電磁流量計誤差較大怎么辦？電磁流量計以無壓損、高精度、價格適中等優(yōu)勢，廣受石化、化工等行業(yè)企業(yè)的青睞，在流量計量中擔任著重要的角色。然而在實際應(yīng)用中，受操作不當、設(shè)備選擇不合理、安裝不科學(xué)的情況，測量誤差就很難避免，給使用者造成麻煩。因此，廣大儀表人應(yīng)當重視各種造成電磁流量計誤差的因素。

 

 

一、電磁流量計測誤差大？問題很可能在這里

 

總的來說，造成電磁流量計誤差的主要影響可以分為三類：選型不當，待測液影響和干擾。

 

1、選型不當

 

①待測液體流速

 

電磁流量計可測的流速范圍一般為0.5～10m/s，經(jīng)濟流速范圍為1.5～3m/s。實際使用時要根據(jù)待測流量大小及電磁流量計可測流速范圍來確定測量管內(nèi)徑。

 

②電極及襯里材料選擇

 

電極及襯里材料直接與待測液體接觸，應(yīng)根據(jù)待測液體的特性(如腐蝕性、磨蝕性等)及工作溫度選擇電極及襯里材料，如選擇不當，則會造成附著速度快、腐蝕、結(jié)垢、磨損、襯里變形等問題，進而產(chǎn)生測量誤差。

 

③勵磁穩(wěn)定性

 

電磁流量計的勵磁方式有直流勵磁、交流正弦波勵磁和雙頻矩形波勵磁等，直流勵磁容易產(chǎn)生電極極化和直流干擾問題，交流正弦勵磁容易引起零點變動，而雙頻矩形波勵磁既有低頻矩形波勵磁優(yōu)良的零點穩(wěn)定性，又有高頻矩形波勵磁對流體噪聲較強的抑制能力，是一種較理想的勵磁方式。實際應(yīng)用時，應(yīng)盡量保證電源電壓和頻率的穩(wěn)定，以確保磁場強度恒定，減小由于磁場強度變化引起的測量誤差。

 

④混合相流體測量

 

用電磁流量計測量液固混合相流體(如含泥沙的水)的流量時，如果選用由單相液體校準的電磁流量計，則會產(chǎn)生測量誤差，此時應(yīng)選擇不會引起液固相分離的直管段處安裝傳感器。

 

2、待測液體影響

 

①待測液體電導(dǎo)率劇烈變化

 

待測液體電導(dǎo)率較大時，會引發(fā)顯示數(shù)值的較大波動，若問題十分嚴重，則控制系統(tǒng)很難實現(xiàn)正常的運作；而待測液體電導(dǎo)率過低時，電極很難實現(xiàn)正常輸出，如果操作中待測液體電導(dǎo)率處于下限值以下范圍，那么電磁流量計就很難正常發(fā)揮作用。針對這些情況，首先，要立足實際需求，結(jié)合相關(guān)標準和要求，進行電磁流量計類型的選擇；其次，安裝反應(yīng)器或直管段，以保障物料的充分混合，推動化學(xué)反應(yīng)的順利實現(xiàn)；再次，重新進行流量計類型的甄選。

 

②待測液體氣泡或非滿管

 

對于氣泡，主要來源于液體中溶解的氣體發(fā)展為游離狀態(tài)的氣泡和外界吸入的氣泡。包含大量氣泡體積的流量，會影響測量的準確性。若氣泡直徑過大，甚至超過電極直徑的數(shù)值，則測量顯示過程中會出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，波動無法避免。針對這種情況，首先，可將集氣器安裝在電磁流量計上，同時按照周期進行排氣操作；其次，合理更換安裝位置；再次，將垂直管道安裝在電磁流量計上，保障自下而上的方向；第四，安裝傳感器時，避免與排放口距離過近；第五，將傳感器安裝在控制閥位置，處于其上游位置，或泵的下游。

 

③待測液體電導(dǎo)率太低

 

被測液體電導(dǎo)率降低，會增加電極的輸出阻抗，并由轉(zhuǎn)換器輸入阻抗引起負載效應(yīng)而產(chǎn)生測量誤差，如果實際電導(dǎo)率低于下限值，則儀器不能正常工作，示值會產(chǎn)生波動。對策：選用其它滿足要求的低電導(dǎo)率電磁流量計，如電容式電磁流量計；選用其它原理流量計，如孔板等。

 

④測量液體呈現(xiàn)不對稱狀態(tài)

 

