供水流量計(jì)的原理特點(diǎn)及產(chǎn)生誤差分析

電磁流量傳感器被用于各種液體流量的測(cè)量，在目前的工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。例如酸、堿等腐蝕性的物質(zhì)，就可以通過(guò)電磁流量傳感器來(lái)測(cè)量其特定橫截面積管道內(nèi)的流量，不僅測(cè)量十分方便，還可以避免和腐蝕性的液體接觸，目前已經(jīng)形成獨(dú)特的應(yīng)用領(lǐng)域。凱銘儀表是專業(yè)供水流量計(jì)生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，生產(chǎn)的產(chǎn)品銷售遍及**各個(gè)省份，與**多家大中型化工、制藥，污水處理企業(yè)有著良好的合作關(guān)系。企業(yè)在多年的生產(chǎn)與維護(hù)過(guò)程中積累中許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為了幫助用戶深入地了解供水流量計(jì)的相關(guān)知識(shí)，撰此文介紹了供水流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)，從三個(gè)方面分析供水流量計(jì)誤差產(chǎn)生的原因，并分析原因和解決的方法。
1、供水流量計(jì)的工作原理
供水流量計(jì)是一種新型的測(cè)量?jī)x器，它主要是通過(guò)電磁感應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)液體的流量測(cè)量。供水流量計(jì)不僅能夠測(cè)量蒸汽、純凈水、泥沙和礦漿等多種流體，而且測(cè)量的精度較高。在具體的應(yīng)用中，供水流量計(jì)是根據(jù)導(dǎo)體切割磁線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的原理，當(dāng)流體經(jīng)過(guò)特定管道時(shí)，就會(huì)形成管道兩端的電勢(shì)差，而且電勢(shì)差與流動(dòng)的速度有直接的關(guān)系，經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)化，就可以通過(guò)管道兩端的電勢(shì)差來(lái)計(jì)算出流體的流速。如圖1 所示，是供水流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，*終是通過(guò)電*收集電子實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。
2、供水流量計(jì)的主要特點(diǎn)
供水流量計(jì)的特點(diǎn)主要包括以下幾項(xiàng)：
1) 適用范圍較廣。供水流量計(jì)測(cè)量流體的流速不會(huì)受到溫度和粘度等因素的影響，而且由于測(cè)量管內(nèi)的流動(dòng)無(wú)阻礙，所以對(duì)直管段的要求較低。而且，由于不直接和流體接觸，甚至是帶有泥沙的混合物也可以測(cè)量。因此供水流量計(jì)的適用范圍較廣，能應(yīng)用于多種流體的流速測(cè)量。
2) 測(cè)量精度較高。供水流量計(jì)的測(cè)量精度較高，如果嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行測(cè)量，并且保證測(cè)量環(huán)境符合要求，那么就可以得出精確的流體流速。在具體的使用中，可以根據(jù)具體的情況設(shè)定參數(shù)，其編程也能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化。特別是新穎的勵(lì)磁方式，可以進(jìn)一步提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。在具體的應(yīng)用中，供水流量計(jì)會(huì)顯示出毫伏級(jí)別的電勢(shì)差，計(jì)算的方式也較為系統(tǒng)，所以統(tǒng)計(jì)出的流體流量十分準(zhǔn)確。
3) 使用壽命較長(zhǎng)。供水流量計(jì)有自我診斷功能，而且其內(nèi)部可移動(dòng)的部件較少，再加上管道內(nèi)沒(méi)有附加的壓力損失，所以使用壽命*長(zhǎng)。一般安裝供水流量計(jì)后，還會(huì)增加相應(yīng)的襯里保護(hù)電*，減少流體中腐蝕性物質(zhì)對(duì)供水流量計(jì)的損壞，所以其使用的壽命較長(zhǎng)。
4) 可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。供水流量計(jì)的反應(yīng)較為靈敏，而且可以把電信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器輸出輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸，這樣就方便了流速測(cè)量的控制。供水流量計(jì)的這一特點(diǎn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化的管理有著*大的幫助，在很多環(huán)境較為惡劣的地區(qū)，可以不必在設(shè)立專門的統(tǒng)計(jì)人員，減少了流量統(tǒng)計(jì)的成本，反饋也更加及時(shí)和準(zhǔn)確。
