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管道式電磁流量計在線校準要求
發(fā)布時間:2019-07-10

摘要:電磁流量計是當(dāng)前我國管道測量的主要工具,得到了廣泛應(yīng)用,想要滿足社會發(fā)展的客觀要求,需要對當(dāng)前管道式電磁流量計的在線校準要求有一個充分的了解,管道式電磁流量計所具有的測量原理主要是以法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ),主要的組成由傳感器和轉(zhuǎn)換器,傳感器一般會被直接安裝到測量的管道上,轉(zhuǎn)換器則是可以通過與傳感器的組合連接來構(gòu)成一體型電磁流量計,兩者間的鏈接如果是通過屏蔽電纜實現(xiàn)的,就還會被統(tǒng)稱為分體型電磁流量計。其在線校準主要是通過電參數(shù)法和標準表法來進行的,無論是哪一種校準方式都需要按照地方規(guī)范和行業(yè)標準來進行,對此進行了詳細分析,希望能夠促進管道式電磁流量計在線校準質(zhì)量的提升。
  管道式電磁流量計一般都是被應(yīng)用到自來水的測量中,隨著其優(yōu)勢的逐漸體現(xiàn),鋼鐵、石油、化工等領(lǐng)域的導(dǎo)電流體流量測量也開始應(yīng)用電磁流量計,管道式電磁流量計能夠直接對酸、堿、鹽等腐蝕性導(dǎo)電液體進行測量,在我國的電力、工業(yè)、水利、水政水資源等公共企業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。電磁流量計的應(yīng)用具有精度高、測量范圍大、靈敏性好、故障發(fā)生機率小等特點,在我國的管道建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用,但是電磁流量計一般是被直接安裝在供水管網(wǎng)中,因此,與城市的供水管網(wǎng)有著緊密聯(lián)系,想要對其拆卸進行數(shù)據(jù)收集十分困難,我國在進行水大流量實流檢定的過程中得不到準確的數(shù)據(jù),這就需要對電磁流量計的在線校準工作質(zhì)量的提升進行優(yōu)化,為其發(fā)展提供依據(jù),規(guī)范其校準操作。
1管道式電磁流量計特點及安裝要求
(1)管道式電磁流量計的特點
  管道式電磁流量計能夠自動的保存24小時的流量數(shù)據(jù),以及在設(shè)備有效運行的過程中掌握停電時間,對出現(xiàn)的零流量時間能夠及時的提供報警,這些功能為相關(guān)工作的開展提供了便利。一般情況下只需要一次、二次的短信息就能得全天的測量數(shù)據(jù),并且能夠結(jié)合實際生活中的用戶需求來進行相關(guān)測量內(nèi)容的設(shè)定。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展電磁測量計的安裝過程中可以采用電磁旋渦流量計與GSM網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式,這種形式下的數(shù)據(jù)測量能夠保證無線電臺的1/3左右的資源投入來進行水流量監(jiān)測系統(tǒng)的建立,系統(tǒng)在建立完成后所需要的信息費用也只是在每天的一、二次信息采集過程中進行投入,節(jié)約了大量的頻率使用費和電費、維護費用。流量檢測儀表主要負責(zé)數(shù)據(jù)的顯示和運行過程中的通訊服務(wù),并且能夠做好數(shù)據(jù)存儲,傳統(tǒng)的電磁流量計是通過LED或段式LCD來進行重要信息的顯示,顯示的內(nèi)容具有一定的局限性,基本內(nèi)容有數(shù)字、字母和漢字,數(shù)據(jù)存儲也一般通過二進制,通用性不高、存儲容量較小(見圖1)。
管道式電磁流量計傳感器在塑料管道上或有絕緣層、油漆管道上的安裝圖示
(2)管道式電磁流量計的安裝要求