測量中，待測液體存在非對稱情況，主要存在兩種流動組合：一種為單一的漩渦流；另一種是沿管線軸線的直線流，液體的體積流量為管道截面的積分。針對上游直管段不足的情況，可采用流量調(diào)節(jié)器進行調(diào)整；其次，保證上下游合理范圍內(nèi)管道內(nèi)徑與流量計內(nèi)徑具有相同的數(shù)值；再次，為上游留夠充足的直管段。

 

⑤測量管內(nèi)存在著層

 

電磁流量計常用于測量非清潔流體。非清潔流體內(nèi)部含有一些沉淀物等物質(zhì)，使得電磁流量計電極表面或管道內(nèi)受到污染，造成測量結(jié)果誤差現(xiàn)象。針對這種情況，首先，定期清洗電磁流量計；其次，合理提升流速，將其控制在4m/s狀態(tài)；再次，應(yīng)用聚四氯乙烯等材料的襯里。

 

3、干擾

 

①空間電磁干擾

 

轉(zhuǎn)換器與傳感器問的電纜線較長，在較強電磁環(huán)境下，很易受到干擾，從而引發(fā)儀器測量值出現(xiàn)非線性情況，很難正常顯示。針對這種情況，首先，引入屏蔽措施，可在接地鋼管內(nèi)進行電纜的單獨引入，并使用達標的屏蔽電纜；其次，合理縮短電纜長度；再次，與強磁場保持較遠距離。

 

②連接電纜問題

 

電磁流量應(yīng)用的實質(zhì)是借助特定的電纜，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換器與傳感器的連接，形成完整的系統(tǒng)，因此導(dǎo)體的橫截面積、電容、電纜場地等都會產(chǎn)生不良影響。針對該情況，首先，要保證電纜型號滿足要求，實現(xiàn)末端的有效連接，防止出現(xiàn)中間接頭現(xiàn)象；其次，控制長度范圍，通常越短越好

 

③接地問題

 

因傳感器的輸出信號很小，通常只要幾毫伏，為了提高抗干擾能力，傳感器的零電位必須單獨可靠接地，且傳感器輸出信號接地點應(yīng)與被測流體電氣連接。傳感器的接地電阻應(yīng)小于10Ω，在連接傳感器的管道內(nèi)涂有絕緣層或采用非金屬管道時，傳感器兩側(cè)應(yīng)安裝接地環(huán)，并可靠接地，以使流體接地，流體電位與地電位相同。

 

④電極和勵磁線圈對稱點安裝點振動

 

電磁流量計的勵磁線圈和電極需保證對稱，一旦不對稱，生產(chǎn)過程中偏差就會引發(fā)，測量結(jié)果很難保證準確。另外，安裝地點需達到較高的防振動標準，否則無法保證測量數(shù)值的精準性，甚至誘發(fā)儀表的不正常工作。

 

二、影響電磁流量計誤差的幾個問題

 

電磁流量計經(jīng)過多年的研究，在我國有了突破性的發(fā)展。然而用戶在使用電磁流量計過程中會出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象，那么這是什么原因呢?小編在此具體分析影響電磁流量計誤差的幾個問題。

 

1、流體電導(dǎo)率的問題

 

流體電導(dǎo)率的降低，將增加電極的輸出阻抗，并且由轉(zhuǎn)換器輸入阻抗引起的負載效而產(chǎn)生誤差，因此，按如下所述原則，規(guī)定了電磁流量計應(yīng)用中流體的電導(dǎo)率的下限。電極的輸出阻抗決定了轉(zhuǎn)換器所需的輸入阻抗的大小，而電極輸出阻抗，可認為流體的電導(dǎo)率和電極大小所支配。在理論分析時將電極作為點電極，大小可以忽略。實際上，電極有一定大小，當直徑為d的圓板電極與電導(dǎo)率為k的半無限展寬大的流體接觸時，其展寬電阻為1/2kd。因此，如果管道直徑d>>d，則電極的輸出阻抗為兩個展寬電阻之和，即等于1/kd 。一般測量流體的電導(dǎo)率的下限為5μs/cm~10μs/cm，所以，若電極直徑為1cm,則電極的輸出阻抗就為1/kd=100kω~200kω，為使輸出阻抗的影響限制在0.1%以下，轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗應(yīng)為200 mω左右。

 

2、電極襯里附著物的影響

 