3、誤差分析
供水流量計(jì)的測(cè)量精度較高，但是由于其使用的環(huán)境較為惡劣，所以很容易受到多種因素的影響，造成測(cè)量精度不高的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，受操作不當(dāng)、設(shè)備選擇不合理、安裝不科學(xué)等因素的影響，使用供水流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量時(shí)產(chǎn)生測(cè)量誤差。下面從三個(gè)方面來(lái)分析造成供水流量計(jì)流量測(cè)量產(chǎn)生誤差原因。
3.1 選型不當(dāng)
選型不當(dāng)是造成供水流量計(jì)誤差的主要原因之一，在很多情況下供水流量計(jì)的流速測(cè)量范圍與實(shí)際流速不匹配，而且管道的內(nèi)徑匹配也有相應(yīng)的問(wèn)題，這就會(huì)造成統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)不精確。另外，在供水流量計(jì)中，為了避免電*與腐蝕性的液體接觸，會(huì)采用襯里保護(hù)，而很多使用中卻沒(méi)有考慮到這方面的原因，選擇的電*與襯里不恰當(dāng)，在使用中會(huì)因?yàn)槟p、變形、腐蝕和結(jié)垢等原因造成內(nèi)部襯里的變形，這也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。
供水流量計(jì)的勵(lì)磁方式有多種，不同的勵(lì)磁方式應(yīng)用范圍不同，有的容易產(chǎn)生干擾電流，而有的會(huì)引起零點(diǎn)的波動(dòng)。在選擇的時(shí)候需要根據(jù)具體的測(cè)量流體來(lái)確定，一般情況下都要保持電壓和頻率的穩(wěn)定，這樣磁場(chǎng)才能夠盡量的恒定，測(cè)量的誤差也更低。然而在一些情況下，供水流量計(jì)的勵(lì)磁方式選擇不當(dāng)，導(dǎo)致磁場(chǎng)發(fā)生紊亂，因此測(cè)量出的數(shù)據(jù)存在一定偏差。在一些應(yīng)用的情況中，流體是固液混合體，這種流體的測(cè)量較為復(fù)雜，不能選用單向的供水流量計(jì)，而應(yīng)該采用固液分離段安裝傳感器的方式。很多應(yīng)用情況下忽視了這一問(wèn)題，進(jìn)而引起測(cè)量的誤差。
3.2 待測(cè)液體的影響
由于供水流量計(jì)*主要的作用就是統(tǒng)計(jì)流體的流量，而流體的情況可能十分復(fù)雜，所以待測(cè)液體也會(huì)引起供水流量計(jì)測(cè)量的誤差，主要原因和應(yīng)對(duì)措施如下：
1) 待測(cè)液體的電導(dǎo)率過(guò)大或過(guò)低。如果待測(cè)液體的電導(dǎo)率過(guò)大，那么測(cè)量的數(shù)值就會(huì)出現(xiàn)明顯的波動(dòng)，造成控制系統(tǒng)的紊亂，進(jìn)而影響到測(cè)量的精度。如果待測(cè)液體的電導(dǎo)率較低，電*的正常輸出就得不到保證，很多情況下供水流量計(jì)統(tǒng)計(jì)不到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，直接影響到測(cè)量的精度。針對(duì)這種情況，一般要進(jìn)行供水流量計(jì)的分類選擇，并且安裝直管段，這樣才能夠更精確的統(tǒng)計(jì)流體的流速。
2) 流體中含有大量氣泡。氣泡會(huì)影響到供水流量計(jì)的測(cè)量精度，因?yàn)闅怏w本是溶解在液體中的，但是很可能在流動(dòng)的過(guò)程中游離出來(lái)形成氣泡，這些氣泡的密度與流體存在較大的差異，因此會(huì)影響到測(cè)量的精度。而且，直徑過(guò)大的氣泡還會(huì)造成測(cè)量顯示的波動(dòng)，得出的數(shù)據(jù)并不具有代表性。針對(duì)這種情況，可以在供水流量計(jì)附近安裝集氣裝置，同時(shí)保證供水流量計(jì)安裝在泵的下游和控制閥的上游，減小氣泡對(duì)供水流量計(jì)測(cè)量精度的影響。