  在垂直管道中運用管道式電磁流量計進行氣體流量的測量時,需要將傳感器安裝到管道的垂直部分,測量的流向不限,如果被測氣體中含有液體,需要通過安裝來讓氣體流向處于由下向上的狀態(tài)。在進行液體流量的測量時,考慮到管路中流體可能存在的固體顆粒和氣泡的分布,傳感器應(yīng)水平安裝,傳感器安裝位置應(yīng)遠離彎頭、變徑、閥門、節(jié)流裝置,安裝點直管段的要求至少要滿足前10D后5D(D為管線直徑)。需要保證液體的流向是自下向上的,這樣做的主要目的是能夠防止液體所具有的重量額外附加在探頭上,造成設(shè)備損壞。傳感器在水平管道的一側(cè)進行安裝是常見的一種安裝形式,無論進行任何流體的測量,傳感器都可以側(cè)裝到水平管道,尤其是一些具有過熱蒸汽和飽和蒸汽的環(huán)境,一般在條件允許的情況下最好選擇側(cè)裝方案,盡可能的額減少流體溫度對設(shè)備的影響。傳感器在水平管道內(nèi)的倒裝,倒裝是最不理想的安裝方法,在進行常見的一般氣體和過熱蒸汽中倒裝都不推薦使用,只有在進行飽和蒸汽、高溫液體測量時才會考慮。
2管道式電磁流量計在線校準的方法
(1)電參數(shù)檢測法在線校準
  首先需要用檢測儀器和儀表來對流量計的機械性能、電參數(shù)進行測量,在設(shè)備不充足的情況下可以通過目測、觸摸等有一個評估,一般這些工作都要交給經(jīng)驗豐富的老員工,這樣做的主要目的是能夠?qū)⒃诰運行的電磁流量計參數(shù)控制在合理的范圍內(nèi),以此來保證產(chǎn)品在出廠時具有一個高精度,讓用戶感到滿意,優(yōu)質(zhì)的服務(wù)是提高社會效益和市場競爭力的重要內(nèi)容。在測量過程中的機械性能主要是指流量計所具有的幾何尺寸,盡可能的減少變形和損傷的情況發(fā)生。電參數(shù)測量的主要內(nèi)容是傳感器的勵磁線圈銅電阻和勵磁線圈對地的絕緣電阻,同時還有電極接液電阻,通過測量來了解轉(zhuǎn)換器所輸出的電流和頻率數(shù)值。由工作人員對電參數(shù)進行系統(tǒng)化的分析,保證電磁流量計在出廠前會接受到標準化的測量,對測量的數(shù)值要進行詳細的分析來保證以后測量數(shù)值與當(dāng)前數(shù)值的比對。
(2)標準表法在線校準
  標準表在選定完成后,會被應(yīng)用到在線數(shù)據(jù)測量的過程中,通過對流量計測量到的數(shù)據(jù)進行科學(xué)相比,從而得出流量計誤差,采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行調(diào)整。標準表常見的有超聲波流量計,這一標準表形式具有便攜特點,實際應(yīng)用過程中可以自主考量實際環(huán)境來進行管道參數(shù)采集,為換能器的安裝進行準確定位(見圖2)。
管道式電磁流量計正確安裝點
3在線校準方法的實際應(yīng)用
3.1標準表法的實際應(yīng)用
(1)管道信息采集
  通過標準表法的應(yīng)用主要是將超聲波流量計與測量管道進行詳細的比對,想要保證換能器之間安裝距離的合理性,需要做好測量管道的信息采集,管道的主要測量內(nèi)容有管道所采用的材質(zhì),以及壁的厚度、內(nèi)徑外徑數(shù)據(jù)等,其中最為困難的就是數(shù)據(jù)的采集工作,之所以困難是因為測量管道具有厚度不均勻的問題,并且管道內(nèi)壁經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)垢或者吸附物堆積的情況,因此需要在進行測厚儀采集的過程中,通過多個點的測量來保證其平均值。
(2)管道式電磁流量計在線校準安裝步驟(以水平管道為例,豎直管道類同)
①在待測管線上選定一段滿足直管段條件,外管壁平整、光滑的區(qū)域作為基本測量區(qū);
②使用PANATAPE或較寬的卷尺測量待測管線的管周長,在測量過程中應(yīng)保持卷尺與被測管線表面均勻接觸,讀取管周長;
③在距離初次測量管周長選點位置1/4周長和1/2周長之處再分別測量管周長,取三次測量的平均值作為待測管線的周長;
④使用測厚儀或手持式流量計的測厚功能測量沿所畫圓周測量多點(≥4mm)壁厚值,得到平均壁厚(如管線外有漆層,應(yīng)扣除漆層厚度約0.2mm~0.3mm);使用流量計以及測得的管線周長和平均壁厚得到傳感器安裝間距Spacing,并以此大致找出傳感器安裝位置,判斷所選管段的管外壁是否較為平整光滑,適合安裝;