在測量有附著沉淀物的流體時，電極表面將受污染，常常引起零點變動，故必須注意，零點變化和電極污染程度兩者的關(guān)系，要進行定量分析比較困難，但可以說，電極直徑越小，所受的影響越小。在使用中，應(yīng)注意電極的清污，以防止附著。在襯里上附著沉淀物時產(chǎn)生的誤差δε，如果附著的厚度是一樣，則可由式：δε=1-2/[1+(kω/kf)+(1-kω/kf) ×(1-2t/d)2]計算，其中kω、kf分別為附著物和測量流體的電導(dǎo)率，附著物厚度為t，直徑為d。若式中kω和kf相等，則無誤差，附著物的電導(dǎo)率較低時，上式也成立，但因為會增加電極的輸出阻抗，因此受到限制，如絕緣性沉淀物浸在流體中就是這種情況。相反，如附著金屬粉末等，因高電導(dǎo)率的附著層，使感應(yīng)電勢短路，使電極輸出偏低，造成負偏差。在測量具有沉淀附著物的流體時，除了選擇如玻璃或聚四氯乙烯等難以附著沉淀的襯里外，還應(yīng)增其流速。如果在流體中均勻地含有氣泡，則測量的是氣泡的體積流量，并且使所測量值不穩(wěn)定，而引起誤差。綜上所述，在選用流量計特別是大口徑電磁流量計時，應(yīng)考慮今后對傳感器的電極及襯里的維護問題。如選用上海光華<。.>愛而美特儀器有限公司的刮刀電極或可更換式電極，或者在傳感器的上游或下游的適當位置預(yù)置一個清洗用入孔，以便日后清洗傳感器。

 

3、信號傳輸電纜長度的問題

 

傳感器(即電極)與傳感器之間的連接電纜愈短愈好。但有些現(xiàn)場受安裝環(huán)境位置的限制，轉(zhuǎn)換器與傳感器的距離較遠，這時要考慮連接電纜的最大長度問題。傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜的最大長度又由電纜的分布電容和被測流體的電導(dǎo)率決定。

 

實際使用中，當被測流體的電導(dǎo)率是在一定的范圍之間，因此就決定了電極與轉(zhuǎn)換器之間電纜的最大長度。當電纜長度超過最大長度時，由電纜分布電容引起的負載效應(yīng)就成了問題。為防止這種情況發(fā)生，使用雙芯兩層屏蔽電纜，由轉(zhuǎn)換器提供低阻抗電壓源使內(nèi)側(cè)屏蔽與芯線得到相同的電壓，以形成屏蔽，即使芯線與屏蔽之間有分布電容存在，但芯線與屏蔽是同電位，則兩者之間就無電流通過，也無電纜的負載效應(yīng)存在，因此可延長信號電纜最大長度。另外，還可用特殊信號傳輸電纜延長轉(zhuǎn)換器與傳感器之間的最大長度。

 

4、勵磁的技術(shù)問題

 

勵磁技術(shù)是勵磁流量計測量性能的關(guān)鍵技術(shù)之一，勵磁方式實際應(yīng)用上可分成交流正弦波勵磁，非正弦波交流勵磁和直流勵磁方式。

 

交流正弦波勵磁，當交流電源電壓(有時是頻率)不穩(wěn)時，磁場強度將有所改變，所以電極間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也變動，因而，必須從傳感器取出對應(yīng)于計算磁場強度的信號，作為標準信號。這種勵磁方式易引起零點變動，而降低其測量精度。

 

非正弦波交流勵磁，是采用低于工業(yè)頻率的方式或三角波勵磁的方式，可以認為產(chǎn)生恒定直流，周期性地改變極性的方式，因這種勵磁電源穩(wěn)定，故不必除去磁場強度的變動而進行運算。

 

交流勵磁的方式的主要問題是感應(yīng)噪聲嚴重。

 

直流勵磁方式，則是在電極上的極化電位成了重要障礙。故一定值的直流勵磁方式僅適用于非電解質(zhì)(如液體金屬)液體的測量。在測量自來水、源水的等水溶液時，一般采用周期性間歇的直流勵磁方式。間歇周期應(yīng)選為交流電源周期的整數(shù)倍，可消除交流電源頻率的噪聲，排除了交流磁場的電渦流和直流磁場的極化干擾，勵磁頻率降低，零點穩(wěn)定性可以提高，但儀表抗低頻干擾能力減弱，響應(yīng)速度慢，如果勵磁頻率高，則抗低頻干擾的能力增強，但儀表的零點穩(wěn)定性降低。這一問題到二十世紀七十年代研究出了低頻矩形波(50hz的1/2~1/32)，解決了長期困擾電磁流量計的工頻干擾，提高了零點穩(wěn)定性和測量精確度。二十世紀八十年代又出現(xiàn)了三值低頻矩形波勵磁技術(shù)(有50hz的1/8為周期，采用正弦規(guī)律變化的勵磁電流)，具有更好的零點穩(wěn)定性，解決了干擾電勢的影響，但降低了響應(yīng)速度，并且在測量泥漿、紙漿等含固體顆粒和纖維流體及低導(dǎo)電率流體測量時，會產(chǎn)生噪聲(因流體摩擦電極，使電極表面氧化剝離后又形成所致)，使輸出信號擺動不穩(wěn);二十世紀八十年代末又針對這些問題推出了雙頻矩形勵磁方式，其勵磁波形由低頻(6.5hz)矩形波和高頻(75hz)矩形波疊加構(gòu)成，分別采樣與之相對應(yīng)的流量信號，得到低頻和高頻特征的兩種信號經(jīng)過處理后可再現(xiàn)實際流量的信號值。因此這種技術(shù)既具有低頻矩形波勵磁技術(shù)優(yōu)良的零點穩(wěn)定性，又具有高頻矩形波勵磁技術(shù)對流體噪聲較強的抑制能力。