3) 被測(cè)液體的電導(dǎo)率的變化。被測(cè)液體很可能在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中電導(dǎo)率發(fā)生變化，這就會(huì)直接影響到測(cè)量的精度。因?yàn)殡妼?dǎo)率會(huì)直接決定供水流量計(jì)兩端的電勢(shì)差，如果他在流動(dòng)的過(guò)程中電導(dǎo)率不是恒定值，那么測(cè)出來(lái)的數(shù)值就會(huì)存在明顯的偏差。當(dāng)然，這種情況出現(xiàn)的一般較少，如果出現(xiàn)這種情況，則可以采用其他原理的流浪記來(lái)進(jìn)行測(cè)量，避免測(cè)量的精度影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4) 沉淀物的影響。一般的流體都并不是純潔的液體，所以其內(nèi)部含有多種雜質(zhì)，很容易在流動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，污染到供水流量計(jì)的電*，進(jìn)而使得供水流量計(jì)的測(cè)量精度受到影響。為了解決這一問(wèn)題，*先可以在可控的范圍內(nèi)提高液體的流速，減少雜質(zhì)的沉淀。另外，還可以采用聚四氟乙烯等材料來(lái)作為襯里保護(hù)供水流量計(jì)的電*，以此來(lái)提高精度。當(dāng)然，*好的方式就是定期的清理供水流量計(jì)，這樣才能*大程度的保證其測(cè)量精度。
3.3 外部干擾
來(lái)自于外部的干擾也可能會(huì)影響到供水流量計(jì)的精度，具體原因和解決措施如下：
1) 轉(zhuǎn)換器與傳感器的線纜較長(zhǎng)。在電磁環(huán)境下，如果傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的線纜長(zhǎng)度較大，那么就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的干擾，這些干擾會(huì)直接體現(xiàn)在測(cè)量器上，其數(shù)值表現(xiàn)出非線性的變化。針對(duì)這一問(wèn)題，可以采用屏蔽的方式來(lái)降低干擾的影響，在接地管內(nèi)，獨(dú)引入電纜，并且合理的縮短電纜的長(zhǎng)度，這樣就能夠使磁場(chǎng)干擾降到*低。
2) 供水流量計(jì)的接地電阻過(guò)大。供水流量計(jì)的輸出信號(hào)很小，因?yàn)樗皇橇黧w中所帶電子造成的電勢(shì)差，一般只有幾毫伏，所以抗干擾能力較弱。為了解決這一問(wèn)題，通常供水流量計(jì)的零電位需要可靠的接地，保證其內(nèi)阻較小，同時(shí)還要在供水流量計(jì)的內(nèi)壁涂抹相應(yīng)的絕緣物質(zhì)，這樣才能保證供水流量計(jì)的獨(dú)立性，減少各種干擾對(duì)測(cè)量精度的影響。
3) 供水流量計(jì)的勵(lì)磁圈不對(duì)稱。供水流量計(jì)的精度較高，這依賴于勵(lì)磁圈的對(duì)稱性，如果供水流量計(jì)內(nèi)部的勵(lì)磁圈不對(duì)稱，在測(cè)量的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)的偏差，這將直接導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。針對(duì)這一問(wèn)題，需要確保供水流量計(jì)的質(zhì)量，*好進(jìn)行使用前的測(cè)試。當(dāng)然，還可以在供水流量計(jì)的安裝地增加防震動(dòng)的保護(hù)，這樣儀表的工作環(huán)境才能得到有效的保障，進(jìn)而有效的提高供水流量計(jì)的測(cè)量精度。
供水流量計(jì)在使用中會(huì)受到外部因素的影響，但是可以通過(guò)針對(duì)性的分析與采取措施來(lái)降低外部因素對(duì)供水流量計(jì)精度的影響。上述的幾點(diǎn)為供水流量計(jì)在使用中的主要影響因素，當(dāng)然也有其他的因素存在。使用者可以根據(jù)自己的實(shí)際使用情況進(jìn)行判定，提前做好預(yù)防的措施，并且預(yù)先進(jìn)行調(diào)試與評(píng)估，待滿足要求后再投入使用，這樣就可以降低干擾，提高電磁流量次統(tǒng)計(jì)流量的精度。
4、結(jié)語(yǔ)
在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)中，有很多地方需要用到流體流速的測(cè)量，而且一些流體具有較強(qiáng)的腐蝕性，無(wú)法直接和其接觸，這就增加了工作的難度。供水流量計(jì)的出現(xiàn)很好的解決了上述的問(wèn)題，它通過(guò)流體中的電子形成電勢(shì)差來(lái)計(jì)算流速，不僅適用的范圍較廣，而且測(cè)量的精度較高，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有著重要的幫助。但是，在供水流量計(jì)的具體使用中，還會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。基于此，本文從供水流量計(jì)的工作原理入手，*先分析了供水流量計(jì)的特點(diǎn)，然后針對(duì)性的探討供水流量計(jì)產(chǎn)生誤差的原因，并且探討了相應(yīng)的解決措施，希望可以給供水流量計(jì)的合理使用提供一定的參考意見(jiàn)，推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。