影響汙（wū）水流量計dn200測量精（jīng）度因素及（jí）提高準確性的工程對策

在工（gōng）農業生產、國防建設（shè）、科學試驗、國內外貿易（yì）等各個領域（yù），對於流量測量的（de）需求（qiú）是一項很普遍的測（cè）量工作，因為流（liú）量的測量是測量的動態物理（lǐ）量，測量的介質也各不一樣，不同的介質的特性對於流（liú）量（liàng）測量的要求各不一樣，測量現場的條件也有差異，所以就（jiù）導致了流量測量的準確性與可靠性較難保（bǎo）證（zhèng）。針（zhēn）對（duì）於不一樣的工況條件，目前市場上的儀表類型有速度式流量計、容積流量（liàng）計、動量式流量計、汙水流量計dn200、超聲波流量計等幾（jǐ）十種流量計。其中汙水流量計dn200的應用特別廣泛，它以其優越的性能,在諸多領域被廣泛采用。
如何對汙水流量計dn200進行精確的測（cè）量，解決現場測量的常（cháng）見的“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、流速（sù）分布與（yǔ）直管段、電*結垢與附著層、安裝條件和運行環（huán）境5方（fāng）麵工程因素對汙（wū）水流量計dn200準確測量的（de）影響,提（tí）出了提高電磁流量測量準確性的工程（chéng）對策。從而保證汙水流量計dn200在工程應（yīng）用（yòng）中能夠準確測（cè）量,使其充分發揮其計量作用,為（wéi）流量檢測提供（gòng）可（kě）靠的測量（liàng）數據。在（zài）確保汙水流量計dn200本身計量檢定合格的基礎上,分析了工程上影響汙水流量（liàng）計dn200測（cè）量準確性的因素,提出了提高汙水流量計dn200測量準（zhǔn）確性的工程實（shí）施方法.
1　影（yǐng）響汙水流量（liàng）計dn200準確測量因素
汙（wū）水（shuǐ）流量計dn200是根據法拉*電磁感應定律來工作的,即導電流體（tǐ）以平均速度v流過垂直於流動方向的磁場,其感應電勢E通過與流體直接接觸的（de）電*(又稱傳感器)檢測出來.
E=KBvD　,(1)
式中:K為儀表常數（shù）;B為磁感應強度(T);v為（wéi）流體運動平均速度（dù）(m/s);D為管道內（nèi）徑(m).
當K、B、D確定下來後,E與v成正比.其（qí）工作原理（lǐ）和結構如圖1所（suǒ）示.根據流體的（de）體積流（liú）量公式:
Q=1/4πD2v　,(2)
Q是v的正比函數,代入公式(1),那麽E也是Q的正比函數,由此,測（cè）出了感應電壓E也即測出了（le）介質的體積流量Q.

汙水（shuǐ）流量計dn200工作原理圖
汙水流量計dn200由流量傳感器和轉（zhuǎn）換器兩大部分組成.傳感器測出的感應電（diàn）壓E由電纜送至轉換器,通過智能化處理,然後LCD顯示,或轉換成標準信號4～20mA輸出.根據以上測量（liàng）原（yuán）理,實際使用中,影響汙水流量計dn200準確測（cè）量的工程因素主要有以下5個方麵:

1. 被測介質電導率的影響.被測流體的電導率決定了轉換器所需的輸入阻抗大小,流體電導率降低,電*的輸出阻抗將增加,並且由（yóu）轉換器輸（shū）入阻抗引起負載效應而產生誤差.因此,汙水流量計dn200應用中規定了（le）流（liú）體的電導率（lǜ）的下限.理論上,把電*看作點（diǎn）電*,忽略其大小,實際上,電*有一定尺寸,當直（zhí）徑為d的圓形電（diàn）*與電導率為ρ的半無限展寬的流體接觸時,其展寬電阻為1/(2ρd),因此,如果管道直徑Dd,則電*的（de）輸出阻抗為兩個展寬電阻之和,即等於1/(ρd).一般（bān）測量（liàng）的流體電導率ρ的下（xià）限為5～10μs/cm,所以,若電*直徑d為（wéi）1cm,則電（diàn）*的輸出阻抗就為1/(ρd)=100～200kΩ,為使輸出（chū）阻抗的影響（xiǎng）限製在0.1%以下,轉（zhuǎn）換器的輸入阻抗應為200MΩ左右（yòu）.對於（yú）汙水流量計dn200,選型時必須考慮流體電導率要大於5μs/cm的閾值(即下限值)要求.
2. 流速分布與直管（guǎn）段的影響.根據公（gōng）式(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,僅正比於平均流速.若流速為（wéi）非中心軸對稱分布,圖2表示90°彎頭與突擴管的流線分布（bù）與速度剖麵,每個流動質點相對於電（diàn）*幾何位置不同,對電*產（chǎn）生的感應電動勢大小也不同,越靠近電*,速度大（dà）的質點所產（chǎn）生的感應電（diàn）動勢越大,容（róng）易引起誤差,因此,必須保證流體流速為中心軸對稱（chēng）.工程上,正確的安裝可以減小此類誤差。

汙水流量（liàng）計dn200彎頭及突變管的流速分布圖
盡管汙水流量計dn200生產廠家（jiā）不斷追求流量計本身的精度,但實際工程中,工藝管道中的彎管、閥門等都會引起（qǐ）流動畸變、二次流（liú）或漩渦,破壞了原有充分均勻的流速分布狀況.隻有經過（guò）相當長的直管段,才能（néng）讓流體恢複其軸對（duì）稱的流速分布.若實際（jì）工藝管道上下遊直管段不足,可以通過安裝流（liú）動調整器來調整.

1. 電*結垢和附著（zhe）層的影響（xiǎng）.在（zài）測量如紙漿、汙水等非清潔流體（tǐ）時,電*表麵易受汙染,引起零點變動,但零點變（biàn）化和電*汙（wū）染程度兩者的關係,很難進（jìn）行定量分析比較,根據經驗,電*直徑越小,所受（shòu）的影響越少（shǎo）,在使用中,應注（zhù）意電*的（de）清汙,以防止附著.

設在襯裏上附著沉澱物時（shí）產生的誤差（chà）Δε,如果附著的厚度是一樣,則可由式(3)計算:
Δε=1-2/[1+(kω/kf)+(1-kω/kf)*(1-2t/D)2]　,(3)
式中:kω、kf分別為附（fù）著物和測量流體的電導率;t為附著物厚（hòu）度;D為直（zhí）徑.
若式（shì）(3)中kω和、kf相等,則誤（wù）差為（wéi）零,附著物（wù）的（de）電導率較低時,上式仍然成立,但會增加電*的輸出阻抗,因此受到限製,如絕緣性沉澱物浸在流體中就是這種情況.相反,如附（fù）著金屬粉末等,因高電導率的附著層,使感應電勢短路,電*輸出偏低,造（zào）成負偏差.在測量具有沉澱附著物的流體時,可（kě）通過合理選（xuǎn）擇傳感器內襯材料等方法減少測量誤差,除了選擇如玻璃或聚四氯乙烯等難以附（fù）著沉澱（diàn）的襯裏（lǐ）外,還應增加其流速,流體快速流動（dòng）的同時能夠起到衝刷電*、清潔電*的作用,減少誤（wù）差（chà）.

3. 安裝（zhuāng）條（tiáo）件的影響.汙水流量計dn200要（yào）求滿管測量、流（liú）速分（fèn）布軸對（duì）稱、可靠的接地等,否則可能現輸（shū）出晃動、示值不準等現象.這可通（tōng）過（guò）規範安裝操作以使測量準確性（xìng）得到提高.
4. 運行環境的影響.汙水流量計dn200因輸出信號較弱,對機械（xiè）振動比較敏感,測量結果易受幹擾,運行（háng）時,不（bú）允許管（guǎn）道振動（dòng）和周圍（wéi）有大的電器如電焊機等.