 

5、傳感器接地的問題

 

電磁流量計傳感器電極檢測的流量信號是毫伏級，且以傳感器內(nèi)流體的電位為基準的，所以外來干擾對它的影響極大，因而，良好的接地很大程度上決定著流量計的測量準確度。被測的流體本身作為電導(dǎo)體，必須排除其他不相關(guān)的電磁干擾。電極檢測出的電勢信號，不受外界寄生電勢的干擾。對傳感器應(yīng)有良好的單獨接地線，接地電阻小于10ω。在連接傳感器的管道內(nèi)若涂有絕緣層或是非金屬管道時，傳感器兩側(cè)應(yīng)裝有接地環(huán)。

 

三、電磁流量計的常見故障

 

1.儀表本身故障

 

儀表結(jié)構(gòu)件或元器件損壞引起的故障。

 

2.外界原因引起的故障

 

①調(diào)試期故障

 

調(diào)試期故障出現(xiàn)在新裝用后調(diào)試初期，主要原因是儀表選用或設(shè)定不當，安裝不妥等。本類故障在電磁流量計初始裝用調(diào)試時就出現(xiàn)，但一經(jīng)改進排除故障，以后在相同條件下一般就不會再度出現(xiàn)。常見調(diào)試期故障主要有安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性影響三方面原因。

 

第一，管道系統(tǒng)和安裝等方面。通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網(wǎng)高點；流量傳感器后無背壓，液體逕直排人大氣，形成其測量管內(nèi)非滿管；裝在自上向下流的垂直管道上，可能出現(xiàn)排空等。

 

第二，環(huán)境方面。主要是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨接地保護可獲得滿意測量，但如遇管道有強雜散電流亦不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施?？臻g電磁波干擾通常采用單層或多層屏蔽予以保護，但也曾遇到屏蔽保護還不能克服。

 

第三，流體方面。液體含有均勻分布細小氣泡通常不影響正常測量，唯所測得體積流量是液體和氣體兩者之和；氣泡增大會使輸出信號波動，若氣泡大到流過電極遮蓋整個電極表面，使電極信號回路瞬時斷開，輸出信號將產(chǎn)生更大波動。低頻（50/16Hz- 50/6 Hz）矩形波激磁電磁流量計測量液體中含有固體超過一定含量時將產(chǎn)生漿液噪聲，輸出信號亦會有一定程度波動。兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時，若兩種液體電導(dǎo)率或各自與電極間電位有差異，在混合未均勻前即進入流量傳感器進行流量測量，輸出信號亦會產(chǎn)生波動。電極材質(zhì)與被測介質(zhì)選配不善，產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜，以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等，均會妨礙正常測量。

 

②運行期故障

 

運行期故障一般在運行一段時期后出現(xiàn)，是電磁流量計經(jīng)初期調(diào)試并正常運行一段時期后在運行期間出現(xiàn)的故障，常見故障的主要原因有流體中雜質(zhì)附著電極襯里，流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化出現(xiàn)新干擾源等。

 

第一，內(nèi)壁附著層。由于電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現(xiàn)象均會使儀表無法工作。

 

第二，雷電擊。雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時高電壓和浪涌電流，進入儀表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有三條引入途徑：電源線，傳感器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場了解到，不僅電磁流量計出現(xiàn)故障，控制室中其他儀表電常常同時出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認識設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性。

 

第三，環(huán)境條件變化出現(xiàn)干擾源。主要原因與調(diào)試期故障環(huán)境方面基本相同，只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運行期間再介入的。例如一臺接地保護并不理想的電磁流量計，調(diào)試期因無干擾源，儀表運行正常，然而在運行期出現(xiàn)新干擾源，測量點附近管道或較遠處實施管道電焊，干擾儀表正常運行，出現(xiàn)輸出信號大幅度波動。