電磁流量計(jì)測(cè)量范圍和選型基本參數(shù)
電磁流量計(jì)測(cè)量時(shí)上下限流量及流量范圍
電磁流量計(jì)測(cè)量方法確定后選擇儀表在性能要求上考慮的內(nèi)容有:瞬時(shí)流量還是總量(累計(jì)流量)、度、重復(fù)性、線性度、流量范圍和范圍度、壓力損失、輸出信號(hào)特性和響應(yīng)時(shí)間等。不同測(cè)量對(duì)象有各自測(cè)量目的,在儀表性能方面有其不同側(cè)重點(diǎn)。例如商貿(mào)核算和儲(chǔ)運(yùn)對(duì)度要求較高;連續(xù)測(cè)量過(guò)程控制通常只要求良好的可靠性和重復(fù)性,有時(shí)還要求寬的范圍度,而對(duì)測(cè)量度要求還放在次要地位;批量配比生產(chǎn)則希望有好的度。
1、測(cè)量流量還是總量
使用對(duì)象測(cè)量的目的有兩類(lèi),即測(cè)量流量和計(jì)量總量。管道連續(xù)配比生產(chǎn)或過(guò)程控制使用場(chǎng)所主要測(cè)量瞬時(shí)流量;灌裝容器批量生產(chǎn)以及商貿(mào)核算、儲(chǔ)運(yùn)分配等使用場(chǎng)所大部分只要取得總量或輔以流量。兩種不同功能要求,再選擇測(cè)量方法上就有不同側(cè)重點(diǎn)
2、如不是單純計(jì)量總量,而是應(yīng)用在流量控制系統(tǒng)中,則檢測(cè)儀表的確定要在整個(gè)系統(tǒng)控制度要求下進(jìn)行,因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)不僅有流量檢測(cè)的誤差,還包含有信號(hào)傳輸、控制調(diào)節(jié)、操作執(zhí)行等環(huán)節(jié)的誤差和各種影響因素,如操作執(zhí)行環(huán)節(jié)往往有2%左右的回差,對(duì)測(cè)量?jī)x表確定過(guò)高的度(比如說(shuō)0.5級(jí))是不合理和不經(jīng)濟(jì)的。就流量?jī)x表本身而言,檢測(cè)元件(或傳感器)和轉(zhuǎn)換/顯示儀表之間只度亦應(yīng)適當(dāng)確定,如未經(jīng)實(shí)流標(biāo)定均速管、楔形管、彎管等差壓裝置誤差在1%-5%之間,選用高精度差壓計(jì)與之相配也就沒(méi)有意義了。
在比較各制造廠的儀表性能規(guī)范時(shí),要注意誤差的百分率是指引用誤差(測(cè)量上限或量程的百分率,常用%F.S表示),還是相對(duì)誤差(測(cè)量值的百分率,常用%R表示)。通常樣本或使用說(shuō)明書(shū)只示誤差%,而未注明%F.S或%R,往往是指%F.S,因?yàn)檫^(guò)去流量?jī)x表瞬時(shí)流量的誤差%F.S為多,這是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。如果能做到%R,為表示其性能*,必定注明。
還要注意制造廠產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)所定度是指基本誤差,在現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境、動(dòng)力、流體條件變化將產(chǎn)生附加誤差?,F(xiàn)場(chǎng)使用度應(yīng)為基本誤差與影響量產(chǎn)生的附加誤差所合成,如影響量大,附加誤差可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)基本誤差。
3、重復(fù)性
電磁流量計(jì)重復(fù)性在過(guò)程控制應(yīng)用中是重要的指標(biāo),由儀器本身原理與制造質(zhì)量所決定,而度除取決于重復(fù)性外,尚與量值標(biāo)定系統(tǒng)有關(guān)。嚴(yán)格地說(shuō)重復(fù)性是指環(huán)境條件、介質(zhì)參量等不變情況下,對(duì)某量值段時(shí)間內(nèi)同方向進(jìn)行多次測(cè)量的一致性。然而實(shí)際應(yīng)用中,儀表優(yōu)良的重復(fù)性被許多因素包括流體粘度、密度等變化所干擾,然而這些變化因素還未到需要作專(zhuān)門(mén)檢測(cè)修正的地步,這些影響往往被誤認(rèn)為儀表重復(fù)性不好。例如浮子流量計(jì)受流體密度影響,小口徑儀表還受粘度影響;渦輪流量計(jì)用于高粘度范圍時(shí)的粘度影響;有些未作修正處理的超聲流量計(jì)流體溫度對(duì)聲速影響等。若儀表輸出特性是非線性的,則這種影響更為突出。
4、線性度
流量?jī)x表輸出主要有線性和平方根非線性?xún)煞N。大部分流量?jī)x表的非線性誤差不列出單獨(dú)指標(biāo),而包含在基本誤差內(nèi)。然而對(duì)于寬流量范圍脈沖輸出用作總量積算的儀表,線性度是一個(gè)重要指標(biāo),使有可能在流量范圍內(nèi)用同一個(gè)儀表常數(shù),線性度差就要降低儀表度。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,采用信號(hào)適配技術(shù)修正儀表系統(tǒng)非線性,從而提高儀表度和擴(kuò)展流量范圍。
