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影響（xiǎng）排水溝排水流量計測量精度及（jí）提高準確（què）性的對（duì）策
點擊次數：2338 發布時間：2021-09-06 07:33:09
在工農業生產、國防建設、科學試驗、國內外貿易等各（gè）個領域，對（duì）於流量測量的需求是一項很普遍的測量工作，因（yīn）為流量（liàng）的（de）測量是測量的動態物理量，測量的介質也各不一（yī）樣，不同的介質（zhì）的（de）特性對於流量（liàng）測量（liàng）的要求各不一樣，測量現場的條件也有差異（yì），所以就導致了流量測量的準確性與可靠性較難保證。針對於不一（yī）樣的工況條件，目前市場上的（de）儀表類型有速度式流量計（jì）、容積流（liú）量（liàng）計、動量式流量計、排水溝排水流量計（jì）、超聲波流量計等幾十種流量計。其中排水溝排水流量計的應（yīng）用特別廣泛，它以其優越的性能,在諸多領域被廣泛（fàn）采用。
如（rú）何對排水溝排水流量計（jì）進行精確的（de）測量，解決現場測量的常見（jiàn）的“測不準”的現象。針對於這個情況，本文分析了被測介質電導率、流（liú）速分布與直管段、電*結垢與附著層、安（ān）裝（zhuāng）條件（jiàn）和運行環境（jìng）5方麵工程因素對排水溝排水（shuǐ）流量計準確測量（liàng）的影響,提出了提高電磁流量測量準確性的工程對策。從而保證排水溝排水流量計在工程應（yīng）用中能夠準確測量,使其（qí）充分發揮（huī）其計量作用,為流量檢測提供可靠的測量數據。在確保排（pái）水溝排水流量（liàng）計本身計量（liàng）檢定合格的（de）基礎上,分析了（le）工程上影響排水溝排水流量計測量準確性的因素（sù）,提出了提高排水溝（gōu）排水流量計測量準確性的工程實施方法.
1 影響排（pái）水溝排水流量計準確測量（liàng）因素
排水溝排水流量計是（shì）根據（jù）法拉*電磁感應定律來（lái）工作的,即導電流體以平均速度v流過垂直於流動方向的磁場,其感應（yīng）電勢E通過與流體直接接觸的電*(又稱傳感（gǎn）器)檢測出來.
E=KBvD ,(1)
式中:K為儀表（biǎo）常數;B為磁感應強（qiáng）度(T);v為流體運動平均速度(m/s);D為管道內徑(m).
當K、B、D確（què）定下來後,E與v成正比.其工作原理和結構如圖1所示（shì）.根據流體的體積流量公式:
Q=1/4πD2v ,(2)
Q是v的（de）正比函數,代入公式(1),那麽E也是Q的正比函數,由此,測出了感應電壓E也即測出（chū）了介質的體積流量Q.
排水溝排（pái）水流量（liàng）計（jì）工作原理圖
排水溝排水流量計由流量傳感器和轉換（huàn）器兩大部分組成.傳感器測出的感應電壓（yā）E由電纜送至轉換器（qì）,通過智能化處理,然（rán）後LCD顯（xiǎn）示,或轉換成標準（zhǔn）信號（hào）4～20mA輸出.根據（jù）以上測量原理,實際使用（yòng）中,影響排水溝排水流量計準確測量的工程因素主要有以下5個方麵:
盡管排水溝排水流量計生產廠家不斷追求流量計（jì）本身的精度,但實（shí）際工程中,工藝管道中的彎管（guǎn）、閥門等都會引（yǐn）起流動畸變、二次（cì）流（liú）或（huò）漩渦,破壞了原（yuán）有充分均勻的流速分布狀況（kuàng）.隻有（yǒu）經過相當長的直管段,才能讓流體恢複其軸對稱的流速分布.若實際工藝管道（dào）上（shàng）下遊直管段不足,可以通過安裝流動調整器來調（diào）整（zhěng）.
Δε=1-2/[1+(kω/kf)+(1-kω/kf)*(1-2t/D)2] ,(3)
式中:kω、kf分別為附著物和測量流體的電導率;t為附著物厚度;D為直徑.
