直徑1m管道水流量計要考慮的因素（sù）及影響測量精度的因（yīn）素

摘要：文章介紹了煉鋼、精煉、連鑄過程中的主要工藝和直徑1m管道水流量計的原理和分類（lèi），分析了直徑1m管道水流量計選用（yòng）需要考慮的問題，並對（duì）影響測量精度的因（yīn）素進行了探討，指出了直徑1m管（guǎn）道水流量計的發展趨勢。
在西鋼（gāng）煉鋼工程（chéng）中主要（yào）用在（zài）110t康斯迪電爐、2台90t精煉爐（lú）和配套VD工位；三機三流連鑄機等三位一體冷卻（què）水檢測係統，此係統（tǒng）的生（shēng）產工藝過程是*先將（jiāng）鐵（tiě）水兌入電爐、精煉（liàn）爐冶煉脫氣，其次通過連鑄（zhù）機澆鑄成具有（yǒu）一（yī）定形狀和要求的尺寸規格的鑄坯。三位一（yī）體核心（xīn）設備主要包括電（diàn）爐主體設備、供電設備、煙罩設（shè）備、真空脫氣設備、澆鋼設（shè）備、切割區域設備、連鑄機本體設備、引錠（dìng）杆收集及輸送設備等。水（shuǐ）冷係（xì）統主要包括旋轉接頭，水泵、水管、足量水源（yuán）。整個係統對配水量有嚴格要求，例如結晶器水流量檢測，噴淋水流（liú）量檢測，110噸（dūn）康斯迪電爐變壓（yā）器、爐殼、電*保護用水及（jí）煙罩用（yòng）水都用直（zhí）徑1m管道水流量（liàng）計。
1、直徑1m管（guǎn）道水流量計的原理和分類
直徑1m管道水流量（liàng）計的設計是根據法拉*電磁感應定律，導管中導（dǎo）電的流（liú）體（tǐ）被（bèi）看作導體，管道的內徑可（kě）看作道（dào）導（dǎo）體的長，原理圖如圖1所示，兩電*裝到與管道的中心軸和磁場方向組成的平麵相垂直，拾取液體產生的感應電（diàn）動勢。感應電動勢為：
E=BDv
qv=D2v
qv=D
式中：
E---感應電動勢
B---磁感（gǎn）應強度
v---平（píng）均流速（sù）
qv---單位時間流過管道的橫（héng）截（jié）麵積液體的體積由上式看出瞬時流量隻和感應電動勢成線性關（guān）係，與（yǔ）其（qí）他物（wù）理量無關，這是直徑1m管道水流量計的優（yōu）點之一。直徑（jìng）1m管道水流量計按（àn）照激磁電（diàn）流的方式不同分為：直流激磁、交流激磁、低（dī）頻矩形波激磁和雙頻激磁。直流激磁適用於測量金屬液體的流量，如高（gāo）溫下的鈉、汞等。交流激磁可以避免在電磁表麵（miàn）*化，但容易形成（chéng）零點漂移。低頻矩形波（bō）激磁功耗小，受電*汙染後影響小，沒有零漂，很（hěn）快被人們所接受，成為主要的激（jī）磁方（fāng）式。雙頻激（jī）磁是在低頻矩形波激磁基（jī）礎上（shàng）疊加高頻波（bō），改善了低頻矩形波激磁的流動噪聲和漿液噪聲。