⑤使用砂紙將A點及H點附近區(qū)域管壁打磨光滑、平整,得到二個安裝基本區(qū)域(CPT探頭至少為7×5cm)。打磨后重新連接L1、L2及兩個截面圓周,再次得到A和H(見圖3);

以A和H點為基準,參照所需安裝的傳感器夾具尺寸,在管壁上定出夾具的具體安裝位置(見圖4);

(3)換能器的安裝
  換能安裝方法在我國相關(guān)部門提出了明確的參考值,通常情況下需要保證換能器處于測量管道的水平面兩側(cè),在換能器的安裝過程中,需要找到測量管道所具有的焊縫,一般是處在測量管道的水平面一側(cè),因此,需要在測量管道的安裝過程中避免出現(xiàn)焊縫,,如果因地理條件的因素,必須將焊縫設(shè)置在底部,需要調(diào)整換能器所處的位置,始終保證管道處于滿管水。在進行換能器的安裝過程中,可以按照直接穿透法和反射法來進行,準確的測量管徑所具有的大小,反設(shè)法的安裝過程十分簡單,但是該種方式主要是針對小管徑來進行的,即使在管道上涂抹了大量的耦合劑,換能器所能設(shè)置的測量面也無法完全的緊貼在管道壁。鑒于當(dāng)前的環(huán)境和條件,需要在測量小管道的過程中時,將換能器換成小規(guī)格(見圖5)。

3.2電參數(shù)法的實際應(yīng)用
(1)傳感器的校準
  傳感器的校準工作至關(guān)重要,傳感器的測量需要以管道為主,了解電磁磁場,探索信號源,電參數(shù)法的應(yīng)用也是針對這些內(nèi)容來進行的。
①測量管道。測量管道主要是承載被測流體的通道,整個管道的構(gòu)成需要設(shè)置絕緣襯里,常見絕緣襯里的屬性一般是通過非導(dǎo)磁和高電阻來進行構(gòu)建的,結(jié)合當(dāng)前的傳感器校準工作來分析,常見的構(gòu)成材質(zhì)有橡膠、工業(yè)陶瓷等。
②電磁磁場。電磁磁場是勵磁線圈在通電后經(jīng)過長時間的運行逐漸產(chǎn)生的,勵磁系統(tǒng)的構(gòu)成主要有勵磁線圈、極靴等,在這一部分的電參數(shù)測量中主要是通過勵磁線圈的電阻和對地電阻來進行的。如圖6所示,勵磁線圈的電阻和產(chǎn)生的勵磁電流之間的關(guān)系和相互數(shù)值會直接影響到磁感應(yīng)的強度,通過對勵磁線圈電阻的測量能夠直接的對勵磁線圈的通斷進行判斷,減少匝間短路情況的發(fā)生,以此來保證傳感器測量的準確性。勵磁線圈對地電阻同樣會對流量計的安全起來關(guān)鍵性的保護作用,隨著絕緣值的減少,勵磁電流對地會產(chǎn)生漏電流,因此為了提高流量計的測量正確性,需要在絕緣值下降后,進行解決。。
多電極電磁流量計激勵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示
③信號源。信號源主要包括電極、電極引線、電極屏蔽線、接線端子盒等,其中對電磁流量計檢測流量信號有著重要影響的部分就是電極,在進行測量的過程中,常常會因為電極和被測介質(zhì)的接觸導(dǎo)致實際應(yīng)用電極很容易出現(xiàn)表面狀況,影響到信號的穩(wěn)定性,因此,為了避免測量的電參數(shù)數(shù)值出現(xiàn)偏差,需要保證電極電阻值的差值控制在可接受的范圍內(nèi)(見圖7)。
管道式電磁流量計模擬信號源圖示
④殼體。殼體存在的主要任務(wù)是將電磁線路和自然環(huán)境相隔離,保護其應(yīng)用過程中不會受到環(huán)境變化的影響,同時還需要結(jié)合當(dāng)前的工作需要,來選擇好流量計的型號。在安裝的過程中需要保證傳感器的接地極和殼體始終處于相聯(lián)的狀態(tài),這是為了增強儀表所具有的抗干擾能力。
(2)轉(zhuǎn)換器的校準
  轉(zhuǎn)換器的主要作用是做好傳感器輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換,在完成數(shù)字信號轉(zhuǎn)變后能夠減少設(shè)計的誤差,通過性能測試,模擬信號發(fā)生器在這一過程中承擔(dān)著重要任務(wù),數(shù)字電流表和頻率計數(shù)器等標準性要求很高的儀器在使用過程中要注意養(yǎng)護工作,轉(zhuǎn)換器校準的主要對象是電源端子與外殼絕緣電阻,在數(shù)據(jù)輸出中所具有精度,一般檢查的內(nèi)容有其運行頻率和管道內(nèi)的電流,瞬時流量。