若（ruò）式(3)中kω和、kf相等,則誤差為零,附著物的電導率較低時,上式仍然成立（lì）,但會增加電*的輸出（chū）阻抗,因此（cǐ）受到限製（zhì）,如（rú）絕緣性（xìng）沉澱物浸（jìn）在流體中就是這（zhè）種情況.相反,如附著金屬粉末等,因高電導率的附著層,使感應電勢（shì）短路,電*輸（shū）出偏低,造成負偏差.在測量具（jù）有沉澱附著物的流體時,可通過合理選擇傳感器內（nèi）襯材料（liào）等方法減少測量誤差,除了選擇（zé）如（rú）玻璃或聚四氯乙烯等難以附著沉（chén）澱的襯裏外,還應增加其流速,流體快速（sù）流（liú）動的同時能夠起到衝刷電*、清（qīng）潔電*的作用,減少誤差.
2.1正確選型
排水溝排水流量計的選型考慮因（yīn）素很多,有儀（yí）表性能、流體特性、安裝（zhuāng）條（tiáo）件、環境條件和經濟等方麵（miàn）的因素,從測量（liàng）準確性的角度,可從下麵兩方麵（miàn）考慮.
排水溝排水流量計電*的材料有耐（nài）鹽和小於50%濃度（dù）堿溶液的鈦(Ti)電（diàn）*,耐酸（suān）和鹽的鉭(Ta)電*,耐腐蝕能力強的貴金（jīn）屬鉑電*,不適於（yú）鹽酸的哈氏合金C電*和不適於硝酸的哈氏合金（jīn）B電*,耐腐蝕（shí）能（néng）力一（yī）般、但價格低（dī）廉的不鏽鋼316L等.電（diàn）*材料裝於傳感器測量管內（nèi）壁,與被測介質直接接觸,故應根（gēn）據被測介質的腐蝕性選定.
2.2 正確安裝
(1)對安裝管路的要求.實際工程上,電*平（píng）麵處的流速分布已同初校時有較大的差別,傳感（gǎn）器上遊管道連接件（jiàn）的配置是引起特殊的流（liú）速分布的因（yīn）素之一,使（shǐ）用中就有（yǒu）可能出現量值偏移.對傳感器前後直管段（duàn）的要求是保證流速以中心軸為對稱分布,獲得儀表測量精確度（dù）的必要條件之一,國（guó）標GB/T18659-2002等列舉了對漸縮管、上（shàng）遊閥、圓弧彎頭*小直管段長度的要求(見（jiàn）表1).
另外,測量管內導電流體電導率不均勻,也會（huì）影響排水溝排水流量（liàng）計的測量,因此,若工（gōng）藝（yì）要求（qiú）在管道中加入其他介質,則應在流量計下遊進（jìn）行.如果必須在上遊進行,應在流量計上遊較（jiào）遠處注入,建議在大於50D以遠(D為測量管內徑),以保證流（liú）體流動均勻後進入流量計（jì）.
排水溝排水流量計（jì）傳（chuán）感器接地圖（tú）示（shì）
排水溝排水流量計在投運前,應對管道及流量計進行徹底檢查,包括管道（dào）雜物等清理,電*處幹燥處理.還包括電氣線路的檢查,*先應對線路（lù）的接地進行（háng）檢測（cè）,確保接地可靠（kào）後,還需進行絕緣電阻及接地電阻測試.
長期（qī）運行時,測量管壁易附著和（hé）沉澱物質,若附著是比液體電導率高的導電（diàn）物質,信號電勢將被短路而不能工作,若是非導電層則*先應注意電*汙（wū）染,譬（pì）如選用不易附著尖形或半球形突出電*、可更換式電*、刮刀（dāo）式清（qīng）垢電*等.非（fēi）接（jiē）觸型電*排水溝排水流量計（jì）附著非導（dǎo）電膜層（céng）,儀表仍能工作,但（dàn）若為（wéi）高導電層則不（bú）能工作.
由於排水溝排水流量計運行環境（jìng）較為複雜（zá）,影響其正常（cháng）工（gōng）作的工程因素眾多,調試技（jì）術需（xū）要不斷總（zǒng）結（jié）和（hé）更新.總之,隻要合理選用（yòng）、正確安裝排水溝排水流量計,並（bìng）采取有效的措施加以維護,就能從工程上降低誤（wù）差（chà）,提高測量的準確性,規範的使用儀表（biǎo）,還能延長儀表的使用壽命,為生產提供準（zhǔn）確可（kě）靠的計量數據.
