化工污水流量計的原理與測量誤差原因分析及相應的解決措施

1、化工污水流量計的基本原理
化工污水流量計是一種測量體積流量的儀表,它主要用測量工業過程中各種導電液體的流量。化工污水流量計主要是根據法拉第電磁感應定律, 在垂直于磁場的非磁性的管道里, 導電液體在作切割磁力線的運動, 在與磁場垂直方向上會產生了感應電動勢。其計算公式如下:E=kBDv式中:v(m/s)—流體流動速度;D(m)—測量管內徑,;B(T)—磁感應強度;k—為系數;E(V)—感應電動勢。
2、化工污水流量計測量誤差原因分析及相應的解決措施
根據化工污水流量計的基本原理可知, 磁場方向、流體流向、電極連線三者的垂直度以及D、B 、k 的變化等都會引起測量的誤差,在實際過程中,儀表的使用、維護、安裝方法、安裝環境、儀表選型等因素也會影響其測量的準確性。
2.1 待測液體電導率劇變或太低
如果待測液體電導率變化幅度具大,則導致顯示值波動巨大,嚴重時導致相應控制系統無法正常工作;如果待測液體電導率太低,會阻抗電極的輸出,當實際電導率低于下限值時儀器就無法正常工作了。解決措施:(1)選擇使用滿足要求的低電導率化工污水流量計;
(2)裝上保證物料充分混合或足以完成化學反應的反應器或直管段;
(3)選用其它原理流量計。
2.2 待測液體中有氣泡存或者非滿管氣泡產生的原因主要有:(1)液體中溶解氣體轉變成游離狀氣泡析出;(2)外界吸入(如負壓端管道連接墊圈泄露、泵軸密封性變壞等) 。由于氣泡存在或存在大量空氣,使得測量結果也含有氣泡體積的流量,從而產生了測量誤差。如果氣泡直徑等于或大于電極直徑,有可能會導致測量顯示值波動、不穩定。解決措施:(1)在化工污水流量計上游安裝集氣器,定期排氣;(2)更換安裝位置;(3)把化工污水流量計安裝在自下而上流動的垂直管道上;(4)傳感器安裝別離直接排放口太近;(5)傳感器應安裝在控制閥的上游、泵的下游。
2.3 有著層附著在測量管內
因為化工污水流量計經常被用來測量非清潔流體的流量, 其大多數含有有結垢、沉淀、易粘附等,導致化工污水流量計的電極表面和管道內壁常會受到污染, 使得測量結果存在誤差。解決措施:(1)定期清洗;(2)提高流速, 使其不低于2m/s, 最好保持在3 ～4m/s或以上;(3)選用聚四氯乙烯或玻璃等材料襯里。
2.4 空間電磁波的干擾
化工污水流量計的轉換器與傳感器間的電纜較長, 如果在其周圍存在強的電磁干擾,那么可能會導致電纜引入干擾信號,使得儀器測量值非線性、顯示失真、大幅晃動等,從而造成誤差。解決措施:(1)采用屏蔽措施,如將電纜單獨穿在接地鋼管內或使用符合要求的屏蔽電纜;(2)使電纜的長度縮短;(3)盡量遠離強磁場。
2.5 待測液體非對稱流動
在實際應用常常會出現待測液體非對稱流動,可分為兩種流動的組合:(1)純粹的旋渦流,其會對輸出產生影響,從而造成測量誤差;(2)沿管道軸線的直線流,待測液體的體積流量為管道橫截面的積分。解決措施: ( 1 )上游直管段不足,可安裝流量調節器;(2)上下游一定范圍內的管道內徑與流量計內徑應相同;(3)保證上游有足夠的直管段。
2.6 電極與勵磁線圈對稱性以及安裝點振動的問題
化工污水流量計的勵磁線圈與電極, 在加工制造過程中要嚴格對稱, 如果不對稱則會產生不對稱偏差,從而影響測量結果,造成測量誤差。此外,化工污水流量計對安裝地點的振動也有相當高的要求, 比如一體型化工污水流量計,它要求在振動小的場所安裝,否則會產生測量誤差,嚴重時導致儀表不能正常工作。
2.7 襯里材料及電極選擇和待測液體流速的問題
襯里材料及電極是直接與待測液體接觸,因此在選擇他們時應該根據工作溫度以及待測液體的特性,如選擇不當, 就會造成襯里變形、磨損、結垢、腐蝕、附著速度快等問題,從而使測量結果存在誤差,因此,在選擇襯里材料及電極時應該高度重視。此外,還有注意待測液體流速,一般為0.5～10m/s流速為化工污水流量計可測的范圍,但是最經濟的流速范圍為1.5～3m/s。
2.8 連接的電纜問題
化工污水流量計實質是由特定的電纜將轉換器和傳感器相連,從而形成一個系統,因此,導體橫截面積、分布電容、電纜長度、屏蔽層數、絕緣情況等因素都會影響測量結果。解決措施: ( 1 )盡量使用規定型號的電纜;(2)將末端應連接好、處理好,避免中間接頭;(3)其長度應在允許的范圍之內,電纜越短越好。

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