ERMFM電磁流量計安裝中(zhong)如何有效減少(shao)彎管對測量的影(ying)響
電磁流量計受彎管(guan)影(ying)響較小，直(zhi)管(guan)長度要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)也(ye)遠低(di)于(yu)節流(liu)差壓式(shi)(shi)、渦街(jie)式(shi)(shi)等(deng)其他(ta)流(liu)量(liang)儀表。但(dan)是(shi)因為電磁流(liu)量(liang)計對(dui)(dui)于(yu)測量(liang)值(zhi)(zhi)的(de)精(jing)度要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)較高，對(dui)(dui)于(yu)外部安裝情況的(de)變化，可能對(dui)(dui)于(yu)測量(liang)值(zhi)(zhi)也(ye)會產生較大的(de)影(ying)響，因此有效地(di)改善(shan)彎管(guan)對(dui)(dui)于(yu)測量(liang)影(ying)響具有很重要(yao)(yao)(yao)意義。
為(wei)了降低彎管對于測量流(liu)(liu)體(ti)的影(ying)(ying)響，除(chu)了增加(jia)儀表前直管段之(zhi)外，用戶還可以(yi)從安裝方(fang)(fang)式上設法降低影(ying)(ying)響的方(fang)(fang)法。文獻曾報(bao)道電磁流(liu)(liu)量傳感器電極軸線(xian)與鄰(lin)近彎管平面成45°傾斜安裝可以減少彎管影響。日本工業(ye)標(biao)準B7554“解說(shuo)部(bu)分(fen)”列有電極軸線與彎管平面垂直(zhi)、平行、成45°三種安裝方(fang)式，在不同長(chang)度(du)直管下的測(ce)量誤差范圍(wei)，也說明(ming)這一(yi)效果。
2000年上海原水公(gong)司擬在(zai)已(yi)建成的某泵站(zhan)加裝DN2200電(dian)磁流量(liang)計，但彎(wan)管(guan)下游安裝位置的前直管(guan)長度明顯不符合規(gui)定(ding)中(zhong)5D10D(D為管(guan)徑，下同)的要求，此時，影(ying)響(xiang)測量誤差有多大呢?由于受條(tiao)件(jian)限制無法(fa)在現場用經(jing)典的測量方法(fa)(如(ru)流速(su)計流速(su)面積法)作比對試(shi)驗(yan)(yan)，以估計(ji)彎管影響附加(jia)誤差值。并且使(shi)用方(fang)必須在訂購之前就要知(zhi)道附加(jia)誤差估計(ji)值，以決定(ding)設計(ji)方(fang)案。筆(bi)者按相(xiang)似原(yuan)理以較小口徑電磁流量計(ji)在實(shi)驗(yan)(yan)室模擬現(xian)場條(tiao)件作試(shi)驗(yan)(yan)。試(shi)驗(yan)(yan)證明45°安裝(zhuang)(zhuang)可(ke)減小彎管影響(xiang)，并(bing)求得該個(ge)案(an)安裝(zhuang)(zhuang)條件下傳統安裝(zhuang)(zhuang)方式的影響(xiang)值。
2 彎管下游流速(su)分布(bu)影響
流體流過(guo)彎管由于離心(xin)力(li)作(zuo)用，靠外壁產(chan)(chan)生(sheng)擴散(san)效(xiao)應(ying)，內(nei)壁產(chan)(chan)生(sheng)收縮效(xiao)應(ying)，由此產(chan)(chan)生(sheng)橫向流動的二次(ci)流，引起下游產(chan)(chan)生(sheng)速度分布畸變(bian)，如圖1所示。圖(tu)1中，右邊垂直(zhi)剖面彎(wan)(wan)管外緣流(liu)速較快(kuai)，水(shui)平(ping)剖面呈雙峰值(zhi)流(liu)速分(fen)布(bu)。隨著液流(liu)離開彎(wan)(wan)管距離增(zeng)加，畸變會(hui)趨(qu)于緩(huan)和(he)。
當前絕大(da)部分(fen)(fen)電磁(ci)流量傳(chuan)感器(qi)是非均勻磁(ci)場分(fen)(fen)布結構(gou)設計。非均勻磁(ci)場理論(lun)認為包含電極的測量管橫截(jie)平面區域內(nei)，各(ge)微小液體體積元切(qie)割磁(ci)力線(xian)對(dui)電極間信(xin)號“所起作用”各(ge)異，因此不是均勻地而是按“所(suo)起作用(yong)”非均勻地(di)設計各點磁場強度(du)，使在理想條件下流速分布畸變(bian)不會影(ying)(ying)響流量(liang)(liang)測量(liang)(liang)值(zhi)。然而實際儀表還是(shi)受到一些(xie)影(ying)(ying)響。
圖2所示(shi)是日本工(gong)業標準所附彎管下游三種(zhong)安裝方式不同直管長度的誤差范圍(wei)。
電磁流(liu)量計
3 實(shi)驗實(shi)流(liu)
實(shi)驗是(shi)在廣州能源研究所稱(cheng)重法(fa)水流(liu)量標準裝置(zhi)上進行。裝置(zhi)的不確定度為0 011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型(xing)，按現場幾何(he)尺寸比例縮小設置(zhi)管道，如(ru)圖3所示夾裝到流量標準裝置上校驗。試(shi)驗結果如圖4所示。圖(tu)中“正常(chang)安裝”即按前置直管段長度大于(yu)等于(yu)10D，后(hou)置(zhi)直管段長度大于(yu)(yu)等于(yu)(yu)5D安(an)裝，其試驗數據即為(wei)參比值。電磁流量計滿度(du)流量為(wei)150m3/h，實(shi)驗流速范(fan)圍0 325 3m/s，共做了(le)5個流量點。
4 結(jie)論
1)在(zai)本試驗安裝條(tiao)件下(xia)，流量傳感(gan)器電極軸在(zai)A=90°位置(zhi)時大誤差為(wei)-1 2%，A=0°位置時為(wei)+1 6%，A=45°位置時(shi)為0 5%;與(yu)正常安裝條(tiao)件(jian)即參比(bi)值相比(bi)，大附(fu)加誤差在A=90°時為-1 2%，A=0°時為+1 65%，A=45°時(shi)為+0 65%。
2)實驗證明電(dian)極(ji)軸線(xian)45°安裝(zhuang)(zhuang)比傳統水(shui)平安裝(zhuang)(zhuang)(A=0°)受彎管流動擾動影響有很(hen)大改善。
3)電(dian)磁(ci)流量(liang)計的傳感(gan)器在彎管下游即使(shi)有足夠長(5D)的直(zhi)管段，亦應按“45°安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加誤差的措施。
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