直徑1m管道水流量計由於其無法比擬的一些優點使其市場占有率一直持（chí）高。其結構簡單（dān），流體流（liú）過流量計不（bú）會產（chǎn）生壓力損耗；可以測（cè）量肮髒介質、渾濁介（jiè）質（zhì）以及腐蝕介質液固兩相流量；測量過程不易（yì）受液體的（de）密度、溫度、粘度影響；測（cè）速範圍（wéi）比較寬。雖然直徑1m管道水流量計在不斷完善，但仍存在一些（xiē）不足：不能（néng）測（cè）蒸汽、氣體和氣液兩相介質；容易（yì）受到外界磁場幹擾影響；對於導電（diàn）率較低的介質不能測量，如有機溶劑或者奶製品（pǐn）等。
2、選用直徑1m管道水流量計要考慮的主要因素
2.1 液體導（dǎo）電率
直徑1m管道水流量計使用（yòng）的（de）前提必（bì）須導電，不能低於閾值（zhí），常規流量計閾值一（yī）般（bān）在10-4～10-6s/m，應該根據型號（hào）定。有機溶劑和石油製品的導電率較低，因（yīn）此不能用直徑1m管道水流量計來測量。根據經驗，被測液體的導電率應該比儀表廠（chǎng）商所規定的閾值的數量級要至少要大一個數量級。否則容易（yì）引起晃動（dòng）。
2.2 精度等級
直徑1m管道水流（liú）量計精度高的誤差大約為±0.5%～±1%，精度低的流量計大約為±1.5%～±2.5%，價格（gé）也相差2倍左右。因此應該合理地選（xuǎn）擇流（liú）量（liàng）計，在精度要求不高的地方，選（xuǎn）用價格（gé）較低（dī）的來（lái）減少花銷。有的流量計精度更高，但是安裝條件要求很高，如溫度20℃～22℃，甚至（zhì）要做直流校準，減小影（yǐng）響。
2.3 流（liú）速和口徑的選擇
流量計的口徑可以不與（yǔ）管徑（jìng）一致，應根據流量定。管道的液（yè）體經濟流速一般為1.5～3m/s，在這種（zhǒng）流速下，流量計的口徑和管徑一致即可。上（shàng）線流速理論上是不限的，但是如果襯裏不能承受流體衝涮建議不超過5m/s。容易沉積結垢的液（yè）體，應選用流（liú）速不小於2m/s。
3、影（yǐng）響電磁流量測量精度的因素
如果（guǒ）直徑1m管道水流量計安裝和使用不當（dāng），就會（huì）導致誤差變大，甚至損壞。
3.1 接（jiē）地環和（hé）電*材質（zhì）的選擇問題
由於（yú）被測液體和電（diàn）*或接地環不（bú）匹配引發故障，這種不匹配除了腐蝕問題，還有電*的表麵效應，主要包括：化學反應、*化（huà）現象（xiàng）、觸媒作用。接（jiē）地環也同樣有這些問題，不過影響程度小（xiǎo）些。
3.2 管內液體不滿（mǎn）管
由於流量（liàng）計安裝的位置不良或者背壓不足，導致液體不能（néng）充滿管道，致使測量值比真實值（zhí）要小。如果不滿（mǎn）管比較嚴重，使電*漏出液麵（miàn），就沒有辦法測量液體了。如果流動是塞狀流或氣泡流，不（bú）僅會使測量值不準確，還會由於氣泡瞬間碰到電*表（biǎo）麵而造成輸出晃動。
3.3 液體中含固相
液體中如果含有顆（kē）粒，可能會造（zào）成的故（gù）障有：電*和襯裏（lǐ）表麵上覆蓋沉積層（céng）、襯裏磨損、管道截麵積變小。有些比較容易結晶的液（yè）體，當流體流經流量計時引起內（nèi）壁上掛有一層固體，由於使用其他類型流（liú）量計也（yě）存在同樣的問題，所（suǒ）以可以選用被測量管路非常短，且容易拆（chāi）卸的流（liú）量計（jì），在結晶後能方便拆卸來進行維護。
3.4 安裝
安裝（zhuāng）過程中，應（yīng）該（gāi）將流量計正負方向和流體流向一致。避免安裝在強磁場的地方。流量計不應安放到不容易積氣（qì）的管道*高點，或者自上而下垂直的管路，這樣容易產生排空。流（liú）量計（jì）後麵不應（yīng）該直接將液體排入大氣，而應該（gāi）有背壓以防止管道（dào）不（bú）滿管。
4、直徑1m管道水流量計的發展趨勢
近些年，直徑（jìng）1m管道水流量計發展迅（xùn）速。為了（le）適應各種工況需要，直徑1m管道水流量計在導管形狀方麵、勵（lì）磁方式方麵、電*材料和結構都在不（bú）斷地進行改善。目前，國內外主要（yào）有下述幾個發展方向：
一（yī）般直（zhí）徑1m管道水流量計（jì）在低速（0.2m/s以下）進（jìn）行測量時，穩（wěn）定性和精（jīng）度都很不理（lǐ）想，為了改善其不足，可以用等效（xiào）截麵法設計管道結構。避（bì）免（miǎn）漏磁幹擾，可以采用矩形管道，因為這種結構（gòu）將切割磁力線的流體（tǐ）的長（zhǎng）度L和流體的平均流速v的值提（tí）高了（le），使（shǐ）得感應電動勢的值提高了。對於互相（xiàng）關算法對幹擾進行去除對低流速情況也非常（cháng）有效。
直徑（jìng）1m管道水流量計在測量液體流量的時候，一般要求流體流經管道的時候是滿管。否則影響其測量的準確性。目前非滿管的直徑1m管道水流量（liàng）計有很多測量方法。可以（yǐ）采用磁伸縮液位法、電容液位測量法（fǎ）、微壓計、多電*法等等。直徑1m管道水流量計目前普遍使用（yòng）交流供電，功耗較大。主要從（cóng）微處理器、電（diàn）路（lù）設計、勵磁方式來考慮降（jiàng）低功耗（hào）。微處理器技（jì）術不斷地進步，使其（qí）功能不斷擴展，增加了自動報警、自檢定、故障診斷等新的功能，而且聯網易於現場（chǎng）監控（kòng）。
直徑1m管道水（shuǐ）流量計由於測量原理限製其隻能測量（liàng）液體導電率不低於5μs/cm的情形。為了（le）解決對低導電率（lǜ）的液體進行測（cè）量，主要（yào）考（kǎo）慮電*的（de）大小、形狀以及安裝的方式，信號傳輸和擬製共模幹擾等方麵。現（xiàn）在（zài）直徑1m管道水流量計測量液體的導電（diàn）率比傳統低了2～3級，已經實現對乙二醇和甘油這樣低導電率液（yè）體（tǐ）進行測（cè）量
5、結語
LDE直徑1m管（guǎn）道水流量計流（liú）量計因為結構簡單（dān），測量範圍廣，被廣泛用於工業領域。目前國內直徑1m管道水流（liú）量計的（de）測量精度仍然普遍偏低，提高（gāo）其測量精度具有重要的意義。另外，技術人員應該熟（shú）悉工藝流程，隻（zhī）有根據現場情（qíng）況（kuàng）合理使用流量計，才能發揮其效用。

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