2　提高電磁流（liú）量（liàng）測量準確性的工程對策
2.1正確選型
汙（wū）水流量計（jì）dn200的選型（xíng）考慮因素很多,有儀表性能、流（liú）體特（tè）性、安裝條件、環境（jìng）條（tiáo）件和經濟等（děng）方麵的因素,從測量準確性的角度,可從下麵兩方麵考慮.

1. 傳感器口徑選擇.傳感（gǎn）器口徑的選擇關係到流（liú）體在管道（dào）中的流速大小,影響到（dào）輸出電勢值.因此,傳感器口徑不一定與連接的工藝管道口徑（jìng）相同,應（yīng）根據實際使用（yòng）流量而定（dìng）.當管道內流體的流速在1.5～3m/s,選擇傳感器口徑的與工（gōng）藝管道口徑相同即可,且（qiě）安裝方便;當管內流體流速較低,低（dī）於0.5m/s時,儀表口徑應改為小於管徑,以異徑管連接管道.
2. 襯（chèn）裏、電*材料的選擇要點.電*是汙水流量計dn200拾取流量信號的部件（jiàn）,在測量過程中（zhōng）,隻有它和接地環、接地（dì）電*與被測（cè）介質接觸,因此,為了適應（yīng）不同介質的測量條件,比如流體介質的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等的（de）要求（qiú）,要選用不同的內襯、電*材料.

汙水（shuǐ）流量（liàng）計dn200的內襯（chèn）材料有耐腐蝕（shí）性中等、耐一般低濃度的（de）酸、堿、鹽（yán）的氯（lǜ）丁橡膠材料,耐（nài）磨損性強而耐腐（fǔ）蝕性能（néng）一般的聚氨脂橡膠,耐腐蝕性能強（qiáng）和適於溫度高的（de）聚四氟乙（yǐ）烯,化學性質等（děng）同（tóng）於聚（jù）四氟（fú）乙烯（xī）的抗拉、抗壓聚全（quán）氟乙丙烯,耐稀酸、堿、鹽的溫度60℃的聚乙烯和溫度100℃的聚苯硫醚等.
汙（wū）水流量計dn200電*的材料有耐鹽（yán）和小於50%濃度堿溶液的鈦(Ti)電*,耐酸和鹽的鉭(Ta)電*,耐腐蝕能力強（qiáng）的貴金屬鉑電*,不適（shì）於鹽酸的哈氏合金C電*和不適於硝酸的哈氏合金B電*,耐腐蝕能力一（yī）般、但價格低廉的不鏽（xiù）鋼316L等.電*材料裝於傳感器測量管內壁,與被測（cè）介質直接接觸,故應根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（chéng）上,電*平麵處的（de）流速分布已（yǐ）同初校（xiào）時有較大的差別,傳感器上遊管道連（lián）接件（jiàn）的配置是引起特殊的（de）流速分布的因素（sù）之一,使用中就有可能出現量（liàng）值偏移（yí）.對傳感器前後直管段的要求是保（bǎo）證流（liú）速以中心軸為對稱分布,獲得儀表測（cè）量精確度的必要條件之一,國標（biāo）GB/T18659-2002等列舉了對漸縮管、上（shàng）遊閥、圓弧（hú）彎頭*小直管（guǎn）段（duàn）長度的要求(見表（biǎo）1).

另外,測量管內導電流體電導率不均勻,也會影（yǐng）響（xiǎng）汙水流量計dn200的測量,因此,若工藝（yì）要（yào）求在管道中（zhōng）加入其（qí）他介質（zhì）,則應在流量計下（xià）遊進行.如果必須（xū）在（zài）上遊進行,應在流量計上遊較遠處注入（rù）,建議在大於50D以遠(D為測（cè）量管（guǎn）內徑),以保證流體流動均（jun1）勻後進入流量計.

