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电磁流量计基本原理及其在供水系统中的应用研究

来源:作者:发表时间:2018-07-04 09:34:49

〔摘要〕码报2018在供水系统中的应用比较广泛,发挥着重要影响,文章阐述其基本原理,并分析它在供水系统中的应用。
 
引言
        随着我国供水行业的不断发展,要求供水流量计量更加精确,以便为供水和分配提供准确的参考,也是提升供水企业经济效益的重要手段。电磁流量计在供水系统中的应用越来越广泛,和电导率、压力、温度无关,不受这些参数的影响,计量的精确性和可靠性高。电磁流量计需要结合计算机信息技术,对信号进行采集、转换、分析,然后精确模拟,来分析流量变化,其优点是操作简便,精确度高,减少了人工识别等流程。
 
1、电磁流量计的基本原理
        电磁流量计是基于电磁感应定律,将流体作为一种导体,通过磁力线时,切割磁场,进而产生了电动势感应电动势E=K×V×B×D,其中E指的是感应电动势,K则是仪表常数,V为平均流速,B指的是磁感应强度,D则是测量管的内直径。流体垂直于磁场方向流动,感应电动势与单位体积电压或平均流速成正相关,通过测量感应电压的信号,并经放大器处理,转换成统一的输出信号。
 
2电磁流量计在供水系统中的应用研究
2.1电磁流量计的主要技术特点和使用安装要求
2.1.1电磁流量计的主要技术特点
        电磁流量计的技术特点主要包含5个方面,第一,测量管内无阻流件,压力损失小,供水流量测量受到的干扰较小。第二,由于测量的结果不受某些因素的影响,如温度、压力等,这样可以确保较高的精度和稳定性。第三,只有电极和管道与被测液体接触,因而对电极的影响不大,只需选择合理的耐磨损、耐腐蚀的材料,就能确保电极工作的可靠性。第四,可以测定正反方向的流量。第五,输出信号的方式非常灵活,可以针对工作环境的特点,针对性地选择,如电流、频率、脉冲等。
 
2.1.2电磁流量计的使用和安装要求
        电磁流量计的使用和安装需要按照严格的要求,一般需要从4个方面着手,第一是对上下游管道有明确的规定:对于上游超过5倍管径长度的直段管,下游超过3倍管径长度的直段管,在遇到特殊的工作环境时要增加上下游管的长度。第二,要严格控制好接地电阻,一般在10欧姆以下。第三,要避免外部电磁对电磁流量计的干扰。第四,在上游管道安装阀门,尤其是在严重影响流态特性的位置,如直角弯管和蝶阀处,最好安装整流器,可以稳定水流,精确计量。
 
2.2电磁流量计的在线校验
        电磁流量计在购买之前已经在厂商处经过了校验,但是供水系统的环境较为复杂,存在各种因素的干扰,因而生产环境和使用环境存在很大的不同。一旦投入到现场,电磁流量计的元器件等受影响的因素多,有可能出现故障,在首次使用之前需要进行常规的现场校验,但是电磁流量计安装在供水管道中,拆卸困难,需要进行在线校验。在线校验主要包含5个方面的内容,其一,对励磁线圈进行铜电阻测试,在相同环境温度的情况下,电阻值与原出厂值一致。其二,测试励磁线圈的安全绝缘性,其绝缘电阻值必须超过20兆欧姆。其三,对传感器电极对地电阻进行测试,如果电阻值在2~20kv之间,则需要经过多次测试,取稳定的测试值,当出现充放电现象,且两极电阻值接近时才合格。其四,测试转换器励磁电流时要观察转换器原电流值和输出值,当误差小于0.25mA时则为合格。其五,测试转换器模拟量输出及频率输出,当最大的线性误差低于0.5%时为合格。
 
2.3电磁流量计在供水系统中的应用
2.3.1用于区域计量
        电磁流量计在城市管网中的应用比较普遍,尤其是对于供水的计量和分配起着至关重要的作用,便于用水的调度和配置。以某市区供水情况为例,部分管道管材为DN600和DN800,管材新、流量大,漏损不严重,因而需要选择灵敏度高的电磁流量计,并且测量范围要宽。
 
2.3.2作为结算水表使用
        供水流量计量的一个重要目的就是水表结算,电磁流量计作为结算水表使用,具有重要的参考作用。流量计的管理程序为:对电磁流量计的需求进行分析,如型号、数量等,然后采购、存档、安装、使用、校核等,并需要定期的维护。
 
2.3.3用于水厂水量计量
        电磁流量计在当前的水厂中应用非常广泛,为水量的配置和调度打下充分的基础,为生产管理提供数据参考,方便投氯、净水投药等处理,这样可以精确计算氯耗、药耗、电耗等数据,方便成本控制和净水处理。供水系统还会出现一定程度的故障,出现异常导致计量不准确,电磁流量计可以及时地反应机组异?;蛏纤苈繁艿裙收?。电磁流量计为城市管网的调度提供参考,出水长压力与流量计共同工作,为机组运行提供数据参考。电磁流量计的稳定性好,测量的精度高,但是需要同等精度级的进口超声波流量计进行校核,并设定校核的时间,可以更好地控制误差。
 
2.4电磁流量计使用中存在的难点及解决方法
        供水系统使用的环境比较复杂,需要电磁流量计具有较高的稳定性和可靠性,但实际使用中也存在各种问题和难点,以下作简要的分析。
        (1)没有满足流量计的安装条件。电磁流量计的安装对直管段的要求高,但在老旧的供水系统中安装存在难度,会影响测量的稳定性,可以通过加装整流管来改善流态特性。
        (2)被测水的流速过低。水流流速与感应电动势成正比,但是如果水流流速过低,会影响测量的精度,尤其是在管网的末梢,相应的方法是尽量开启边界两边的阀门。
        (3)传感器的表面要清洁,不能有污泥,如果有污泥,会因为污泥的导电性影响测量的精准。在选用电极的时候,可以采用刮刀式的电极,并制定好维护计划,减少电极的干扰因素,保证电极的稳定性并确保其正常工作。
        (4)管道中如果有水气,会扰动正常测量,影响测量值的精准。当管道中出现水气时,要及时寻找原因并做相应的处理,必要时可以加装排气阀排除水气。
        (5)电磁流量计入口管道要保持通畅,不能有堆积物,否则会影响电磁流量计的流态特性,影响测量的精度,造成测量误差,因此需要及时清理。
        (6)雷击损坏电磁流量计是常见的事故,轻微的也会影响其工作的精确性,如信号干扰等。尤其是在较为空旷的郊区,雷雨覆盖的面积大,会对电磁流量计带来很大的影响,需要安装相应的避雷装置。在处理此类问题时,需要做好电源?;?、接地?;さ裙ぷ?。防雷避雷的工作十分重要,通常做地网、安装避雷针、在电磁流量计井上建房等,这样可以明显提高电磁流量计的防雷避雷能力。如不能根本性解决此类问题,需要进行分离?;?,还能降低损失。
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