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电磁流量计的测量对介质的导电率要求和测量影响
 介质的导电率
使用电磁流量计测量液体介质的流量的前提是被测液体必须是导电的,比如自来水,离子溶剂、酸碱溶液等都是非常适合用电磁流量计测量的,所测的液体不能低于阈值(即下限值),比如蒸馏水。如果电导率低于测量要求的下限,就会产生测量误差以致不能使用。超过阈值即使变化也可以测量,示值误差变化不大,通用型电磁流量计 EMF 的阈值在 10 -4 ~ ( 5 × 10 -6 ) S/CM 之间,视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容,仪表生产商在产品的使用说明书中通常会规定电导率相对应的信号线长度。非接触电容耦合大面积电极的电磁流量计产品则可测电导率低至 ( 5 × 10 -8 ) S/CM 的液体。润中仪表科技有限公司从事电磁流量计的研究与生产制造多年,对于电磁流量计所测量液体类型了如指掌,用户在使用电磁流量计时需要与仪表厂商的技术部门深入沟通,只有知晓仪表和所测介质有一个正确的认识,才能够做到正确造型,有的放矢。液体介质对于电磁流量计测量结果的影响主要有以下几个方面:
一、液体介质导电率对于测量结果的影响
工业用水及其水溶液的电导率大于 10 -4 s / cm ,酸、碱、盐液的电导率在 10 - 4 ~10 -1 s / cm 使用不存在问题,低度蒸馏水为 10 -5 s / cm 也不存在问题。石油制品和有机溶剂电率过低就不能使用。表 8 . 1 和附录工列出若干液体的电导率。从资料上查到有些纯液或液电导率较低,认为不能使用,然而实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例,杂质对增加电导率有利。对于水溶液,资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的,实际使用的水溶液可能用工业用水配比,电导率将比查得的更高,也有利于流量测量。
    还有一种在缺乏现成电导率数据的情况下,装在管线上 电磁流量计 EMF 不能测量的液体,从现场管线上取样离线去实验室以电导率仪测量其电导率却认为可用。这是由于取样离线过程中所测液体已与在管线中有了差别,譬如液体已吸收了大气中的 CO2 或 NO x 生成微量的碳酸或硝酸,改变了电导率。
    根据使用经验,实际应用的液体电导率好要比仪表制造厂规定的阈值至少大一个数量级。因为制造厂仪表规范规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测量的低值,是受到一些使用条件限制,如电导率均匀性、连接信号线、外界噪声等,否则会出现输出晃动等现象。我们就多次遇到测量低度蒸馏水或去离子水,其电导率接近阈值 5 × 10 -6 s / cm ,使用时出现输出晃动。
二、电磁流量计液体中含有混入物的情况
混入成泡状流的微小气泡仍可正常工作,但测得的是含气泡体积的混合体积流量;如气体含量增加到形成弹(块)状流,因电极可能被气体盖住使电路瞬时断开,出现输出晃动甚至不能正常工作。
   含有非铁磁性颗粒或纤维的固液双相流体同样可测得二相的体积流量。固体含量较高的流体,如钻井泥浆、钻探固井水泥浆、纸浆等实际上已属非牛顿流体。由于固体在载体液中一起流动,两者之间有滑动,速度上有差别,单相液体校验的仪表用于固液双相流体会产生附加误差。虽然还未见到 EMF 应用于固液双相流体中固形物影响的系统实验报告,但国外有报告称固形物含量有 14 %时误差在 3 %范围以内;我国黄河水利委员会水利科学研究所的试验报告称,测量高沙含量水的流量,含沙量体积比 17 %一 40 % (沙中值粒径 0 . 35 mm ) , 仪表测量误差小于 3 % 。
    在浆液内有较大颗粒擦过电极表面,在频率较低的矩形激磁的电磁流量计 EMF 中会产生尖峰状浆液噪声,使流量信号不稳,就要选用较高频率的仪表或有较强抑制浆液噪声能力的仪表,也可选用市电交流激磁的仪表或双频激磁的仪表。
    含有铁磁性物质的流体对通常的电磁流量计 EMF ,因测量管内磁导率受铁磁体的不同含量而变化,会产生测量误差。但在磁路中置有磁通检测线圈补偿的电磁流量计 EMF .可减小混人铁磁体的影响。上海光华仪表厂在交流激磁仪表的试验报告中称,水中含有液固重量比约 4 : 1 ,颗粒度≤ 0.15mm 铁精矿石的矿浆,以 80mm 口径仪表作清水和浆液对比流量试验,通常的仪表示值变化 7 %一 10 % ,装有磁通检测线圈的仪表,示值误差在* 2 % Fs 以内。
    对含有矿石颗粒的矿浆应用,应注意对传感器衬里的磨损程度,测量管内径扩大会产生附加误差。这种场合应选用耐磨性较好的陶瓷衬里或聚氨酯橡胶衬里,同时建议传感器安装在垂直管道上,使管道磨损均匀,消除水平安装下半部局部磨损严重的缺点。也可以在传感器进口端加装喷嘴形护套,相对延长使用期。
三、电磁流量计附着和沉淀对测量结果的影响:
    测量易在管壁附着和沉淀物质的流体时,若附着的是比液体电导率高的导电物质,信号电势将被短路而不能工作,若是非导电层则首先应注意电极的污染,譬如选用不易附着尖形或半球形突出电极、可更换式电极、刮刀式清垢电极等。刮刀式电极可在传感器外定期手动刮除沉垢。国外产品曾有电极上装超声波换能器,以清除表面垢层,但现已少见。也有暂时断开测量电路,在电极间短时间内流过低压大电流,焚烧清除附着油脂类附着层。易产生附着的场所可提高流速以达到自清扫的目的,还可以采取较方便的易清洗的管道连接可不拆卸清洗传感器。
非接触型电极电磁流量计 EMF 附着非导电膜层,仪表仍能工作,但若为高导电层则同样不能工作。 对于接触型电极电磁流量计 EMF 导电性附着层的附加示值误差 △ E 如,若附着于衬里管壁异物层为氧化铁锈层,或以金属为主要成分的染料,其电导率大于液体电导率,测得的流量值将比实际流量低;若为碳酸钙等水垢层,其电导率低于液体,测得流量值将高于实际流量。若附着层电导率与液体相同,计算附加误差为零,但此只局限于附着层厚度小的条件, 2t / d 要小于 10 %。因为相同流量有附着层时通面积减小,但平均流速增加,相互间可抵消,也只能说附加误差可忽略不计。
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