對電磁流量計測量準確性的研究

(廣州能源檢測研究院 廣東 廣州 511447)

一、影響電磁流量計準確測量因素分析

電磁流量計使用了法拉第電磁感應定律的原理，進而測量導電介質的體積流量，一般采用單片機嵌入式技術進行工作，并且需要使用CAN現場總線。分析電磁流量計的原理，如果在管道的兩段設置電極，可以測量感生電壓。利用流量計中的信號轉化裝置，可以測量實際的感生電壓，進而獲得導電流體的實際體積流量，這樣可以根據數據來計算數值。一般都是在被測管道中安裝傳感器，包括傳感器和信號轉換器兩個重要的組件。利用信號放大器可以對管道中捕捉到的微弱信號進行放大，這樣可以利用放大和濾波的方式或者目標數據，進而把信號轉換為比較標準的可以計算和觀察的信號，利用直觀顯示的方式進行調控和記錄，可以輔助相關工作和計算。

第一，截至電導率因素。被測流體的實際電導率影響到轉換器的輸入阻抗數值，如果流體的電導率比較低，那么相應的電極輸出阻抗就會提升，而后經過轉化器輸入阻抗，導致負載效應，進而產生一定的誤差。第二，直管段以及流速分布的影響。如果流速是基于中心軸進行對稱流動，那么流速和感應電勢是沒有關系的，鄭碧玉平均柳樹。如果流速屬于非中心軸對稱分布，那么相關的流動質點相對于電極的幾何位置是不同的，所以對于電極感應電動勢的大小也存在差別，如果靠近電極，那么其中速度大的質點產生的感應電動勢就會比較大，所以出現誤差的幾率也比較大。所以需要確保流體流速屬于中心軸對稱，這樣可以有效降低實際檢測誤差。第三，附著層和電極結垢的影響。在測量污水和紙漿等非清潔流體的過程中，相關的電極表面容易受到影響和污染，所以會出現零點變動，但是難以定量分析電極污染和零點變化的關系，依據經驗，如果電極直徑比較小，相應的影響就會比較小，所以在實際應用中，需要保持電極的清潔，這樣可以避免出現附著問題，提升準確性。第四，安裝條件方面的影響因素。電磁流量計需要可靠接地、流速分布軸對稱并且滿管測量，否則容易出現數值不準確以及輸出晃動的問題，如果可以規范操作并且安裝，可以切實提升測量準確性。第五，運行環境方面的影響因素。電磁流量計的實際輸出信號賓奪，所以對于產生的機械振動有著較強的敏感度，這樣容易受到不必要的干擾，在實際運行中，避免設置電焊機等機械。

二、高電磁流量測量準確性的策略

(一)采取有效抗干擾措施

第一，采取抗正交干擾措施。這種方法指的是在具體相位上和流量信號的差是九十度的干擾。如果電磁流量計的變送器屬于交流勵磁方式進行工作，就會出現交變磁場，具體的閉合電路處于這個磁場中，因為電磁流量計的變送器和這個閉合電路難以確保磁力線處于平行的狀態，所以一些交變磁力線從這個閉合線路中穿過去，就會產生影響準確度的干擾電動勢。如果想要消除這種正交干擾或者限制這種對電磁流量計的影響，可以從信號轉換器和變送器兩個方面采取必要措施，具體措施如下：針對變送器實施抗干擾措施。盡可能確保交變磁力線和閉合回路是的磁力線是平行的，也可以設置必要的干擾調整機構，這樣可以降低干擾信號。同時，可以設置變送器位置上的調零電位器，利用這種設施，可以讓具體回路中產生的電流電勢相互抵消，這樣可以消除正交干擾信號，獲得良好效果。針對信號轉換器采取抗干擾措施?？梢栽诰唧w轉換器中設置抗干擾機構，這樣可以消除存在的正交干擾信號，可以設置輸出端補償，進而限制正交干擾的出現和產生。

第二，采取軟件抗干擾方法。利用電磁流量計固化硬件和軟件進行怕黑，可以完善電磁流量計的實際效果，可以提升抗干擾能力和容錯能力，構建完善、有效的應用程序?？梢允褂脭底譃V波技術，這種技術在當前的智能儀器中應用比較多，有著模擬濾波器并不具備的能力和效果，包括保障輸入微處理器數字可靠性、避免數字電路毛刺干擾、避免脈沖干擾等等。還可以使用程控放大器技術，這種技術可以完善電磁流量計的自動轉化問題，可以利用這種技術消除放大器過載的問題，有效控制流量信號，提升抗微分干擾水平。

第三，采用同步采樣抗干擾技術。如果信號屬于連續的狀態，可以引入同步采樣技術進行有效采樣。但是需要注意，具體的采樣會受到起始點、寬度、對稱度以及采樣區域的影響，就會影響到實際的電磁流量計量精盾。所以需要選取工頻周期的整數倍當作采樣頻率，利用這種方式可以確保采樣時間屬于工頻周期，可以避免被電壓干擾到。

(二)有效選擇流量計型號

電磁流量計的型號比較多，包括經濟、環境條件、安裝條件、流體特點以及儀表性能方面的因素，如果從測量準確性方面進行分析，需要從這幾個方面進行選擇：第一，根據傳感器口徑進行選擇。選擇傳感器的口徑關系到相關流體在管道中的實際流速，這會影響到輸出的電勢值。所以，相關傳感器的口徑不一定必須保持和工藝管道相同，需要根據具體的使用要求進行確定。如果管道內流體的速度在1.5到3米之間，可以選擇和工藝管道口徑相同的傳感器口徑，這樣安裝更加方便。如果管內流體的實際速度比較低，那么可以使用異徑管進行連接。第二，對于電極材料以及襯里的選擇。對于電極材料來說，屬于獲取信號的關鍵，在實際測量中，只有這些材料和被測介質、接地電極以及接地環接觸，才能獲得良好的效果。所以，為了適應不同介質的測量條件，例如流體介質的磨損性、腐蝕性、壓力以及溫度要求，需要選擇不同的電極材料以及襯里材料，這樣可以確保穩定性，避免受到干擾[1]。

(三)正確安裝電磁流量計

第一，對于安裝管路的實際要求。在工程施工中，電極平面的實際流速分布和剛開始有著一定的差別，傳感器的連接件配置會引發一定的特殊流速分布，在實際使用中會出現流速數值偏移的問題。

第二，在實際安裝中需要確保滿管測量。電磁流量計測量的流量是利用公式進行計算的，也可權益電極斷面面積和平均流速的乘積。

第三，在接地和接液方面的注意點。因為傳感器的輸出信號屬于電極之間的電壓差，所以需要具備一定零電位基準點。

第四，盡可能避開磁源和振動源頭。因為電磁流量計的測量感應電壓比較小，所以這種電壓比較容易受到外界電磁噪聲的具體影響。

三、結論

在實際使用電磁流量計的過程中，需要全面檢查流量計以及管道情況，包括對電極實施干燥處理并且檢查管道存在的雜物。還包括對于電路的檢查，需要對線路進行接地檢查，這樣可以提升接地的可靠性，同時需要使用絕緣電阻實施電阻測試。如果可以進行長期運行，需要檢查沉淀物質以及絕緣電阻，如果附著了到點物質而且電導率比較高，就會產生信號電勢短路的問題，就會影響到有效測量，所以需要選擇可以清楚污垢的電極。如果可以有效安裝和選擇電磁流量計，并且采取必要措施進行保護和保養，可以顯著提升測量的準確性，同時可以從工程方面降低誤差，提升儀表的使用壽命，可以提供有效計量數據信息。