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电磁流量计

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管道式电磁流量计在线校准要求的探讨

来源:作者:发表时间:2019-03-21 16:38:48

    本文中心思想:电磁流量计是当前我国管道测量的主要工具,得到了广泛应用,想要满足社会发展的客观要求,需要对当前管道式电磁流量计的在线校准要求有一个充分的了解,管道式电磁流量计所具有的测量原理主要是以法拉第电磁感应定律为基础,主要的组成由传感器和转换器,传感器一般会被直接安装到测量的管道上,转换器则是可以通过与传感器的组合连接来构成一体型的电磁流量计,两者间的链接如果是通过屏蔽电缆实现的,就还会被统称为分离型电磁流量计。其在线校准主要是通过电?#38382;?#27861;和标准表法来进行的,无论是哪一种校准方式都需要按照地方规范和行?#24403;?#20934;来进?#26657;?#26412;文对此进行了详细分析,希望能?#28142;?#36827;管道式电磁流量计在线校准质量的提升。

    管道式电磁流量计一般都是被应用到自来水的测量?#26657;?#38543;着其优势的逐渐体现,钢铁、石油、化工等领域的导电流体流量测量也开始应用电磁流量计,管道式电磁流量计能够直接对酸、碱、盐等腐蚀性导电液体进行测量,在我国的电力、工业、水利、水政水资源等公共企业的发展过?#35752;?#21457;挥着重要作用。电磁流量计的应用具有准确度高、测量?#27573;?#22823;、灵敏性好、?#25910;?#21457;生机?#24066;?#31561;特点,在我国的管道建设中得到了广泛应用,但是电磁流量计一般是被直接安装在供水管网?#26657;?#22240;此,与城市的供水管网有着紧密联系,想要对其拆卸进行数据收集十分困难,我国在进行水大流量实流检定的过?#35752;?#24471;不到准确的数据,这就需要对电磁流量计的在线校准工作质量的提升进行优化,为其发展提供依据,规范其校准操作。
1管道式电磁流量计特点及安装要求
(1)管道式电磁流量计的特点
    管道式电磁流量计能够自动的保存24小时的流量数据,以及在设备有效运行的过?#35752;?#25484;握停电时间,对出现的零流量时间能够及时的提供报警,这些功能为相关工作的开展提供了便利。一般情况下只需要?#28142;巍?#20108;次的短信息就能得全天的测量数据,并且能够结合实际生活中的用户需求来进行相关测量内容的设定。随着科学技术的发展电磁测量计的安装过?#35752;?#21487;以采用电磁旋涡流量计与GSM网络相结合的方式,这?#20013;?#24335;下的数据测量能够保证无线电台的1/3左右的资源投入来进行水流量监测系统的建立,系统在建立完成后所需要的信息费用也只是在每天的一、二次信息采集过?#35752;?#36827;行投入,节约了大量的频率使用费和电?#36873;?#32500;护费用。流量检测仪表主要负责数据的显示和运行过?#35752;?#30340;通讯服务,并且能够做好数据存储,传统的电磁流量计是通过LED或段式LCD来进行重要信息的显示,显示的内容具有一定的局限性,基本内容有数字、字母和汉字,数据存储也一般通过二进制,通用性不高、存储容量较小(见图1)。
传感器在塑料管道上或有绝缘层、?#25512;?#31649;道上的安装
(2)管道式电磁流量计的安装要求
