提高彎管流量(liang)計測量(liang)準確性(xing)的工程實(shi)施方法

   分析(xi)了(le)被測(ce)(ce)介(jie)質電導率、流速(su)分布與直(zhi)管(guan)(guan)段(duan)、電極結垢與附著層、安裝條(tiao)件和運行環境5 方面工程(cheng)因(yin)素(su)對彎管(guan)(guan)流量計準(zhun)確測(ce)(ce)量的(de)影響(xiang), 提(ti)出(chu)了(le)提(ti)高電磁(ci)流量測(ce)(ce)量準(zhun)確性的(de)工程(cheng)對策。從(cong)而保證彎管(guan)(guan)流量計在工程(cheng)應用(yong)中能夠準(zhun)確測(ce)(ce)量, 使其(qi)充分發揮其(qi)計量作用(yong), 為流量檢測(ce)(ce)提(ti)供可靠的(de)測(ce)(ce)量數據. 

彎管流量計     

    流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)廣泛應用(yong)于(yu)工農業生產、國防建(jian)設、科學試驗、國內外貿(mao)易(yi)等(deng)各個(ge)領(ling)域, 然而(er), 流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)是一(yi)(yi)項復雜的(de)(de)(de)技術(shu). 由(you)于(yu)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)是一(yi)(yi)個(ge)動態(tai)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang), 被測(ce)(ce)(ce)流(liu)(liu)體的(de)(de)(de)特性(xing)復雜、測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)條(tiao)件又各不相同, 因此(ci)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)準(zhun)確可靠性(xing)較(jiao)(jiao)難保(bao)證(zheng). 為了(le)準(zhun)確的(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang), 人們已研(yan)究開發出速度(du)式流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、容積流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、動量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)式流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、彎管流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、超聲波明渠流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng)幾十種(zhong)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji). 其中(zhong), 彎管流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)以其*的(de)(de)(de)性(xing)能, 在諸多(duo)領(ling)域廣泛采用(yong). 但在實際使用(yong)中(zhong), 影(ying)響流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)因素(su)較(jiao)(jiao)多(duo), 經常會(hui)出現流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)本(ben)身檢(jian)(jian)定(ding)合格, 而(er)實際卻感覺計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang).. 不準(zhun)..的(de)(de)(de)現象(xiang). 本(ben)文在確保(bao)彎管流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)本(ben)身計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)檢(jian)(jian)定(ding)合格的(de)(de)(de)基(ji)礎上, 分(fen)析了(le)工程上影(ying)響彎管流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)準(zhun)確性(xing)的(de)(de)(de)因素(su), 提出了(le)提高彎管流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)準(zhun)確性(xing)的(de)(de)(de)工程實施方法.

   1 影響彎管(guan)流量計準確(que)測(ce)量因素

   圖1 .. 彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)量計(ji)工(gong)作(zuo)原(yuan)理彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)量計(ji)是(shi)根(gen)據(ju)(ju)法拉第電(dian)磁感(gan)(gan)應定(ding)律來(lai)工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de), 即(ji)導電(dian)流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)以(yi)平均速度(du)(du)v 流(liu)(liu)(liu)過(guo)垂直于流(liu)(liu)(liu)動方向(xiang)的(de)(de)(de)磁場, 其(qi)感(gan)(gan)應電(dian)勢E 通過(guo)與流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)直接接觸(chu)的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)( 又稱傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)) 檢測(ce)(ce)出(chu)來(lai). E = K BvD .. , ( 1) 式(shi)中: K 為儀表常數; B 為磁感(gan)(gan)應強度(du)(du)( T) ; v 為流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)運動平均速度(du)(du)( m/ s) ; D 為管(guan)道內徑(m) . 當K 、B 、D 確定(ding)下來(lai)后, E 與v 成(cheng)正(zheng)(zheng)比(bi). 其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理和(he)結構(gou)如圖1 所示(shi)(shi). 根(gen)據(ju)(ju)流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積流(liu)(liu)(liu)量公式(shi): Q = 1/ 4..D2v .. , ( 2) Q 是(shi)v 的(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)比(bi)函(han)數, 代(dai)入(ru)公式(shi)( 1) , 那么E 也是(shi)Q 的(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)比(bi)函(han)數, 由(you)此, 測(ce)(ce)出(chu)了感(gan)(gan)應電(dian)壓(ya)E 也即(ji)測(ce)(ce)出(chu)了介(jie)質的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積流(liu)(liu)(liu)量Q. 彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)量計(ji)由(you)流(liu)(liu)(liu)量傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)和(he)轉(zhuan)換器(qi)兩大部分組成(cheng). 傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)測(ce)(ce)出(chu)的(de)(de)(de)感(gan)(gan)應電(dian)壓(ya)E 由(you)電(dian)纜送至轉(zhuan)換器(qi), 通過(guo)智能化(hua)處(chu)理, 然后LCD 顯示(shi)(shi), 或(huo)轉(zhuan)換成(cheng)標(biao)準信號4~ 20 mA 輸(shu)出(chu). 根(gen)據(ju)(ju)以(yi)上(shang)測(ce)(ce)量原(yuan)理, 實際使用中, 影響彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)量計(ji)準確測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)工(gong)程因素主要有以(yi)下5 個方面(mian):