測排放水流量計的安裝條（tiáo）件及注意的問題 測排放水流量計在使用過程中（zhōng）精度不達標原因分析及解（jiě）決思路（lù） 關於管道排水（shuǐ）流量計的（de）運行原理及應用領（lǐng）域解析 進水排水流量計算環節（jiē）對於流量計特點分析與選型要點 關於dn300排水管道流量計的運行原理及應用領域解析（xī） 影響排（pái）水溝排水流量計測量精度及提高準確性（xìng）的對策 給排水流量計在（zài）燃氣鍋爐給水調節上應用中缺點和優勢 高精度給排水流量計對於（yú）測量流體介質溫（wēn）度影響分析 城市給排水流量計在自控儀表係統應用中的（de）防幹擾策略 城市給排水流量計的原理及傳感器線性度評定 影響（xiǎng）給排水管道流量計測量精度（dù）因素（sù）及提高準（zhǔn）確性（xìng）的對策 給排水流量計具有哪些優點與缺（quē）陷 排水流量表,地下排水（shuǐ）流量計 排水流量計,礦用排水流量計（jì） 地下排水（shuǐ）流量計,礦用排水流量計 渠道排水（shuǐ）流量計,消防排水流（liú）量計 排水流量表（biǎo）,渠道排水流量計 排水流量表,消防排水流量計 渠道排水流量計 排水流量計,地（dì）下排水流量（liàng）計 礦用排水（shuǐ）流量計 消防（fáng）排水流量計 地下排水流量計 渠道排水流量計,礦（kuàng）用排水流量計 排水流量表,礦用（yòng）排水流量計 排水流量計,渠道排水流量計 消防排水（shuǐ）流量計（jì）,礦用排水（shuǐ）流量計 地下排水流量計,消防排（pái）水流量計 渠道排水流量計,地下排水流量計 排水流量表,排水口水流量計
如（rú）何對排水溝排水流量計（jì）進行精確的（de）測量，解決現場測量的常見（jiàn）的“測不準”的現象。針對於這個情況，本文分析了被測介質電導率、流（liú）速分布與直管段、電*結垢與附著層、安（ān）裝（zhuāng）條件（jiàn）和運行環境（jìng）5方麵工程因素對排水溝排水（shuǐ）流量計準確測量（liàng）的影響,提出了提高電磁流量測量準確性的工程對策。從而保證排水溝排水流量計在工程應（yīng）用中能夠準確測量,使其（qí）充分發揮（huī）其計量作用,為流量檢測提供可靠的測量數據。在確保排（pái）水溝排水流量（liàng）計本身計量（liàng）檢定合格的（de）基礎上,分析了（le）工程上影響排水溝排水流量計測量準確性的因素（sù）,提出了提高排水溝（gōu）排水流量計測量準確性的工程實施方法.
1 影響排（pái）水溝排水流量計準確測量（liàng）因素
排水溝排水流量計是（shì）根據（jù）法拉*電磁感應定律來（lái）工作的,即導電流體以平均速度v流過垂直於流動方向的磁場,其感應（yīng）電勢E通過與流體直接接觸的電*(又稱傳感（gǎn）器)檢測出來.
E=KBvD ,(1)
式中:K為儀表（biǎo）常數;B為磁感應強（qiáng）度(T);v為流體運動平均速度(m/s);D為管道內徑(m).
當K、B、D確（què）定下來後,E與v成正比.其工作原理和結構如圖1所示（shì）.根據流體的體積流量公式:
Q=1/4πD2v ,(2)
Q是v的（de）正比函數,代入公式(1),那麽E也是Q的正比函數,由此,測出了感應電壓E也即測出（chū）了介質的體積流量Q.
