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筆者對(duì)企業(yè)有效進(jìn)行日常檢查的建議
1、制訂日常檢查的規(guī)范文件
企業(yè)應(yīng)在貫徹ISO9001標(biāo)準(zhǔn)建立質(zhì)量管理體系的基礎(chǔ)上制定自己的日常檢查作業(yè)指導(dǎo)書(shū),有條件的大型企業(yè)可制定“電磁流量計(jì)在線校驗(yàn)方法”或“電磁流量計(jì)在線校驗(yàn)規(guī)范”,以保證在用電磁流量計(jì)的受控有效。
2、推廣應(yīng)用日常檢查專用儀器
國(guó)內(nèi)外已相繼開(kāi)發(fā)專用電磁流量計(jì)測(cè)試和檢驗(yàn)儀器等,這類專用儀器的應(yīng)用場(chǎng)所已應(yīng)用于水行業(yè)以及冶金化工等流程工業(yè),有條件的企業(yè)應(yīng)積極推廣應(yīng)用。2、盡量垂直安裝,水平安裝需要安裝在低處,不能安裝管道頂點(diǎn),保證滿管,防止氣泡。其發(fā)展將是專用檢驗(yàn)儀器和便攜式PC機(jī)配合使用:在現(xiàn)場(chǎng)或校準(zhǔn)室,專用儀器一端接電磁流量轉(zhuǎn)換器另一端接PC機(jī),完成日常檢查的測(cè)試和檢驗(yàn)作業(yè)
電磁流量計(jì)的原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,用于測(cè)量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液中的流量。其傳感器主要組成部分是:測(cè)量管、電極、勵(lì)磁線圈、鐵芯與磁軛殼體??装辶髁坑?jì)
了解電磁流量計(jì)的人都知道,低頻矩形勵(lì)磁具有能夠克服直流勵(lì)磁存在極化電壓大的優(yōu)點(diǎn),又有避免交流勵(lì)磁存在電磁感應(yīng)干擾引起正交干擾和同相干擾的優(yōu)點(diǎn),是兼顧直流勵(lì)磁和交流勵(lì)磁兩者優(yōu)點(diǎn)的一種勵(lì)磁方式。在理論上,它使工頻干擾、勵(lì)磁相位干擾、電極極化以及零點(diǎn)漂移等干擾有了可克服的途徑。但在實(shí)際中,由于電磁感應(yīng)、靜電效應(yīng)以及電化學(xué)反應(yīng)等原因,電極輸出的電壓不僅僅是與流體流速成比例的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),也包含了各種干擾成分在內(nèi)。因此,必須在后續(xù)的信號(hào)放大處理部分予以消除。礦漿等磨損性強(qiáng)的流體,常用流速2~3m/s,以減少對(duì)電極襯里的磨損。
在實(shí)際的電磁流量計(jì)運(yùn)行中,正交干擾和同相干擾是由于勵(lì)磁磁場(chǎng)的突變引起的,是交變勵(lì)磁的電磁流量計(jì)的必要干擾,如果在測(cè)量時(shí)保持磁場(chǎng)不變化,則此兩項(xiàng)干擾為零。共模干擾和串模干擾主要是由于電磁流量計(jì)附近的電磁干擾和靜電干擾產(chǎn)生的,可以通過(guò)電磁屏蔽和良好的接地加以抑制,并通過(guò)后接一個(gè)具有高分貝共模抑制比(CMRR)的差分放大器予以基奉消除。這個(gè)我們?cè)诔踔姓n程上就知道了這個(gè)原理,右手螺旋定理,通過(guò)切割磁場(chǎng)線,產(chǎn)生相應(yīng)的電流,電流的原理就是電子產(chǎn)生偏移。
另外,電磁流量計(jì)是用來(lái)測(cè)量各類流體的儀表.必然將被使用在工業(yè)檢測(cè)控制生產(chǎn)中,此時(shí),流量計(jì)周圍充滿自身產(chǎn)生的或其他工業(yè)設(shè)備輻射過(guò)來(lái)的工頻干擾信號(hào),使得終的流量信號(hào)上將疊加工頻信號(hào)。
針對(duì)工頻干擾,選擇勵(lì)磁周期(信號(hào)周期)是工頻信號(hào)的整數(shù)倍,那么在每個(gè)周期信號(hào)中必有兩個(gè)點(diǎn)受到的工頻干擾近似。此時(shí),兩點(diǎn)信號(hào)幅值相減可以消除工頻串模干擾。一、電磁流量計(jì)維護(hù)之零點(diǎn)檢查和調(diào)整電磁流量計(jì)投入運(yùn)行前,通電后必須在電磁流量傳感器充滿液體靜止?fàn)顟B(tài)下調(diào)整零點(diǎn)。在確定勵(lì)磁周期為工頻周期的整數(shù)倍后,插入式電磁流量計(jì)的信號(hào)處理將需要解決以下兩個(gè)方面:
現(xiàn)代智能化儀表都追求高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,這就需要?jiǎng)?lì)磁周期必須足夠小(z小為工頻周期)。但是過(guò)高的勵(lì)磁頻率將使零點(diǎn)漂移不穩(wěn)定,加大了對(duì)信號(hào)處理的難度。所以在電磁流量計(jì)的信號(hào)處理中必須在響應(yīng)速度和信號(hào)穩(wěn)定性方法之間綜合考慮。
在實(shí)際的流量信號(hào)中,微伏級(jí)和eo(z大達(dá)到幾百毫伏)相差很大,差不多將近千倍以上。此時(shí)如果用放大器直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大計(jì)算,則由于%的存在而使放大器輸出飽和,無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)得值。所以在信號(hào)處理中必須在盡量消除eo的影響的前提下有效的放大值。
