電磁流量計(jì)在應(yīng)用中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題及處理方式:非正弦波交流勵(lì)磁,是采用低于工業(yè)頻率的方波或三角波勵(lì)磁的方式,交流正弦波勵(lì)磁,當(dāng)交流電源電壓(有時(shí)是頻率)不穩(wěn)時(shí),磁場(chǎng)強(qiáng)度將有所改變,所以電極間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也變動(dòng),因而,必須從傳感器取出對(duì)應(yīng)于計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度的信號(hào),作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。這種勵(lì)磁方式易引起零點(diǎn)變動(dòng),而降低其測(cè)量精度。 可以認(rèn)為產(chǎn)生恒定直流,周期性地改變極性的方式,因這種勵(lì)磁電源穩(wěn)定,故不必為除去磁場(chǎng)強(qiáng)度的變動(dòng)而進(jìn)行。
將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的45~65kHz的超聲波電壓加到電極上,陰離子的吸附與電極電位有密切關(guān)系,吸附主要發(fā)生在比零電荷電位更正的電位范圍,即帶異號(hào)電荷的電極表面。在同號(hào)電荷的電極表面上,當(dāng)剩余電荷密度稍大時(shí),靜電斥力大于吸附作用力,陰離子很快就脫附了,這就是電化學(xué)清洗的原理。使超聲波的能量集中在電極與介質(zhì)接觸面上,從而利用超聲波的能力將污垢擊碎,達(dá)到清洗的目的。機(jī)械清除法是通過(guò)在電極上安裝特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)電極清除。目前有兩種形式:
一種是采用機(jī)械刮除器。用不銹鋼制成一把帶有細(xì)軸的刮刀,通過(guò)空心電極把刮刀引出,細(xì)軸和空心電極之間采用機(jī)械密封以防止介質(zhì)外流,于是組成了機(jī)械刮除器。當(dāng)從外面轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)軸時(shí)候,刮刀緊貼電平面轉(zhuǎn)動(dòng),刮除污垢。這種刮除器可以手動(dòng),也可以用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)細(xì)軸自動(dòng)刮除
另一種是在管狀電極中,裝上清除污垢用的鋼絲刷,軸裹在密封的“O”形圈里,以防止流體泄露。金屬電極在電解質(zhì)流體中存在電化學(xué)現(xiàn)象。根據(jù)電化學(xué)原理,電極與流體存在界面電場(chǎng),電極與流體的界面是電極/流體相間存在的雙電層所引起的。對(duì)于電極與流體界面電場(chǎng)的研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的分子、原子或離子在界面具有富集或貧乏的吸附現(xiàn)象,而且發(fā)現(xiàn)大多數(shù)無(wú)機(jī)陰離子是表面活性物質(zhì),具有典型的離子吸附規(guī)律,而無(wú)機(jī)陽(yáng)離子的表面活性很小。因此電化學(xué)清洗電極僅考慮陰離子吸附的情況。
非軸對(duì)稱流動(dòng)引起的誤差 這種方法使用交流高壓電定期加到電極和介質(zhì)之間,一般加30~100V。由于電極被附著,其表面接觸電阻變大,所加電壓幾乎集中在附著物上,高電壓會(huì)將附著物擊穿,然后被流體沖走。總安全出發(fā),使用電擊穿法必須是在流量計(jì)中斷丈量、傳感器與轉(zhuǎn)換器間信號(hào)線斷開(kāi)、停電情況下將交流高壓電直接在傳感器信號(hào)輸出端子上進(jìn)行清洗。
電磁流量計(jì)流體在管內(nèi)流速為軸對(duì)稱分布時(shí),且在均勻磁場(chǎng)中,流量計(jì)電極上所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小與流體的流速分布無(wú)關(guān),與流體的平均流速成正比,而非軸對(duì)稱流速分布時(shí),即每個(gè)流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于電極幾何位置的不同,對(duì)電極所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小也不同,愈靠近電極,速度大的質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,因此,必須保證流體流速為軸對(duì)稱。如管內(nèi)流速為非軸對(duì)稱分布就會(huì)引起誤差。因而在選裝電磁流量計(jì)時(shí)要盡可能保證直管段的要求以減小其所引起的誤差。
流體電導(dǎo)率的問(wèn)題
流體電導(dǎo)率的降低,將增加電極的輸出阻抗,并且由轉(zhuǎn)換器輸入阻抗引起的負(fù)載效而產(chǎn)生誤差,因此,按如下所述原則,規(guī)定了電磁流量計(jì)應(yīng)用中流體的電導(dǎo)率的下限。
電極的輸出阻抗決定了轉(zhuǎn)換器所需的輸入阻抗的大小,而電極輸出阻抗,可認(rèn)為流體的電導(dǎo)率和電極大小所支配。
電極襯里附著物的影響
在測(cè)量有附著沉淀物的流體時(shí),電極表面將受污染,常常引起零點(diǎn)變動(dòng),故必須注意。
零點(diǎn)變化和電極污染程度兩者的關(guān)系,要進(jìn)行定量分析比較困難,但可以說(shuō),電極直徑越小,所受的影響越少,在使用中,應(yīng)注意電極的清污,以防止附著。
在測(cè)量具有沉淀附著物的流體時(shí),除了選擇如玻璃或聚四氯乙烯等難以附著沉淀的襯里外,還應(yīng)增其流速。如果在流體中均勻地含有氣泡,則測(cè)量的是包括氣泡的體積流量,并且使所測(cè)流量值不穩(wěn)定,而引入誤差。
信號(hào)傳輸電纜長(zhǎng)度的問(wèn)題
傳感器(即電極)與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜愈短愈好。但有些現(xiàn)場(chǎng)受安裝環(huán)境位置的限制,轉(zhuǎn)換器與傳感器的距離較遠(yuǎn),這時(shí)要考慮連接電纜的大長(zhǎng)度問(wèn)題。傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜的大長(zhǎng)度又由電纜的分布電容和被測(cè)流體的電導(dǎo)率決定。
實(shí)際使用中,當(dāng)被測(cè)流體的電導(dǎo)率是在一定的范圍之間,因此就決定了電極與轉(zhuǎn)換器之間電纜的大長(zhǎng)度。當(dāng)電纜長(zhǎng)度超過(guò)大長(zhǎng)度時(shí),由電纜分布電容引起的負(fù)載效應(yīng)就成了問(wèn)題。為防止這種情況發(fā)生,使用雙芯兩層屏蔽電纜,由轉(zhuǎn)換器提供低阻抗電壓源使內(nèi)側(cè)屏蔽與芯線得到相同的電壓,以形成屏蔽,即使芯線與屏蔽之間有分布電容存在,但芯線與屏蔽是同電位,則兩者之間就無(wú)電流通過(guò),也無(wú)電纜的負(fù)載效應(yīng)存在,因此可延長(zhǎng)信號(hào)電纜大長(zhǎng)度。另外,還可用特殊信號(hào)傳輸電纜延長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器與傳感器之間的大長(zhǎng)度。
電磁流量計(jì)測(cè)量性能的關(guān)鍵技術(shù)之一,勵(lì)磁方式在實(shí)際應(yīng)用上可分成 交流正弦波勵(lì)磁,非正弦波交流勵(lì)磁和直流勵(lì)磁方式。