖然總的流量相同,但在電極附近感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大,所以測(cè)得的信號(hào)比實(shí)際流量值大。相反,在與電極成90°的地方感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小所得的信號(hào)比實(shí)際流量值小,造成測(cè)量誤差。因此,為了使流速度分布軸對(duì)稱,流量計(jì)前加直管段是必要的。
⑵ 磁場(chǎng)邊緣效應(yīng)對(duì)測(cè)量的影響 若假定沿流體的流動(dòng)方向上磁場(chǎng)始終是均勻的,實(shí)際上,這意味著沿管軸方向上的磁場(chǎng)為無(wú)限長(zhǎng)而實(shí)際流量計(jì)的磁場(chǎng)是有限長(zhǎng)的所以就必須考慮有限長(zhǎng)磁場(chǎng)產(chǎn)生的邊緣效應(yīng)對(duì)測(cè)量的影響。假定管壁是絕緣的,電極附近磁場(chǎng)大致是均勻的,兩端則逐漸減弱,形成不均勻的邊緣,下降為零。這樣,使得液體內(nèi)部電場(chǎng)E也不均勻,將產(chǎn)生渦電流。由渦電流所產(chǎn)生的二次磁通反過(guò)來(lái)改變磁場(chǎng)邊緣部分的工作磁通使磁場(chǎng)的均勻性進(jìn)一步遭到破壞。這時(shí),在電極上測(cè)得的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與無(wú)限長(zhǎng)磁場(chǎng)下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不一樣,產(chǎn)生了誤差。假如管壁是導(dǎo)電的,由于導(dǎo)電管壁的短路作用,磁場(chǎng)邊緣效應(yīng)就會(huì)更加明顯,隨著管壁導(dǎo)電率和壁厚的變化,這種影響也將更見(jiàn)明顯,從而導(dǎo)致電極上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的損失增加。對(duì)電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō),測(cè)量管壁絕緣是非常必要的,所以管壁通常要涂上絕緣層。若被測(cè)介質(zhì)中含有導(dǎo)磁性物質(zhì),磁場(chǎng)邊緣效應(yīng)就更復(fù)雜。由于導(dǎo)磁物質(zhì)的存在,使磁場(chǎng)發(fā)生嚴(yán)重畸變,造成測(cè)量的非線性。所以對(duì)于所測(cè)液體中含有液態(tài)金屬的,一般采用直流勵(lì)磁以減少磁場(chǎng)邊緣效應(yīng)。
⑶ 被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率的影響 ,電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗已有所提高測(cè)量導(dǎo)電性液體時(shí),一般不會(huì)因介質(zhì)電導(dǎo)率稍有變化而引起誤差,但對(duì)于一定的轉(zhuǎn)換器輸入阻抗,被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率有一個(gè)下限值,不能低于該下限值。被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率太大也是不允許的。例如當(dāng)電導(dǎo)率超過(guò)10-1S/cm左右時(shí),就會(huì)降低流量信號(hào),改變指示值,即指示流量值小于實(shí)際流量值。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率很大時(shí),外電路的電阻較小,這時(shí)不管轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗有多高,并聯(lián)的結(jié)果將取決于這部分液體外電路從而減小變送器與轉(zhuǎn)換器之間的傳輸精度。所以,對(duì)一個(gè)電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō),測(cè)量不受介質(zhì)電導(dǎo)率影響是有一定范圍的,被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率既不能太大,也不能太小。假如介質(zhì)的電導(dǎo)率*,磁場(chǎng)邊緣區(qū)將產(chǎn)生很大的渦電流,引起二次磁通,使工作磁場(chǎng)邊緣區(qū)域兩側(cè)的磁場(chǎng)分別被削弱和增強(qiáng)。所以測(cè)電導(dǎo)率高的介質(zhì)不宜用交流勵(lì)磁,而應(yīng)用直流激磁。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)換器輸入阻抗的提高,必將可以降低被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率的下限。
三、流量傳感器的選用 電磁流量計(jì)電極材料的選用電極材料與被測(cè)介質(zhì)選配不當(dāng),將由于化學(xué)作用或極化現(xiàn)象而影響正常測(cè)量,應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性選擇電極材料。 根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性和溫度選擇電磁流量計(jì)內(nèi)襯材料。盡量選擇有防雷擊功能的電磁流量計(jì)。