目前,電磁流量計(jì)的信號(hào)處理方法一般包括電容隔離法、零點(diǎn)漂移反饋法和三次采樣法。但是,電容隔離法由于在處理過(guò)程中信號(hào)會(huì)失真,無(wú)法使用在測(cè)量場(chǎng)合。零點(diǎn)漂移反饋法的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),無(wú)法用在需要快速反應(yīng)的環(huán)境中,而三次采樣法則由于是建立在零點(diǎn)漂移是均勻的假設(shè)上的。為了使磁力線通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路,測(cè)量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成,可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。所以,這三種方法在需要,高響應(yīng)速度的環(huán)境中可能會(huì)無(wú)法很好的滿足要求,需要另外設(shè)計(jì)一種信號(hào)處理方法。
對(duì)于容積式流量計(jì),計(jì)量腔體的變化會(huì)導(dǎo)致作為測(cè)量基準(zhǔn)的容積的改變,會(huì)引起內(nèi)部漏失量的變化,從而影響流量測(cè)量結(jié)果。對(duì)于速度式流量計(jì),操作條件的改變將引起其流通面積的變化,從而導(dǎo)致儀表系數(shù)的變化。實(shí)際應(yīng)用中,電磁流量計(jì)發(fā)生的故障多是由于腐蝕泄漏、絕緣下降、電極玷污或附著異物而引起。如果檢定時(shí)流量?jī)x表的操作條件能與實(shí)際使用時(shí)相同或接近,則離線檢定能滿足要求,但是,由于操作條件的復(fù)雜性和多變性,離線檢定往往不能復(fù)現(xiàn)實(shí)際操作條件,只有在線檢定能解決高準(zhǔn)確度的流量測(cè)量問(wèn)題,否則要考慮附加的誤差。
綜上所述,對(duì)于流量測(cè)量?jī)x表,干式檢定適用的儀表十分有限,且它只能確定流量測(cè)量的不確定度范圍不能直接對(duì)流量?jī)x表進(jìn)行校準(zhǔn)或賦值。離線檢定適用于對(duì)流量準(zhǔn)確度要求不高的場(chǎng)合,它體現(xiàn)了流量溯源的動(dòng)態(tài)特點(diǎn),但很難做到溯源或傳遞鏈的封閉。在線實(shí)流檢定最符合流量量值的動(dòng)態(tài)溯源特征,它充分考慮了物性參數(shù)、操作條件、環(huán)境條件、安裝條件等諸多影響,保證檢定條件與實(shí)際使用條件的充分一致,對(duì)于貿(mào)易結(jié)算的測(cè)量?jī)x表,買賣雙方都希望能采用在線實(shí)流檢定,以實(shí)現(xiàn)真正的計(jì)量公正。在線實(shí)流檢定符合流量量值的動(dòng)態(tài)溯源特征,它充分考慮了物性參數(shù)、操作條件、環(huán)境條件、安裝條件等諸多影響,保證檢定條件與實(shí)際使用條件的充分一致,對(duì)于貿(mào)易結(jié)算的測(cè)量?jī)x表,買賣雙方都希望能采用在線實(shí)流檢定,以實(shí)現(xiàn)真正的計(jì)量公正。
電磁流量計(jì)
實(shí)驗(yàn)實(shí)流
實(shí)驗(yàn)是在上海光華·愛(ài)而美特儀器有限公司稱重法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。裝置的不確定度為0 011%,試驗(yàn)儀表是DN100的IFM4080K型,按現(xiàn)場(chǎng)幾何尺寸比例縮小設(shè)置管道,如圖3所示夾裝到流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上校驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。當(dāng)結(jié)垢物質(zhì)的電導(dǎo)率和被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率不同時(shí),就會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。圖中“正常安裝”即按前置直管段長(zhǎng)度大于等于10D,后置直管段長(zhǎng)度大于等于5D安裝,其試驗(yàn)數(shù)據(jù)即為參比值。電磁流量計(jì)滿度流量為150m3/h,實(shí)驗(yàn)流速范圍0 325 3m/s,共做了5個(gè)流量點(diǎn)。
結(jié)論
1)在本試驗(yàn)安裝條件下,流量傳感器電極軸在A=90°位置時(shí)1大誤差為-1 2%,A=0°位置時(shí)為 1 6%,A=45°位置時(shí)為0 5%;與正常安裝條件即參比值相比,1大附加誤差在A=90°時(shí)為-1 2%,A=0°時(shí)為 1 65%,A=45°時(shí)為 0 65%。為防電極污染,電極可選用不易附著的尖形或半球形電極,刮1刀式電極(可在傳感器外定期手動(dòng)刮出沉垢),可更換式電極(電極在運(yùn)行條件下被拆卸下來(lái),進(jìn)行有效的清洗或換新)。
2)實(shí)驗(yàn)證明電極軸線45°安裝比傳統(tǒng)水平安裝(A=0°)受彎管流動(dòng)擾動(dòng)影響有很大改善。
3)電磁流量計(jì)的傳感器在彎管下游即使有足夠長(zhǎng)(5D)的直管段,亦應(yīng)按“45°安裝”,作為減小彎管撓流影響,降低附加誤差的措施。