    在垂直管道中运用管道式电磁流量计进行气体流量的测量时,需要将传感器安装到管道的垂直部分,测量的流向不限,如果被测气体中含有液体,需要通过安装来让气体流向处于由下向上的状态。在进行液体流量的测量时,考虑到管?#20998;?#27969;体可能存在的固体颗粒?#25512;?#27873;的分布,传感器应水平安装,传感器安装位置应远离弯头、变径、阀门、节流装置,安装点直管段的要求至少要满足前10D后5D(D为管线直径)。需要保证液体的流向是自下向上的,这样做的主要目的是能够防止液体所具有的重量额外附加在探头上,造成设备损坏。传感器在水平管道的一侧进行安装是常见的一种安装形式,无论进行任何流体的测量,传感器都可以侧装到水平管道,尤其是一些具有过热蒸汽和饱和蒸汽的环?#24120;?#19968;般在条件?#24066;?#30340;情况下最好选择侧装方案,尽可能的额减少流体温度对设备的影响。传感器在水平管道内的倒装,倒装是最不理想的安装方法,在进行常见的一般气体和过热蒸汽中倒装都不推荐使用,只有在进行饱和蒸汽、高温液体测量时才会考虑。
2管道式电磁流量计在线校准的方法
(1)电?#38382;?#26816;测法在线校准
    首先需要用检测仪器和仪表来对流量计的机械性能、电?#38382;?#36827;行测量,在设备不充足的情况下可以通过目测、触摸等有一个评估,一般这些工作都要交给经验丰富的?#26174;?#24037;,这样做的主要目的是能够将在线运行的电磁流量计?#38382;?#25511;制在合理的?#27573;?#20869;,以此来保证产品在出厂时具有一个高准确度,让用户感到满意,优质的服务是提高社会效益和市场竞争力的重要内容。在测量过?#35752;?#30340;机械性能主要是指流量计所具有的几何尺寸,尽可能的减少变形和损伤的情况发生。电?#38382;?#27979;量的主要内容是传感器的励磁线圈铜电阻和励磁线圈对地的绝缘电阻,同时还有电极接液电阻,通过测量来了解转换器所输出的电流?#25512;?#29575;数值。由工作人员对电?#38382;?#36827;行系统化的分析,保证电磁流量计在出厂前会?#37038;?#21040;标准化的测量,对测量的数值要进行详细的分析来保证以后测量数值与当前数值的比对。
(2)标准表法在线校准
    标准表在选定完成后,会被应用到在线数据测量的过?#35752;校?#36890;过对流量计测量到的数据进行科学相比,从而得出流量计误差,采用适当的方法进行调整。标准表常见的有超声波流量计,这一标准表形式具有便携特点,实际应用过?#35752;?#21487;以自主考量实际环境来进行管道?#38382;?#37319;集,为换能器的安装进行准确定位(见图2)。
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3在线校准方法的实际应用
3.1标准表法的实际应用
(1)管道信息采集
    通过标准表法的应用主要是将超声波流量计与测量管道进行详细的比对,想要保证换能器之间安装距离的合理性,需要做好测量管道的信息采集,管道的主要测量内容有管道所采用的材质,以?#27688;?#30340;厚度、内径外径数据等,其中最为困难的就是数据的采集工作,之所以困难是因为测量管道具有厚度不均匀的问题,并且管道内壁经常会出现结垢或者吸附物堆积的情况,因此需要在进行测厚仪采集的过?#35752;校?#36890;过多个点的测量来保证其平均值。
(2)管道式电磁流量计在线校准安?#23433;?#39588;(以水平管道为例,竖直管道类同)
    ①在待测管线上选定一段满足直管段条件,外管壁平整、光滑的区域作为基本测量区;
    ②使用PANATAPE或较宽的卷尺测量待测管线的管周长,在测量过?#35752;?#24212;保持卷尺与被测管线表面均匀接触,读取管周长;
    ③在距离初次测量管周长选点位置1/4周长和1/2周长之处再分别测量管周长,取三次测量的平均值作为待测管线的周长;
    ④使用测厚仪或手持式流量计的测厚功能测量沿所画圆周测量多点(≥4mm)壁厚值,得到平均壁厚(如管线外有漆层,应扣除漆层厚度约0.2mm~0.3mm);使用流量计以?#23433;?#24471;的管线周长?#25512;?#22343;壁厚得到传感器安装间距Spacing,并以此大致?#39029;?#20256;感器安装位置,?#21368;?#25152;选管段的管外壁是否较为平整光滑,适合安装;
