選（xuǎn）用濃硝酸流量計要考慮的因素及影響（xiǎng）測量精度的因（yīn）素

摘要：文章介紹了（le）煉鋼、精煉、連（lián）鑄過程中的主要工（gōng）藝（yì）和濃硝酸流量計的（de）原理和分類，分析了濃硝酸流量計選用需要考慮的問題，並對影響測量精度的因素進行了探討，指出了濃硝酸流量計的發展趨勢。
在西鋼煉鋼工程（chéng）中主要（yào）用在110t康斯迪電（diàn）爐、2台90t精煉爐和配套VD工位；三機三流連鑄機等三位一體冷卻水檢（jiǎn）測係統，此係（xì）統的生產工藝過程是（shì）*先將鐵（tiě）水兌入電爐、精煉爐冶煉脫氣，其次通過連鑄機澆鑄成具有一定形狀和要求的尺（chǐ）寸規格的鑄（zhù）坯。三位一體核心設備主要包括電爐主體設（shè）備、供電設備、煙罩設備、真空脫（tuō）氣設備、澆鋼設備、切割（gē）區域（yù）設備、連鑄機本體設備、引錠杆收集及輸送設備等。水冷係統主要包括旋轉接頭，水泵、水管、足量水源。整個係統對配水量有嚴（yán）格要求，例如（rú）結晶器水流量檢測，噴淋水流量檢測，110噸康斯迪電爐變壓器、爐殼、電*保（bǎo）護用（yòng）水及煙罩用水都用濃硝酸流量計。
1、濃硝酸（suān）流（liú）量計的原（yuán）理和（hé）分類
濃硝（xiāo）酸流量計的設計是根據法拉*電磁感應定律，導管中導電的流體被看作導體，管道的內徑（jìng）可看作道（dào）導體的長，原理圖如圖1所示，兩電*裝到與管道（dào）的中心軸和磁場方向組成的平麵相垂直（zhí），拾取液（yè）體（tǐ）產生的感應電動勢。感應電動勢為：
E=BDv
qv=D2v
qv=D
式中：
E---感應電動勢
B---磁感應強度
v---平均流速
qv---單（dān）位時間流過管道的橫截（jié）麵積液體的體積（jī）由（yóu）上式看出瞬時流量隻和感應電動勢成線（xiàn）性關係，與其（qí）他物理量（liàng）無關，這是濃硝酸（suān）流量計的優（yōu）點之（zhī）一。濃硝酸流量計按照激磁電流的（de）方式不同分為：直流（liú）激（jī）磁、交流（liú）激磁、低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，如高溫下的鈉、汞等（děng）。交流激磁可以避免（miǎn）在電磁表（biǎo）麵*化，但容易形成零點漂（piāo）移（yí）。低頻矩形波激磁功耗（hào）小，受電*汙染後影響小，沒有零漂，很快被人們所接受，成為主要的激磁方式。雙頻激磁（cí）是在低頻矩形（xíng）波激磁基礎上疊加高頻波，改（gǎi）善了低頻矩形波激磁的流動噪（zào）聲和漿液噪（zào）聲。