排水溝排（pái）水流量（liàng）計（jì）工作原理圖
排水溝排水流量計由流量傳感器和轉換（huàn）器兩大部分組成.傳感器測出的感應電壓（yā）E由電纜送至轉換器（qì）,通過智能化處理,然（rán）後LCD顯（xiǎn）示,或轉換成標準（zhǔn）信號（hào）4～20mA輸出.根據（jù）以上測量原理,實際使用（yòng）中,影響排水溝排水流量計準確測量的工程因素主要有以下5個方麵:
- 被測介質電導率的（de）影響.被測流體的電（diàn）導率決（jué）定了轉換器所需（xū）的輸入（rù）阻（zǔ）抗大小,流體電導率降低,電*的輸出阻抗將增加,並且由轉換器輸入阻抗引起負載效應而產生誤差（chà）.因此,排水溝排水流量（liàng）計應用中規定了流體的電導（dǎo）率的下限.理論上,把電*看作點（diǎn）電*,忽略其大小,實際上,電（diàn）*有一定（dìng）尺寸（cùn）,當直徑為d的圓形電*與電導率為ρ的（de）半無限展（zhǎn）寬的流體接觸時,其展寬電阻（zǔ）為1/(2ρd),因（yīn）此,如果管（guǎn）道直徑Dd,則電*的輸（shū）出阻抗為兩個（gè）展寬電阻之和,即等於1/(ρd).一般測量的流體電導率ρ的下（xià）限為5～10μs/cm,所以,若電*直徑d為1cm,則電*的輸（shū）出阻抗就為1/(ρd)=100～200kΩ,為使輸出阻抗的影（yǐng）響限製（zhì）在0.1%以下,轉換器（qì）的輸入（rù）阻抗應為200MΩ左右.對於排水溝排水流量計,選型時（shí）必須考慮流體電導率要大（dà）於5μs/cm的閾值(即下限值)要求（qiú）.
- 流速分布與直管（guǎn）段的影響.根據公（gōng）式（shì）(1)知,如果流速以中心軸為對稱流動,感應電勢與流速分布無關,僅正（zhèng）比於平均流速（sù）.若流速（sù）為非中心軸對稱分布,圖2表示90°彎頭與（yǔ）突擴管的流線分布與速度剖麵,每個流動質點相對於電*幾何位置不同,對電*產生的（de）感應電動勢大小也不同,越靠（kào）近電*,速度大的質（zhì）點所產（chǎn）生的感應電動勢（shì）越大,容（róng）易引（yǐn）起誤差,因此,必須保證流體流速為中心軸對稱.工程上,正（zhèng）確的安裝可以減小此類誤差。
盡管排水溝排水流量計生產廠家不斷追求流量計（jì）本身的精度,但實（shí）際工程中,工藝管道中的彎管（guǎn）、閥門等都會引（yǐn）起流動畸變、二次（cì）流（liú）或（huò）漩渦,破壞了原（yuán）有充分均勻的流速分布狀況（kuàng）.隻有（yǒu）經過相當長的直管段,才能讓流體恢複其軸對稱的流速分布.若實際工藝管道（dào）上（shàng）下遊直管段不足,可以通過安裝流動調整器來調（diào）整（zhěng）.
- 電*結垢和附著層的影（yǐng）響.在測（cè）量（liàng）如紙漿、汙水等非（fēi）清潔流體時,電*表麵易受汙染（rǎn）,引起零點變動,但零點變化和電*汙染程度兩者的關係,很難進（jìn）行定（dìng）量分析比較,根據經驗,電*直徑越小,所受的影響越少,在使用中,應注意電*的清（qīng）汙,以防止附（fù）著.
Δε=1-2/[1+(kω/kf)+(1-kω/kf)*(1-2t/D)2] ,(3)
式中:kω、kf分別為附著物和測量流體的電導率;t為附著物厚度;D為直徑.
若（ruò）式(3)中kω和、kf相等,則誤差為零,附著物的電導率較低時,上式仍然成立（lì）,但會增加電*的輸出（chū）阻抗,因此（cǐ）受到限製（zhì）,如（rú）絕緣性（xìng）沉澱物浸（jìn）在流體中就是這（zhè）種情況.相反,如附著金屬粉末等,因高電導率的附著層,使感應電勢（shì）短路,電*輸（shū）出偏低,造成負偏差.在測量具（jù）有沉澱附著物的流體時,可通過合理選擇傳感器內（nèi）襯材料（liào）等方法減少測量誤差,除了選擇（zé）如（rú）玻璃或聚四氯乙烯等難以附著沉（chén）澱的襯裏外,還應增加其流速,流體快速（sù）流（liú）動的同時能夠起到衝刷電*、清（qīng）潔電*的作用,減少誤差.