    ⑤使用砂纸将A点及H点附近区域管壁打磨光滑、平整,得到二个安装基本区域(CPT探?#20998;?#23569;为7×5cm)。打磨后重新连接L1、L2及两个截面圆周,再次得到A和H(见图3);
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    以A和H点为基准,参照所需安装的传感器夹具尺寸,在管壁上定出夹具的具体安装位置(见图4);
20190321161138.jpg
(3)换能器的安装
    换能安装方法在我国相关部门提出了明确的参考值,通常情况下需要保证换能器处于测量管道的水平面?#35762;啵?#22312;换能器的安装过?#35752;校?#38656;要找到测量管道所具有的焊缝,一般是处在测量管道的水平面一侧,因此,需要在测量管道的安装过?#35752;?#36991;免出现焊缝,,如果因地理条件的因素,必须将焊缝设置在底部,需要调整换能器所处的位置,始终保证管道处于满管水。在进行换能器的安装过?#35752;校?#21487;以按照直接穿透法和反射法来进?#26657;?#20934;确的测量管径所具有的大小,反设法的安装过程十分简单,但是该种方式主要是针对小管径来进行的,即使在管道上涂抹了大量的耦合?#31890;?#25442;能器所能设置的测量面也无法完全的紧贴在管道壁。鉴于当前的环境和条件,需要在测量小管道的过?#35752;?#26102;,将换能器换成小规格(见图5)。
20190321161226.jpg
3.2电?#38382;?#27861;的实际应用
(1)传感器的校准
    传感器的校准工作至关重要,传感器的测量需要以管道为主,了解电磁磁场,探索信号源,电?#38382;?#27861;的应用也是针对这些内容来进行的。
    ①测量管道。测量管道主要是承载被测流体的通道,整个管道的构成需要设置绝缘衬里,常见绝缘衬里的属性一般是通过非导磁和高电阻来进行构建的,结合当前的传感器校准工作来分析,常见的构成材质有橡胶、工业陶瓷等。
    ②电磁磁场。电磁磁场是励磁线圈在通电后经过长时间的运行逐渐产生的,励磁系统的构成主要有励磁线圈、极靴等,在这一部分的电?#38382;?#27979;量中主要是通过励磁线圈的电阻和对地电阻来进行的。如图6所示,励磁线圈的电阻和产生的励磁电流之间的关系和相互数值会直接影响到磁感应的强度,通过对励磁线圈电阻的测量能够直接的对励磁线圈的通断进?#20449;卸希?#20943;少匝间短路情况的发生,以此来保证传感器测量的准确性。励磁线圈对地电阻同样会对流量计的安全起来关键性的保护作用,随着绝缘值的减少,励磁电流对地会产生漏电流,因此为了提高流量计的测量精准性,需要在绝缘值下降后,进行解决。
多电级电磁流量计激励系统结构
    ③信号源。信号源主要包括电极、电极引线、电极屏蔽线、接线端子盒等,其中对电磁流量计检测流量信号有着重要影响的部分就是电极,在进行测量的过?#35752;校?#24120;常会因为电极和被测介质的接触导致实际应用电极很容易出现表面?#32431;觶?#24433;响到信号的稳定性,因此,为了避免测量的电?#38382;?#25968;值出现偏差,需要保证电极电阻值的差值控制在可?#37038;?#30340;?#27573;?#20869;(见图7)。
电磁流量计模拟信号源
    ④壳体。壳体存在的主要任务是将电磁线?#27867;?#33258;?#25442;?#22659;相隔离,保护其应用过?#35752;?#19981;会受到环境变化的影响,同时还需要结合当前的工作需要,来选择好流量计的型号。在安装的过?#35752;?#38656;要保证传感器的接地极和壳体始终处于相联的状态,这是为了增强仪表所具有的抗干扰能力。
(2)转换器的校准
    转换器的主要作用是做好传感器输入的模拟信号转换,在完成数字信号转变后能够减少设计的误差,通过性能测试,模拟信号发生器在这一过?#35752;諧械?#30528;重要任务,数字电流表?#25512;?#29575;计数器等标准性要求很高的仪器在使用过?#35752;?#35201;注意养护工作,转换器校准的主要对象是电源端子与外壳绝缘电阻,在数据输出中所具有准确度,一般检查的内容有其运行频率和管道内的电流,瞬时流量。