①各項數(shù)據(jù)的精度。一般情況下在進行數(shù)據(jù)
  輸出的過程中需要保證輸出頻率的穩(wěn)定,輸出電流的有序,做好瞬時流量的控制,運用模擬信號來對數(shù)字電流表和頻率計數(shù)器等標準儀器的使用情況有一個基礎(chǔ)的認知。在測量和檢驗的過程中,首先需要做的是關(guān)閉電源,并且能夠?qū)⒛M信號所具有發(fā)生器端子嚴格的按照要求來轉(zhuǎn)換相關(guān)端子的參數(shù),并以此作為基礎(chǔ)來保證數(shù)字電流表的使用頻率,通過計數(shù)器與轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換,由電源輸出端子與頻率輸出端子進行結(jié)合。在判斷一切數(shù)據(jù)正常,運行狀態(tài)符合要求后,打開電源轉(zhuǎn)換模擬信號的檔位,輸入模擬流量,就可以對不同檔位的輸出頻率進行記錄。
②數(shù)據(jù)處理。在進行數(shù)據(jù)處理的過程中需要對轉(zhuǎn)換器所輸出的各項數(shù)值進行正確的校準,對可能出現(xiàn)的運行問題有一個基礎(chǔ)性評定,主要目的是能在校準過程中,需要制定出合理的校準方法,選擇好校準所需要的儀器,了解現(xiàn)有的校準條件,全面提高校準人員對校準對像的了解。
4計量設(shè)計的管理和協(xié)調(diào)
(1)計量校準工作的信息要求
  通常情況下機載設(shè)備在產(chǎn)品的使用過程中,說明書會提出以下資料,首先是設(shè)備運行和安裝過程中所需要的考量的技術(shù)指標。設(shè)備技術(shù)指標的制定為計量工作提供了基礎(chǔ)理論依據(jù),能夠?qū)υO(shè)備的不同工作狀態(tài)有一個基礎(chǔ)性判斷,并以此為基準開展成品測試,充分了解設(shè)備所具有的技術(shù)性能,擴大精度的影響范圍,并且能夠熟練的應(yīng)用當(dāng)前的計量設(shè)備。同時要結(jié)合當(dāng)前的工作環(huán)境來制定出合理的解決方法,并且能夠結(jié)合當(dāng)前的測量環(huán)境,提出更多與之相關(guān)的標準化內(nèi)容,在進行設(shè)備的設(shè)計過程中,也能夠提供更為合理的校準方法,實現(xiàn)指導(dǎo)性的提升。能夠結(jié)合設(shè)備的使用原理來使安裝測量符合行業(yè)標準,設(shè)備供方為了滿足測量條件,需要制定出更加具有的針對性的設(shè)計方案,在設(shè)備的設(shè)計方?jīng)]有為測量人員提供正確的校準方法時,需要用戶自主的參照校準的安裝方法來進行,讓校準程序變得更加科學(xué)。
(2)計量校準工作的特性驗證
  通常情況下機載設(shè)備的設(shè)計完成后,需要充分認證其所具有的計量特性,其中在進行驗證方案選擇的過程中,實驗驗證是最為有效,能夠幫助設(shè)計人員對整個設(shè)計過程進行完善和補充,結(jié)合驗證所得的結(jié)論,對其計量性設(shè)計進行仔細的驗證,通過系統(tǒng)化的評審后提供給當(dāng)前的用戶,還可以安排專業(yè)的測量人員來簽署完整的驗證資料。
5總結(jié)
  管道式計量性的設(shè)計是當(dāng)前我國機載設(shè)備設(shè)計過程中的重要課題,通過其對裝備測量準確性得提升,能夠讓裝備的使用更加的安全、可靠,是我國工業(yè)建設(shè)過程中不可或缺的重要手段。通過計量性設(shè)計能夠保證計量的校準,讓相關(guān)產(chǎn)品能夠在固有的使用周期內(nèi)始終保持一個良好的測試狀態(tài),滿足技術(shù)發(fā)展要求。因此需要將計量性的設(shè)計上升到技術(shù)規(guī)范的層次,不斷的在成品設(shè)計中進行完善,為裝備的使用合理性提供技術(shù)支持。電磁流量計在安裝過程中,呼吁有效的避開強電力設(shè)備和一些高頻設(shè)備,以免導(dǎo)致其受到輻射源的影響,為維修和維護提供便利。

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