濃硝酸流量計由於（yú）其無法比擬的一些優點使其市場占有率一直持高。其結構簡單，流體流過流量計不會產生壓力損耗；可（kě）以測量肮髒介質、渾濁介質以及腐蝕介質液固兩相流量（liàng）；測量過程不易受液體的密度、溫（wēn）度、粘度影響；測速範圍比較寬。雖（suī）然濃硝酸流量計在不斷完善，但仍存在一些不足：不能測蒸汽、氣體和氣液兩相介質；容易受到外界磁場幹（gàn）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等（děng）。
2、選用濃硝酸流（liú）量計要考慮的主要因素
2.1 液體導電率
濃硝酸流量計使用的前提必須導電，不能低於閾值，常規流量計閾值一般在10-4～10-6s/m，應該根據型號定（dìng）。有機（jī）溶劑和石油製品的導電率較低，因（yīn）此不能用濃硝酸流量計來測量。根據經驗，被測（cè）液（yè）體的導電率應該比儀表廠商所規定（dìng）的閾值的數量級要至（zhì）少要大一（yī）個數量（liàng）級。否則容易引起晃動。
2.2 精度等級
濃硝酸流量計精度高的（de）誤差大約為±0.5%～±1%，精度低的流（liú）量計大約為±1.5%～±2.5%，價格也相差2倍（bèi）左右。因此應該合理地選擇流量計，在精度要求不高的（de）地（dì）方，選用價格（gé）較低的來減少花銷。有（yǒu）的（de）流（liú）量（liàng）計（jì）精度更（gèng）高，但是安（ān）裝條件要求很高，如溫度20℃～22℃，甚至要做直（zhí）流校準，減小影響。
2.3 流速和口徑的選（xuǎn）擇
流量計的口徑可以不與管徑一致，應根據流量定。管道的液體經濟（jì）流（liú）速一般為1.5～3m/s，在這種流速下，流（liú）量計的口徑和管徑一致即可（kě）。上線流速理論上是不限的，但是如果襯裏不能承（chéng）受流體衝涮建議不超過5m/s。容易（yì）沉（chén）積（jī）結垢的液體，應選用流速（sù）不小於2m/s。
3、影響電磁（cí）流量測量精度的因素
如果濃硝酸流量計安裝和使用不當，就會導致誤差變大，甚至損壞。
3.1 接地環和電*材質的（de）選擇問題
由於被測（cè）液體和電*或接地環不匹配引發故障，這種不匹配除了腐蝕（shí）問題，還有電*的表麵效（xiào）應，主要包括：化學反應、*化（huà）現象、觸媒作用。接地環也同（tóng）樣有這些問題，不過影響程度小些。
3.2 管內液體不（bú）滿管
由（yóu）於流量（liàng）計安裝的位置不良或者背壓不足，導（dǎo）致液體（tǐ）不能充滿管道，致使測量值比真實（shí）值要小。如果不滿管比較嚴重，使（shǐ）電*漏出（chū）液麵，就沒有辦（bàn）法（fǎ）測量（liàng）液體了。如（rú）果流動是塞狀流或氣泡流，不僅（jǐn）會使測量值不準確，還會（huì）由於氣泡瞬間碰到電*表麵而造成輸出晃動。
3.3 液體中含固相
液體中如果（guǒ）含有顆粒，可（kě）能會造成的故障有：電*和襯裏表麵上覆蓋沉（chén）積（jī）層、襯裏磨損、管道截麵積變小。有些比較容易結晶的液體，當流體流經流量計時引起內壁（bì）上掛有一層固（gù）體，由於使用其他類型流量計也存在同樣的問題，所以可以選用被測量管路非（fēi）常短，且（qiě）容易拆卸的流量計，在結晶後能方便（biàn）拆卸來進行維護。
3.4 安裝
安裝過程中，應該將流量計正負方向和流體流向一致。避免安裝在強磁場（chǎng）的地方。流量計不應安（ān）放到不容易積氣的管道*高點，或者自上而下（xià）垂直的管路，這樣容易產生排空。流量計後麵不應該直接將液體排入大氣，而應該有背壓以防止管道不滿管。
4、濃硝酸流量計的（de）發展趨勢
近些年，濃硝酸流量計發展迅速。為了適應各種工況（kuàng）需要，濃硝酸流量計在導管形狀方麵、勵磁（cí）方式（shì）方麵、電（diàn）*材料（liào）和結構都在不斷地（dì）進行改善。目前，國內外（wài）主要（yào）有（yǒu）下述幾個發展方向：
一般（bān）濃硝酸流量計在低速（0.2m/s以下）進行測量時，穩定性和精（jīng）度都（dōu）很不理（lǐ）想，為了改善其不足（zú），可以用等效截麵法設計管道結構。避免漏磁（cí）幹擾，可以采用矩形管道，因為這種結構將切割磁力線的流體的長度L和流體的平（píng）均流速v的值提高了，使得感應電動勢的值提高（gāo）了。對於（yú）互（hù）相關算法對（duì）幹擾（rǎo）進行去除對低（dī）流速（sù）情況也（yě）非常有效。
濃硝酸流量計在測量液體流量的時候，一般要（yào）求流（liú）體流經管道的時候是滿管。否則影（yǐng）響（xiǎng）其測量（liàng）的準確（què）性。目前非滿管的濃硝酸（suān）流量計有很多測（cè）量方法。可以采用磁伸縮液位法、電容液位（wèi）測量法、微壓計、多電*法等等。濃硝酸（suān）流（liú）量計目前普遍使用交流供（gòng）電，功耗較（jiào）大。主要從微處理器、電路設計、勵磁方式來考慮降低功耗。微處理器技術不斷地進步（bù），使其功（gōng）能不斷擴展，增加了自動報警、自檢定、故障診斷等新的功能（néng），而且聯（lián）網易於現（xiàn）場監控。
濃硝酸流量計由於測（cè）量（liàng）原理限製其（qí）隻能測量液體導電率不低於5μs/cm的情形。為了解決對低導電率的液（yè）體進行測量，主要考慮電*的大（dà）小、形狀（zhuàng）以及安裝的方（fāng）式，信（xìn）號傳輸（shū）和擬製共模幹（gàn）擾等方麵。現在濃硝酸流量計測量液體的導（dǎo）電（diàn）率比傳統低了2～3級，已經實現對乙二醇和（hé）甘油（yóu）這樣低導電（diàn）率液體進行（háng）測量
5、結語
LDE濃硝酸流（liú）量（liàng）計流量計因為結構簡單，測量範圍廣，被廣泛用於工業領域。目前國內濃硝酸（suān）流量計的測量精度仍然普遍偏（piān）低（dī），提（tí）高其（qí）測量精度具有重要的（de）意義。另外，技術人員應該熟悉工藝流程，隻有根據現場情況合理使用流量（liàng）計，才能發揮其效用。

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