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電磁流量計在鹵水計量中的應用
1.簡述
電磁流量計是基于法拿第電磁感應定律,按照定律,導體通過磁場作切割磁力線運動時,就產生感應電動勢E。其E=K*B*V*D。
式中:E:感應電動勢、K:儀表常數、B:磁感應強度、V:平均流速、D:測量管內直徑。因此,當感應強度為常數時,感應電壓正比于平均流速。在電磁流量傳感器中,液體通過垂直于流動方向的磁場時,在液體上產生一感應電壓,該電壓由兩個與介質接觸的導電電極檢出,并傳至轉換器轉換成標準的輸出信號。

2.選型
鹵水是我廠電解法生產燒堿(NaOH)的工業原料,航運公司采用腰輪流量計進行計量,而我廠采用罐標定計量,由于計量方式上的不同,造成的數據偏差,使得供需雙方均不滿意。為此,我們根據裝置的工藝情況及鹵水的化學性質,選用了電磁流計,它是由傳感器和轉換器組成的電磁流量計。它的主要特點是采用聚四氯乙烯襯里、釹材料電極,以及抗環境腐蝕,具有靜電粉末涂層的鋁質型外殼。并且能(1)用于精確測量電導率大于20us/cm的液體體積流量。
(2)它的成套系統測量誤差小于滿量程的0.5%,流速的測量范圍在0.5-10m/s之間,可以用數字拔盤調整設定流速值。(3)傳感器安裝在管道上,而信號轉換器是與傳感器分開安裝的。(4)轉換器供給傳感器勵磁線圈為脈動的直流電流,可不進行零點調整,并把電極上的感應電勢轉換成所需要的輸出信號。測量準確度高。
 
3.系統功能
傳感器的磁場是由轉換器提供近于矩形波電流給勵磁線圈而產生的,這勵磁電流在正、負值之間交變。在正比于勵磁電流的磁場強度的作用下產生相同頻率的正、負交變且正比于流量的信號電壓。在傳感器兩電極上產生的正負交變電壓被來自信號轉換器中的另一電壓減去。減法往往在勵磁電流已經達到穩定值時才發生,因此,會抑制幅值恒定的干擾電壓或相對于測量同期變化緩慢的外來電壓,在傳感器或連接電纜耦合處產生的市電干擾電壓也同樣被抑制。
 
4.傳感器的安裝
傳感器安裝在鹵水貯罐頂部,為了確保無故障工作,保證傳感器完全充滿介質,采用水平安裝,以確保兩電極的軸線處于水平位置、為了防止電極沾污,并排除由氣泡接觸引起的損失,在傳感器上游用一根直立上升管,并開只排氣孔。由于絕緣故障電流或由外界電磁場感應電流會沿著金屬管和介質中流動,對電磁流量測量系統的被測介質起導電體的作用,這些電流能夠在傳感器的電極上引起干擾電壓,它遠遠超過信號電壓。所以接地必須不傳送任何干擾電壓,因此、其他的電氣設備不應接到相同的接地線上。通過接地系統將圍繞傳感器的許多干擾電流導通,剩余的干擾電壓只要達到5mVeff(電極間差分值)時就會被傳換器抑止,不影響測量精度,因為測量信號的頻率不同于干擾電壓的頻率。
 
5.標定及投運
標定是在水流量標準裝置上進行的,采用的是靜態容積法。首先將傳感器置于充滿介質的中“零”流速中,此時轉換器的輸出信號必須為零。具體操作為,標定前,先關閉傳感器上游或下游管道閥門,使管內液體停止流動。采用湖南省計量試研究所標定的流量檢定裝置進行標定。其標準量器容積為5m3,標定時采取讀取流量檢定裝置的標準計量罐值與表計累積值進行比對,結果如表1。
誤差來源主要是,(1)標定裝置的誤差、(2)讀取標準計量罐的誤差
我們在標定完畢后,對其進行了安裝投運,采取實測鹵水罐中鹵水凈增量(用皮尺測量水位上升高度,貯罐直徑9000mm,忽略貯罐的形變和皮尺測量誤差),與表計量進行比對,其結果見表2。
表中;測量誤差=電磁流量計累積量-標準容器累積量相對誤差=[(電磁流量計累積量-標準容器累積量)/標準容器累積量]*100%
由以上數據可知,表的穩定性較好。造成誤差的主要原因有:
(1)儀表零位偏低;(2)用皮尺測量高度帶來誤差;(3)貯缸形變造成的誤差。
 
6.結束語
通過電磁流量計在鹵水流量測量的投運3年多運行情況看,該儀表性能穩定可靠,測量準確,由于它的測量沒有節流裝置,克服了輸送管內的壓力損失,取得了航運公司及我廠供應部門的好評,從使用至今,一直以它作為我廠與供方用于貿易結算的依據。


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