   ( 1) 被測(ce)介質電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)的(de)(de)(de)(de)影響. 被測(ce)流(liu)(liu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)決定(ding)了轉換器(qi)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗大(da)(da)小, 流(liu)(liu)體(ti)電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)降(jiang)低, 電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)阻(zu)抗將增加(jia), 并(bing)且由轉換器(qi)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗引起負載(zai)效應(ying)而(er)產生(sheng)誤差. 因(yin)此, 彎(wan)管(guan)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計應(ying)用中規(gui)定(ding)了流(liu)(liu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)的(de)(de)(de)(de)下限(xian). 理論上, 把電(dian)(dian)(dian)極(ji)看作點(dian)電(dian)(dian)(dian)極(ji), 忽略其大(da)(da)小, 實際上, 電(dian)(dian)(dian)極(ji)有一定(ding)尺寸, 當直(zhi)徑(jing)為d 的(de)(de)(de)(de)圓形電(dian)(dian)(dian)極(ji)與電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)為..的(de)(de)(de)(de)半無限(xian)展(zhan)寬的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)接觸(chu)時, 其展(zhan)寬電(dian)(dian)(dian)阻(zu)為1/ ( 2..d ) , 因(yin)此, 如(ru)果管(guan)道直(zhi)徑(jing)D .. d, 則電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)阻(zu)抗為兩個展(zhan)寬電(dian)(dian)(dian)阻(zu)之和, 即(ji)(ji)等于1/ ( ..d ) . 一般測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)..的(de)(de)(de)(de)下限(xian)為5 ~ 10 ..s/ cm, 所(suo)以, 若電(dian)(dian)(dian)極(ji)直(zhi)徑(jing)d 為1 cm, 則電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)阻(zu)抗就為1/ ( ..d ) = 100 ~ 200 k.. , 為使輸(shu)出(chu)(chu)阻(zu)抗的(de)(de)(de)(de)影響限(xian)制(zhi)在(zai)0. 1% 以下, 轉換器(qi)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗應(ying)為200 M .. 左右(you). 對于彎(wan)管(guan)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計, 選型(xing)時必須考慮流(liu)(liu)體(ti)電(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)要大(da)(da)于5 ..s/ cm 的(de)(de)(de)(de)閾值( 即(ji)(ji)下限(xian)值) 要求.

   ( 2) 流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)分(fen)(fen)布(bu)(bu)與直(zhi)管(guan)段的(de)(de)(de)(de)影響. 根據公式( 1) 知, 如果流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)以中心軸(zhou)為對(dui)(dui)稱(cheng)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動, 感應電(dian)勢與流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)分(fen)(fen)布(bu)(bu)無關, 僅正(zheng)比(bi)于(yu)平均流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su). 若流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)為非中心軸(zhou)對(dui)(dui)稱(cheng)分(fen)(fen)布(bu)(bu), 圖2 表示90 ..彎頭(tou)與突擴管(guan)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)線分(fen)(fen)布(bu)(bu)與速(su)(su)度(du)剖面, 每個流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動質(zhi)點(dian)相對(dui)(dui)于(yu)電(dian)極幾何位置不同, 對(dui)(dui)電(dian)極產(chan)生的(de)(de)(de)(de)感應電(dian)動勢大小(xiao)也不同, 越(yue)靠近電(dian)極, 速(su)(su)度(du)大的(de)(de)(de)(de)質(zhi)點(dian)所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)感應電(dian)動勢越(yue)大, 容易引起誤(wu)差, 因此, 必須保證流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)為中心軸(zhou)對(dui)(dui)稱(cheng). 工程(cheng)上, 正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)裝可以減小(xiao)此類誤(wu)差. 圖2.. 彎頭(tou)及突變管(guan)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)分(fen)(fen)布(bu)(bu)盡(jin)管(guan)彎管(guan)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)生產(chan)廠家不斷追(zhui)求流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)本身的(de)(de)(de)(de)精(jing)度(du), 但實際工程(cheng)中, 工藝管(guan)道中的(de)(de)(de)(de)彎管(guan)、閥(fa)門等都會(hui)引起流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動畸變、二次流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)或漩渦, 破(po)壞了原有充(chong)分(fen)(fen)均勻的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)分(fen)(fen)布(bu)(bu)狀況. 只有經過相當(dang)長的(de)(de)(de)(de)直(zhi)管(guan)段, 才能讓(rang)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)恢復其(qi)軸(zhou)對(dui)(dui)稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)(su)分(fen)(fen)布(bu)(bu). 若實際工藝管(guan)道上下游直(zhi)管(guan)段不足, 可以通過安(an)(an)裝流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動調(diao)整器來調(diao)整.