- 安裝條件的影響.排水溝排水流量計要求滿管測（cè）量、流速分布軸對稱、可靠（kào）的接地等,否則可能現輸出晃動（dòng）、示值不準等現象.這可通過規範安裝操作以使測量準確性得到提高.
- 運行環境的影響.排（pái）水溝排水流量計因（yīn）輸出信號較弱,對機械振（zhèn）動比較敏感,測量結果易受幹擾（rǎo）,運行（háng）時,不允許管道振動和周圍有大的電器如電焊機等.
2.1正確選型
排水溝排水流量計的選型考慮因（yīn）素很多,有儀（yí）表性能、流體特性、安裝（zhuāng）條（tiáo）件、環境條件和經濟等方麵（miàn）的因素,從測量（liàng）準確性的角度,可從下麵兩方麵（miàn）考慮.
- 傳感器口（kǒu）徑選擇.傳感器口徑的選擇關係到流體在管道中的流速大（dà）小（xiǎo）,影響到輸出電（diàn）勢值.因此（cǐ）,傳感（gǎn）器口徑不一定與連接的工藝管道口徑（jìng）相（xiàng）同,應根據實際使（shǐ）用流量而定.當管道（dào）內流體的流速在1.5～3m/s,選擇（zé）傳感器口徑的與工藝（yì）管道口徑相同即可,且安裝方便;當管內流體流（liú）速較低,低於0.5m/s時,儀（yí）表（biǎo）口徑應改（gǎi）為小於管徑,以異徑管連接管道.
- 襯裏（lǐ）、電*材料的選擇要點（diǎn）.電*是排水溝排水流量計拾取流量（liàng）信號的部件,在測量過程中（zhōng）,隻有（yǒu）它和接地環、接地電*與被測介質接觸,因此,為了適應不同介質的測量條件,比如流體介質的溫度（dù）、壓力（lì）、腐蝕性、磨損性等的要求,要選用（yòng）不同的內襯、電*材料.
排水溝排水流量計電*的材料有耐（nài）鹽和小於50%濃度（dù）堿溶液的鈦(Ti)電（diàn）*,耐酸（suān）和鹽的鉭(Ta)電*,耐腐蝕能力強的貴金（jīn）屬鉑電*,不適於（yú）鹽酸的哈氏合金C電*和不適於硝酸的哈氏合金（jīn）B電*,耐腐蝕（shí）能（néng）力一（yī）般、但價格低（dī）廉的不鏽鋼316L等.電（diàn）*材料裝於傳感器測量管內（nèi）壁,與被測介質直接接觸,故應根（gēn）據被測介質的腐蝕性選定.
2.2 正確安裝
(1)對安裝管路的要求.實際工程上,電*平（píng）麵處的流速分布已同初校時有較大的差別,傳感（gǎn）器上遊管道連接件（jiàn）的配置是引起特殊的流（liú）速分布的因（yīn）素之一,使（shǐ）用中就有（yǒu）可能出現量值偏移.對傳感器前後直管段（duàn）的要求是保證流速以中心軸為對稱分布,獲得儀表測量精確度（dù）的必要條件之一,國（guó）標GB/T18659-2002等列舉了對漸縮管、上（shàng）遊閥、圓弧彎頭*小直管段長度的要求(見（jiàn）表1).
另外,測量管內導電流體電導率不均勻,也會（huì）影響排水溝排水流量（liàng）計的測量,因此,若工（gōng）藝（yì）要求（qiú）在管道中加入其他介質,則應在流量計下遊進（jìn）行.如果必須在上遊進行,應在流量計上遊較（jiào）遠處注入,建議在大於50D以遠(D為測量管內徑),以保證流（liú）體流動均勻後進入流量計（jì）.
