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电磁流量计

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影响电磁流量计安装条件的国内外创新现状

来源:作者:发表时间:2017-07-15 09:39:47

        电磁流量计是一种速度式流量计,其最大优点是测量时不受流体的密度、温度、压力、粘度、雷诺数等物性参数的影响。理想电磁流量计的测量信号是一个仅与管道中流体的体积流量有关而与速度分布完全无关的物理量。而实际应用的电磁流量计很难达到“理想”的状况,即管道中的流场分布对测量的信号有一定程度的影响。在不能保证与流速分布完全无关的情况下,根据经典的理论分析,如果流速以中心轴对称流动时,感应电势也仅正比于管道截面的平均流速。

 
        实际中,出于工艺的要求,在电磁流量计的上游往往需要安装一些阻流件如弯头、渐缩管、渐扩管、阀门等,由于这些阻流件的存在,会引起流动的畸变、二次流或漩涡流。破坏了原有充分发展的流速分布状况,要让流体恢复其轴对称的流速分布,需要一定长度的直管段。
 
        为了保证达到 0.5 级精度等级仪表的要求,不同的标准或检定规程对上游直管段的要求也不一样,如表 1 所示。
电磁流量计直管段长度要求
        1975 年日本制订的标准 JIS Z 8764《电磁流量计流量测量方法》规定如图 1 所示。这一规定在当时国际上处于领先地位,不仅规定了具体要求,并在标准附件《解说》(相当于国内的编制说明)提供了前置扰流件单弯管、平面双弯管、立体双弯管、闸阀/蝶阀不同开度的影响量曲线图。
 
        1980 年颁发的英国 BS 5792《电磁流量计的规范》对各扰流件无具体规定,仅原则规定流体在流量传感器内应是充分发展和无旋转的流动,规定在做实验时不分圆锥角是否小于 15°,渐扩管均应如图 1B 所示连接,比 JIS Z 8764 规定严格。
 
        20 世纪 90 年代中期,国内蔡武昌先生等人扩展开发口径大于 2m 的仪表,在2m 管径的流量标准装置上装渐扩管,直接连接到 2.2m 以上仪表,待延伸到2.6m
仪表时,出现重复性差的现象。为分析校验大口径电磁流量计重复性差的原因,将渐扩管直接接在电磁流量传感器进口端进行实验,发现这对流量测量值影响相当大。最后通过实验数据分析发现圆锥角接近 15°的渐扩管直接连接电磁流量传感器进口端,会产生 10%左右测量值的影响量,且重复性很差。在渐扩管与传感器之间加接一段长度 L=1DN 短管后,影响量可减小到 5%左右,增加 L 影响量必将继续减小。此外,通过实验还发现渐缩管直接连接电磁流量传感器,对流量测量值影响极小。
 对传感器上游侧直管段的要求
        此外,实践经验表明,当电磁流量计安装在弯头、闸阀下游的前置直管段长度不足时,依据两电极权重函数分布规律,电磁流量计安装时可以采用电极轴线与弯管  闸阀等轴线成 45°倾斜安装,避开电极附近的速度敏感区的安装办法,以减小速度不对称引起的附加误差。