3. 安裝要（yào）保（bǎo）證流體充滿測量管.汙水流量計dn200測（cè）量（liàng）的（de）流量是電*平麵的平均流速與電*斷（duàn）麵的麵積的（de）乘積.隻有流體充滿測量管測量才準確.也就（jiù）是說,在水（shuǐ）平安裝時,流量計處於（yú）*低部位置的正確安裝方法才能保證流體充滿管道.對於（yú）固-液、氣-液兩（liǎng）相混相流（liú）體,傳感器應以垂直（zhí）或（huò）傾（qīng）斜姿勢安裝,且流體應自下而上（shàng）流動,防止當傳感器水平安裝時（shí）,固（gù）體容（róng）易沉澱到管道下部、混相中的氣體分離到上部而造成測量（liàng）誤（wù）差.
4. 接液與接地.因（yīn）傳感器輸出信號是電*間的電壓差（chà）,因此要有一個零電位基準點.接液是使用汙水流量計dn200*重要的（de）條件之一,即以導電液體接地作為信號的基準電（diàn）位點.接地（dì）是防（fáng）止進入幹（gàn）擾和安全保護的有效措施,傳感（gǎn）器接地*與流體(信號基準零電平)間容易由地回路引入各種共模幹擾電壓（yā）,影響流量計的使用可靠（kào）性和測量精（jīng）度.通過接（jiē）地能（néng）夠屏蔽靜電感應與電磁感應引起的噪聲電壓;減小接地電阻可以降低地回路雜（zá）散電流的壓降,減低共模幹擾電壓,提高測量精度.在連接傳感器的管道內若塗有絕緣層或是非金屬管道時,傳感器兩側應裝有接地（dì）環.金屬管道汙水流量計dn200接地連(跨)接方法如圖3.當被測流體電導（dǎo）率（lǜ）比較高、工藝管線比較（jiào）長時,被測流體的體電阻（zǔ）幾乎為零,使用接液電（diàn）*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,若利用接液環或接液電*接觸麵太小,易產生（shēng）信號的不穩定.為此應（yīng）使用（yòng）接（jiē）液短管,加（jiā）大與流體的接觸麵積,減小流體體電阻.

汙（wū）水流量計dn200傳感器接地圖（tú）示

5. 盡量避開振動源、磁源.由於汙水流量計dn200的測量感應（yīng）電壓很（hěn）小,電壓較低易受外界電磁噪（zào）聲的影響,故在安裝時應盡可能避開振動源、磁源,並（bìng）進行可（kě）靠的接地連接.一般情況要（yào）求接地電阻小於100Ω.對於防爆產品和防雷擊（jī）要求（qiú）的（de）安裝情況,接地電阻應小於10Ω.同時應注意不能將流量計的接地接在大的電器設備,如變壓器、發電機、變頻電源的外（wài）殼接地上.

3　本文結語（yǔ）
汙水流（liú）量計dn200在投運前,應對管道及流量計進行徹底檢查,包括管道雜物等清理,電（diàn）*處幹燥處理.還包括電氣線路的（de）檢查,*先應對線路的接地進行檢測,確（què）保接地可靠後,還需進行絕緣（yuán）電阻及接地電（diàn）阻測試.
長（zhǎng）期運行時,測量管壁易附著和沉澱物質（zhì）,若附著是（shì）比液體電導率高的導電物質,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*汙染,譬如選用不易（yì）附著尖形或半球形突出電*、可更換（huàn）式電*、刮（guā）刀式清（qīng）垢（gòu）電*等.非接（jiē）觸型電*汙水流量（liàng）計dn200附著非導電膜層,儀表仍能工作,但（dàn）若為高導電（diàn）層則不能工作（zuò）.
由於汙水流量計dn200運行環（huán）境較為（wéi）複雜,影響其正常工作的工程因素眾多,調試技術需要不斷總結和更新.總之,隻要合理選用、正確安裝（zhuāng）汙水流量計dn200,並采（cǎi）取有效的措施加以維護,就能從（cóng）工程上（shàng）降低誤差,提高測量的（de）準確（què）性,規範的使用儀表,還能延長儀表（biǎo）的使用壽命,為生（shēng）產提供準確可靠的計量數據.

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