- 安裝（zhuāng）要保（bǎo）證流體充滿測量管.排水溝排水流量計測量的流量是電*平麵的平均流速與電*斷麵（miàn）的麵（miàn）積的乘積.隻有流體充滿測量（liàng）管測量才（cái）準確.也就是說,在水平安（ān）裝時,流量（liàng）計處於*低部位置的（de）正確安裝方法才能保證流體充（chōng）滿管道.對於固-液（yè）、氣-液兩相混相流體,傳感（gǎn）器應以垂（chuí）直（zhí）或傾斜姿勢安裝,且流體應（yīng）自下而上流動,防止當傳感器水平安裝時,固體容易沉澱到管道下（xià）部、混相中的氣體分離到上部而造成測量（liàng）誤差（chà）.
- 接液與接（jiē）地.因傳感器輸出信號是電*間的電壓差,因此要有一個零電位基準點.接液是使用排水溝排水（shuǐ）流量計*重要的條件之一,即以（yǐ）導電（diàn）液體接地作為信號的基準電位點.接地是防止（zhǐ）進入幹擾和（hé）安全保護的有效措施,傳感器接（jiē）地*與流體(信號基準零（líng）電平（píng）)間容易由地回路引（yǐn）入各種共模幹擾電壓,影響流量計的使用可靠性和測量精度.通過（guò）接地能夠（gòu）屏蔽靜電感應與電磁感應引起的噪聲電壓;減小接地電阻（zǔ）可以降低地回路雜（zá）散（sàn）電流的壓降,減低共模幹（gàn）擾電壓,提高測（cè）量精度.在連接傳感器的管道內（nèi）若（ruò）塗有絕緣層或（huò）是（shì）非金屬管道（dào）時,傳感器兩側應裝有（yǒu）接地環.金屬管道排水溝排水流量計接地連(跨)接（jiē）方法如圖3.當被測流體電導率比較高、工藝管線比較長時,被測流體的體電阻幾乎為零,使用接（jiē）液電*能夠穩定地取得信號的基準電位.當測量比較低的電導率流體時,被測流體的體電阻比較高,若利用接（jiē）液環（huán）或接液（yè）電*接觸麵太小,易產（chǎn）生信號的不穩定（dìng）.為此應使用（yòng）接液短管,加大與流體的接觸麵積,減小流體體電阻.
排水溝排水流量計（jì）傳（chuán）感器接地圖（tú）示（shì）
- 盡（jìn）量避開振動源、磁（cí）源.由於排水溝排水流量計的測量感應電壓很（hěn）小,電壓較低易受（shòu）外界電磁噪（zào）聲的影響,故在安裝時應盡可能避開振動源、磁源,並進行可靠的（de）接地連接.一般情況要求接地電阻小於100Ω.對於防爆產品和防雷擊（jī）要求的安裝情況,接地電阻應小於10Ω.同時應注意不能將流量計（jì）的接地接在大的電器設備,如變壓器（qì）、發電機、變頻電源的外（wài）殼接地上.
排水溝排水流量計在投運前,應對管道及流量計進行徹底檢查,包括管道（dào）雜物等清理,電*處幹燥處理.還包括電氣線路的檢查,*先應對線路（lù）的接地進行（háng）檢測（cè）,確保接地可靠（kào）後,還需進行絕緣電阻及接地電阻測試.
長期（qī）運行時,測量管壁易附著和（hé）沉澱物質,若附著是比液體電導率高的導電（diàn）物質,信號電勢將被短路而不能工作,若是非導電層則*先應注意電*汙（wū）染,譬（pì）如選用不易附著尖形或半球形突出電*、可更換式電*、刮刀（dāo）式清（qīng）垢電*等.非（fēi）接（jiē）觸型電*排水溝排水流量計（jì）附著非導（dǎo）電膜層（céng）,儀表仍能工作,但（dàn）若為（wéi）高導電層則不（bú）能工作.
由於排水溝排水流量計運行環境（jìng）較為複雜（zá）,影響其正常（cháng）工（gōng）作的工程因素眾多,調試技（jì）術需（xū）要不斷總（zǒng）結（jié）和（hé）更新.總之,隻要合理選用（yòng）、正確安裝排水溝排水流量計,並（bìng）采取有效的措施加以維護,就能從工程上降低誤（wù）差（chà）,提高測量的準確性,規範的使用儀表（biǎo）,還能延長儀表的使用壽命,為生產提供準（zhǔn）確可（kě）靠的計量數據.
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