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      電磁流量計

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      廢水監測用電磁流量計在線檢測中存在的問題及解決方法

      來源:作者:發表時間:2020-06-19 08:33:55

       摘要:電磁流量計、超聲流量計已在廢水重點監控企業排放口得到了廣泛應用,其準確與否直接影響到環保自動監控數據的科學性和有效性。因受其口徑及當地檢測機構的能力限制,該類計量器具一般都依靠便攜式超聲流量計對其進行現場量值傳遞。通過總結現場檢測中遇到的各類問題,為流量計現場檢測提供了依據和參考。

       
      1、引言
      超聲流量計、電磁流量計已廣泛應用于固定污染源廢水在線監測系統,主要測量污水處理廠、造紙廠及化工廠等企業的廢水排放量,由于不易拆卸,目前大多采用便攜式電磁流量計作為標準器對其進行量值傳遞[1 - 2]。便攜式電磁流量計雖然可以在不斷流、不破壞原有管線、不影響生產的情況下測量流量,但是,如果在現場使用不當,將直接影響測量的準確度,甚至出現嚴重偏差[3 - 4]。本文結合流量計工作原理,針對現場安裝使用中遇到的各種問題,給出了解決方法。 1 流量計的工作原理
       
      1. 1 電磁流量計工作原理[5 - 6]
      電磁流量計的基本原理是法拉第電磁感應定律,即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電動勢。電磁流量計原理如圖 1 所示,導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內流動,與流動方向垂直的方向上產生與流量成比例的感應電勢,電動勢的方向按“弗來明右手規則”,其值見式( 1) 和式( 2) 。
      電磁流量計原理
      式中: E 為感應電動勢,即流量信號,V; k 為系數; B 為磁感應強度,T; D 為測量管內徑,m; V 為平均流速,m /s。
       
      設液體的體積流量為:
      20200619085116.jpg
      式中: K 為儀表常數。
       
      1. 2 超聲流量計( 時差法) 工作原理
      聲波在流體中傳播,順流方向聲波傳播速度會增大,逆流方向則減小,同一傳播距離就有不同的傳播時間。利用傳播速度之差與被測流體流速之關系求取流速,具體關系見式( 3) ~ 式( 6) 。時差法原理如圖 2 所示,超聲波逆流從換能器1 送到換能器 2 的傳播速度 c 被流體流速 vm 所減慢,為
      時差法原理
      反之,超聲波順流從換能器 2 傳送到換器 1 的傳播速度則被流體流速加快,為
      20200619085156.jpg
      式( 3) 減式( 4) 得
      20200619085326.jpg
       
      式中: L 為超聲波在換能器之間傳播路徑的長度,m; X 為傳播路徑的軸向分量,m; t12、t21分別為從換能器 1 到換能器 2 和從換能器 2 到換能器 1 的傳播時間,s; c 為超聲波在靜止流體中的傳播速度, m /s; vm 為流體通過換能器 1、2 之間聲道上平均流速,m /s; K 為流速分布修正系數,即聲道上線平均流速 vm 和面平均流速 v 之比,K = vm /v; DN 為管道內徑,mm。
       
      2 現場檢測中需注意的問題及解決方法
      1) 如果條件允許,現場檢測前**好根據被檢表的口徑使用流量標準裝置對便攜式超聲流量計進行標定,以保證其準確度符合要求[9]。 
       
      2) 現場安裝環境的影響。進行檢測前,首先確認被測流量計的種類,根據其工作原理判斷其安裝是否符合要求。然后為標準器找到滿足要求的安裝位置,盡量遠離彎頭、變徑、閥門。如果現場條件允許,前后直管段應足夠長,以保障被測流體的穩定性[10 - 11]。 
       
      3) 被測流體流速。當管道的直徑雷諾數 Re 大 于 2320 為層流,小于 2320 時為紊流。因此,管道內的流體狀態是影響測量準確度的關鍵因素。現場檢測時被檢流量計必須運行在下限以上時方可進行,并且保證被測流體充滿測量管道,從而保證測量的準確性[12]。
       
       4) 管道參數的設置。眾所周知,流量是流速與管道截面積的乘積。便攜式電磁流量計測量的是管道內流體的流速,而其管道截面積是操作者由主機手動輸入的管道參數計算出來的,這些參數的準確與否直接影響到測量結果。因此,檢測前要詳細了解被檢管線的材質、管道外徑尺寸、管道內壁厚度、管道內襯里的材質及厚度、流體介質和介質溫度等相關量的準確數值。需要現場測量的必須使用經過檢定或校準的標準器具進行,以確保所得量值的準確可靠。 
       
      5) 換能器的安裝與定位的影響。換能器的安裝是保證測量準確的重要前提。根據換能器安裝方式不同,分為 N 型、W 型、V 型、Z 型。無論采取哪種安裝方式,都要沿著管道平行地移動兩個換能器,直至在保證安裝距離符合要求的情況下找到**佳的信號強度點。固定安放點后再次確認換能器的安裝距離是否符合要求。 
       
      6) 其他需要注意的事項。為了保證電磁流量計測量的準確度,還需注意以下幾點: 
              a. 去除管道外的保溫層和防腐層后進行表面打磨時,要盡量避開凹陷和凸起的部位;
              b. 換能器的安裝要盡量避開管道焊縫;
              c. 管道內襯與管壁間不應存在間隙,污垢過厚的管道應先進行清洗;
              d. 電磁流量計主機應遠離高頻、變頻等干擾源,盡量使用原配電纜;
              e. 選用導聲性能好、粘著力強、耐熱性好的耦合劑。 
       
      3 結論
              流量計的現場檢測實際上是現場針對整個流量測量系統( 現場安裝條件、流量計、被測介質流動狀態等) 的一個綜合檢測過程。目前并沒有國家檢定規程等其他技術規范作為技術支撐,因此,各類檢測機構在現場檢測過程中要時刻保持操作的科學性、合理性,提高檢測水平。在方便客戶的同時亦要保證量值傳遞的可靠性。
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