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电磁流量计在卤水计量中的应用
1.简述
电磁流量计是基于法拿第电磁感应定律,按照定律,导体通过磁场作切割磁力线运动时,就产生感应电动势E。其E=K*B*V*D。
式中:E:感应电动势、K:仪表常数、B:磁感应强度、V:平均流速、D:测量管内直径。因此,当感应强度为常数时,感应电压正比于平均流速。在电磁流量传感器中,液体通过垂直于流动方向的磁场时,在液体上产生一感应电压,该电压由两个与介质接触的导电电极检出,并传至转换器转换成标准的输出信号。

2.选型
卤水是我厂电解法生产烧碱(NaOH)的工业原料,航运公司采用腰轮流量计进行计量,而我厂采用罐标定计量,由于计量方式上的不同,造成的数据偏差,使得供需双方均不满意。为此,我们根据装置的工艺情况及卤水的化学性质,选用了电磁流计,它是由传感器和转换器组成的电磁流量计。它的主要特点是采用聚四氯乙烯衬里、钕材料电极,以及抗环境腐蚀,具有静电粉末涂层的铝质型外壳。并且能(1)用于精确测量电导率大于20us/cm的液体体积流量。
(2)它的成套系统测量误差小于满量程的0.5%,流速的测量范围在0.5-10m/s之间,可以用数字拔盘调整设定流速值。(3)传感器安装在管道上,而信号转换器是与传感器分开安装的。(4)转换器供给传感器励磁线圈为脉动的直流电流,可不进行零点调整,并把电极上的感应电势转换成所需要的输出信号。测量准确度高。
 
3.系统功能
传感器的磁场是由转换器提供近于矩形波电流给励磁线圈而产生的,这励磁电流在正、负值之间交变。在正比于励磁电流的磁场强度的作用下产生相同频率的正、负交变且正比于流量的信号电压。在传感器两电极上产生的正负交变电压被来自信号转换器中的另一电压减去。减法往往在励磁电流已经达到稳定值时才发生,因此,会抑制幅值恒定的干扰电压或相对于测量同期变化缓慢的外来电压,在传感器或连接电缆耦合处产生的市电干扰电压也同样被抑制。
 
4.传感器的安装
传感器安装在卤水贮罐顶部,为了确保无故障工作,保证传感器完全充满介质,采用水平安装,以确保两电极的轴线处于水平位置、为了防止电极沾污,并排除由气泡接触引起的损失,在传感器上游用一根直立上升管,并开只排气孔。由于绝缘故障电流或由外界电磁场感应电流会沿着金属管和介质中流动,对电磁流量测量系统的被测介质起导电体的作用,这些电流能够在传感器的电极上引起干扰电压,它远远超过信号电压。所以接地必须不传送任何干扰电压,因此、其他的电气设备不应接到相同的接地线上。通过接地系统将围绕传感器的许多干扰电流导通,剩余的干扰电压只要达到5mVeff(电极间差分值)时就会被传换器抑止,不影响测量精度,因为测量信号的频率不同于干扰电压的频率。
 
5.标定及投运
标定是在水流量标准装置上进行的,采用的是静态容积法。首先将传感器置于充满介质的中“零”流速中,此时转换器的输出信号必须为零。具体操作为,标定前,先关闭传感器上游或下游管道阀门,使管内液体停止流动。采用湖南省计量试研究所标定的流量检定装置进行标定。其标准量器容积为5m3,标定时采取读取流量检定装置的标准计量罐值与表计累积值进行比对,结果如表1。
误差来源主要是,(1)标定装置的误差、(2)读取标准计量罐的误差
我们在标定完毕后,对其进行了安装投运,采取实测卤水罐中卤水净增量(用皮尺测量水位上升高度,贮罐直径9000mm,忽略贮罐的形变和皮尺测量误差),与表计量进行比对,其结果见表2。
表中;测量误差=电磁流量计累积量-标准容器累积量相对误差=[(电磁流量计累积量-标准容器累积量)/标准容器累积量]*100%
由以上数据可知,表的稳定性较好。造成误差的主要原因有:
(1)仪表零位偏低;(2)用皮尺测量高度带来误差;(3)贮缸形变造成的误差。
 
6.结束语
通过电磁流量计在卤水流量测量的投运3年多运行情况看,该仪表性能稳定可靠,测量准确,由于它的测量没有节流裝置,克服了输送管内的压力损失,取得了航运公司及我厂供应部门的好评,从使用至今,一直以它作为我厂与供方用于贸易结算的依据。


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