如需作管道流量配比、流量相加或熱量計(jì)要對(duì)溫度差和流量相乘時(shí),應(yīng)選擇線性輸出的儀表,可以簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。
5、上限流量和流量范圍
上限流量也稱(chēng)滿(mǎn)度流量。選擇流量?jī)x表的口徑應(yīng)按被測(cè)管道使用的流量范圍和被選儀表的上限流量和下限流量來(lái)選配,而不是簡(jiǎn)單地按管道通徑配用。雖然通常設(shè)計(jì)管道流體大流速是按經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定的。因?yàn)榱魉龠x擇過(guò)低,管徑粗投資大;過(guò)高則輸送功率大,增加運(yùn)行費(fèi)用。例如水等低粘度液體經(jīng)濟(jì)流速為1.5-3m/s,高粘度液體0.2-1m/s,大部分流量?jī)x表上限流量的流速接近或略高于管道經(jīng)濟(jì)流速,因此儀表選擇口徑與管徑相同的機(jī)會(huì)較多,安裝就比較方便。如不相同也不會(huì)相差太多。
6、范圍度
范圍度為上限流量和下限流量的比值,其值愈大流量范圍愈寬。線性?xún)x表有較大范圍度,一般為10:1;非線性?xún)x表則較小,通常僅3:1,能滿(mǎn)足一般過(guò)程控制用流量測(cè)量和商貿(mào)核算總量計(jì)量。但有些商貿(mào)核算用儀表要求較寬的范圍度,例如公用事業(yè)水量出荷計(jì)量的晝夜和冬夏季節(jié)差很大,就要求很寬的范圍度。若選用文丘利管差壓式儀表就顯得不能適應(yīng)。然而差壓式儀表范圍度拓寬近年有一些突破,主要在差壓變送器及微機(jī)技術(shù)應(yīng)用方面采取措施,亦可達(dá)10:1。某些型號(hào)的電磁流量計(jì)用戶(hù)可自行調(diào)整流量上限值,上限可調(diào)比(上限值和最小上限值之比)可達(dá)10:1,再乘上所設(shè)定上限值20:1的范圍度,一臺(tái)儀表擴(kuò)展意義的范圍度(即考慮上限可調(diào)比)可達(dá)(50-200):1,還有些型號(hào)儀表具有自動(dòng)切換上限流量值功能。
有些制造廠為表示其范圍度寬,把大上限流負(fù)的流速提得很高,液體7-10m/s,氣體50-75m/s,實(shí)際上這么高的流速一般是用不上的,關(guān)鍵是下限流速是否適應(yīng)測(cè)量要求。一般要求范圍度寬是使下限流速更低些才好。
電磁流量計(jì)選型基本參數(shù)
電磁流量計(jì)對(duì)于參數(shù)的選擇是非常關(guān)鍵的,具體我們可以通過(guò)三點(diǎn)來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明:
1、溫度和壓力的選擇
電磁流量計(jì)能測(cè)量的流體壓力與溫度是有一定限制的。選用時(shí),使用壓力必須低于該流量計(jì)規(guī)定的工作壓力。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電磁流量計(jì)的工作壓力規(guī)格為:小于50mm口徑,工作壓力為1.6MPa;900mm口徑,工作壓力為1MPa;大于1000mm口徑,工作壓力為0.6MPa。電磁流量計(jì)的工作溫度取決于所用的襯里材料,一般為5—70℃。如做特殊處理,可以超過(guò)上述范圍,如天津自動(dòng)化儀表三廠生產(chǎn)的耐磨耐腐蝕電磁流量計(jì)。變送器允許被測(cè)介質(zhì)溫度為—40一十130℃。
2、口徑與量程的選擇
變送器口徑通常選用與管道系統(tǒng)相同的口徑。如果管道系統(tǒng)有待設(shè)計(jì),則可根據(jù)流量范圍和流速來(lái)選擇口徑。對(duì)于電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō),流速以2—4m/s較為適宜。在特殊情況下,如液體中帶有固體顆粒,考慮到磨損的情況,可選常用流速≤3m/s,對(duì)于易附管理的流體。可選用流速≥2m/s。變送器的量程可以根據(jù)兩條原則來(lái)選擇:一是儀表滿(mǎn)量程大于預(yù)計(jì)的最大流量值;二是正常流量大于儀表滿(mǎn)量程的50%,以保證一定的測(cè)量精度。
3、內(nèi)襯材料與電極樹(shù)料的選擇
變送器的內(nèi)襯材料及電極材料必須根據(jù)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)正確選擇,否則儀表會(huì)由于襯里和電極的腐蝕而很快損壞,而且腐蝕性很強(qiáng)的介質(zhì)一旦泄漏容易引起事故因此,必須根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的具體測(cè)量介質(zhì),慎重地選擇電極與襯里的材料。