    ①各项数据的准确度。一般情况下在进行数据输出的过?#35752;?#38656;要保证输出频率的稳定,输出电流的有序,做好瞬时流量的控制,运用模拟信号来对数字电流表?#25512;?#29575;计数器等标准仪器的使用情况有一个基础的认知。在测量和检验的过?#35752;校?#39318;先需要做的是关闭电源,并且能够将模拟信号所具有发生器端子?#32454;?#30340;按照要求来转换相关端子的?#38382;?#24182;以此作为基础来保证数字电流表的使用频率,通过计数器与转换器的转换,由电源输出端子与频率输出端子进行结合。在?#21368;?#19968;切数据正常,运行状态符合要求后,打开电?#37259;?#25442;模拟信号的档位,输入模拟流量,就可以对不同档位的输出频?#24335;?#34892;记录。
    ②数据处理。在进行数据处理的过?#35752;?#38656;要对转换器所输出的各项数?#21040;?#34892;精准的校准,对可能出现的运行问题有一个基础性评定,主要目的是能在校准过?#35752;校?#38656;要制定出合理的校准方法,选择好校准所需要的仪器,了解现有的校准条件,全面提高校准人员对校准对像的了解。
4计量设计的管理和协调
(1)计量校准工作的信息要求
    通常情况下机载设备在产品的使用过?#35752;校得?#20070;会提出以下资?#24076;?#39318;先是设备运行和安装过?#35752;?#25152;需要的考量的技术指标。设备技术指标的制定为计量工作提供了基础理论依据,能够对设备的不同工作状态有一个基础性?#21368;希?#24182;以此为基准开展成品测试,充分了解设备所具有的技术性能,扩大准确度的影响?#27573;В?#24182;且能够熟练的应用当前的计量设备。同时要结合当前的工作环境来制定出合理的解决方法,并且能够结合当前的测量环?#24120;?#25552;出更多与之相关的标准化内容,在进行设备的设计过?#35752;校?#20063;能够提供更为合理的校准方法,实?#31181;?#23548;性的提升。能够结合设备的使用原理来使安?#23433;?#37327;符合行?#24403;?#20934;,设备供方为了满足测量条件,需要制定出更加具有的针对性的设计方案,在设备的设计方没有为测量人员提供精准的校准方法时,需要用户自主的参照校准的安装方法来进?#26657;?#35753;校准程序变得更加科学。
(2)计量校准工作的特性验证
    通常情况下机载设备的设计完成后,需要充分?#29616;?#20854;所具有的计量特性,其中在进行验证方案选择的过?#35752;校?#23454;验验证是最为有效,能?#35805;?#21161;设计人员对整个设计过?#25506;?#34892;完善和补充,结合验证所得的结论,对其计量性设计进行仔细的验证,通过系统化的评审后提供给当前的用户,还可以安排专业的测量人员来签署完整的验证资料。
5总结
    管道式计量性的设计是当前我国机载设?#24178;?#35745;过?#35752;?#30340;重要课题,通过其对?#27688;?#27979;量准确性得提升,能够让?#27688;?#30340;使用更加的安全、可靠,是我国工?#21040;?#35774;过?#35752;?#19981;可或缺的重要手段。通过计量性设计能够保证计量的校准,让相关产品能够在固有的使用周期内始终保持一个良好的测试状态,满足技术发展要求。因此需要将计量性的设计上升到技术规范的层次,?#27426;?#30340;在成品设计中进行完善,为?#27688;?#30340;使用合理性提供技术支持。电磁流量计在安装过?#35752;校?#21628;吁有效的避开强电力设备和一些高频设备,以免导致其受到辐射源的影响,为维修和维护提供便利。
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