電磁流量計的現場準確度為什么會低于校驗值?
發布日期:2017-09-17 20:00
流動的特性
在實驗室中,流量儀表應處于較為理想的流 動狀態中,它應是:
◇ 牛頓流體:在流程工業中,除食品工業多為 牛頓流體。
◇ 定常流:測量管段中流量不隨時間變化的一種流動狀態,但有緩慢的變化是允許的,在工業中所說的脈動流(流量隨時間變化較快的一種流動狀態)即非定常流。在工業現場中由于泵、壓氣機、 鼓風機、某些調節器、閥門的振蕩都將產生脈動流,它將給流量儀表帶來較大的誤差。早在1956年Head 就提出了這個問題,并提出了脈動系數Ip的概念,以界定脈動流對流量測 量的影響,并認為當Ip小于0.03時就可以視為定常流;大于0.03就應給予重視。
1989年,Mottram和Sproston就指出了脈動流會給流量 儀表帶來誤差,這種影響對差壓式流量儀表尤為嚴重。其他如:對渦輪流量計脈動流會引起轉子轉速的變化;對渦街流 量計如脈動的頻率與渦街頻率相近,將產生所謂“同步現象”,也會產生很大的誤差。對流體而言,氣體的可壓縮性 優于液體,脈動流在流動中將很快被衰減,對流量儀表的影響將小于液體。人們關注脈動流對流量儀表的影響已近60 年,雖然也開展了許多研究力圖進行修正,但至今尚缺乏足夠的數據。當前常用的方法是在管道中采用濾波器來消除(或減輕)它的影響。
◇ 單相流體:流量儀表在單相或者多相流體的測量結果有 很大的差異,本文只討論單相流量儀表的測量,流量儀表也僅是在單相流量實驗室進行校驗,而在現場應用中,將不可避免地會遇到多相流體的問題。
在流程工程中,由于流體流經各種阻力件,將不可避免 地產生摩阻、分離,以及由于截面的變化、壓力的下降,使溶于液相中的氣相分離出來產生空穴,對于節流裝置來說由 于孔板的流動變化較為劇烈產生空穴的機率將為文丘利管的8 倍,道爾管的三倍,空穴的產生如能限制在一定范圍內,所產生測量誤差可高達20%,如果失控發展太大,將可能損壞儀表。
對于氣固,及液固兩相流來說,對于流量儀表的測量也將帶來較大的誤差及危害,這些已在上節流體的性狀中有所表述,不再贅述。避免的方法,是盡可能地將流量儀表安裝在垂直的管道上方,以避開固相的沉積。
◇ 充分發展紊流:眾所周知,管道中的流速分布影響了絕大部分原理(科氏、容積除外)流量儀表的準確度,所以ISOTC30 規定流量儀表要保持較高的準確度必需安裝在充分發展紊流中,當然流量實驗室也應具有充分發展紊流,這樣校驗 的流量系數才有意義。一般來說,只要具備了30D(D為管內 徑)的直管段長度就可獲得充分發展紊流。
但是在工程日益現代化、大型化的趨勢下,工程中管徑日益增大,工藝設計從節約場地出發從未考慮流量儀表維持較高準確度所必需的直管段長度,且現場的阻力件品種成千上萬,組合形形色色,管道中的流速分布十分復雜,在試驗室理想條件下所校驗的流量系數,由于流場差異,不可能無誤地傳遞給現場的流量儀表,因此難以得到較高的準確度。
(2) 流體的物性
在試驗中常用的介質為水、空氣及油品。 而在現場應用中面臨的將是數以萬計的各種流體,其物性(如密度、黏度、電導體、導熱系 數,聲速、成分……)均不同于在試驗中常用的介質,將或多或少地影響流量儀表的準確度。 但這些流體的物性可以通過一些工程手冊查到,并給予修正以減輕其影響。這也是流量儀表智能化的一項重要內容。
(3) 流體的性狀
在現場通過流量儀表的流體不可能如實驗 室所用流體那么潔凈,它們可能會有沉淀物, 有腐蝕性。使用一段時間后,還會在管邊檢測 件上產生積垢、磨損、腐蝕。在管壁上的沉淀 物將改變管道的壁厚及粗糙度。對標準孔板而 言會改變β值,造成±3~10%的誤差;對渦輪流量計、轉子、容積式流量計的運動件造成磨損、 腐蝕,輕則產生誤差,重則無法工作;對電磁流量計的電極、超聲流量計的換能器、熱式流量計的熱電阻的污染會降低其靈敏度,增大誤差;對差壓式流量計取壓孔的造成阻塞,等等。當然這個過程是緩慢的,但絕不能掉以輕心。而只要重視定期維修并形成制度也可以減輕(或消除)其影響。

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