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電磁流量計安裝中何如減少彎管對測量的影響
發表時間：2018-07-23 點擊次數：508
技術支持：1560-1403-222
1
撰文背景
我們知道，所有的流量計在安裝時都注意到管道直管段的要求，以及彎管對于測量精度的影響。因為當流體流經彎管之后，下游會產生流速漫衍的畸變。假若兩個鄰近相鄰的不同平面的彎管，不僅流速分布畸變外有產生漩渦。這些現象要影響裝在下游的大部分類型流量儀表「除容積式等少數類型外」的測量值，所以通常要求在流量儀表安裝點之前有長度直管段，改善進入儀表的流動狀況。電磁流量計受彎管影響小，直管長度要求遠低于節流差壓式、渦街式等其他流量儀表。但是因為 電磁流量計 對于測量值的精度要求較高，對于外部安裝情況的變化，能够對于測量值會產生較大的影響，因此灵验的改善彎管對于測量影響具有很重要意義。
為了降低彎管對于測量流體的影響，除了增加儀表前直管段之外，用戶還可能從安裝方式上設法降低影響的方法。文獻曾報道電磁流量傳感器電極軸線與鄰近彎管平面成45°傾斜安裝能够減少彎管影響。日本工業標準B7554“解說部分”列有電極軸線與彎管平面垂直、平行、成45°三種安裝方式，在差异長度直管下的測量誤差范圍，說明這一效果。
2000年上海原水公司擬在建成的某泵站加裝DN2200電磁流量計，但彎管下游安裝处所的前直管明顯不合适規定中5D10D「D為管徑，下同」的要求，此時，影響測量誤差有多大呢？由于受條件限制無法在現場用經典的測量想法「如流速計流速面積法」作比對試驗，以估計彎管影響附加誤差值。并且利用方在訂購之前明白附加誤差估計值，以決定設計方案。筆者按相似意思以較小口徑電磁流量計在實驗室模擬現場條件作試驗。試驗證明45°安裝可減小彎管影響，并求得該個案安裝條件下傳統安裝方式的影響值。
2 彎管下游流速分布影響
流體流過彎管因为離心力功效，靠外壁產生擴散效應，內壁產生收縮效應，由此產生橫向流動的二次流，引起下游產生速率散布畸變，如圖一所示。圖1中，右邊垂直剖面彎管外緣流速，程度剖面呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增补，畸變會趨于緩和。
當前大部分電磁流量傳感器口角均勻磁場散布結構設計。非均勻磁場理論認為包孕電極的測量管橫截平面區域內，各微小液體體積元切割磁力線對電極間信號“所起效用”各異，以是不是均勻的而是按“所起作用”非均勻的設計各點磁場強度，使在抱负條件下流速散布畸變不會影響流量測量值。然而實際儀表還是受到一些影響。
圖2所示是日本工業標準所附彎管下游三種安裝方式差别直管長度的誤差范圍。
3 實驗實流
實驗是在上海光華·愛而美特儀器有限公司稱重法水流量標準裝置上進行。裝置的不確定度為0 011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比例縮小設置管道，如圖三所示夾裝到流量標準裝置上校驗。試驗結果如圖四所示。圖中“安裝”即按前置直管段長度等于10D，后置直管段長度等于5D安裝，其試驗數據即為參比值。電磁流量計滿度流量為150m3/h，實驗流速范圍0 325 3m/s，做了五個流量點。
圖3 安裝尺寸和電極位置
圖4 各種安裝誤差
4 結論
1」在本試驗安裝條件下，流量傳感器電極軸在A=90°地点時大誤差為-1 2%，A=0°处所時為+1 6%，A=45°地点時為0 5%;與安裝條件即參比值比拟，大附加誤差在A=90°時為-1 2%，A=0°時為+1 65%，A=45°時為+0 65%。
2」實驗證明電極軸線45°安裝比傳統水平安裝「A=0°」受彎管流動擾動影響有很大改善。
3) 電磁流量計 的傳感器在彎管下游即使有足夠長「5D」的直管段，應按“45°安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加誤差的措施。
上一條：簡述壓阻投入式液位變送器在水文自動測報系統中的應用
下一條：夏季濕熱環境要注意儀表的維護與保養
我們知道，所有的流量計在安裝時都注意到管道直管段的要求，以及彎管對于測量精度的影響。因為當流體流經彎管之后，下游會產生流速漫衍的畸變。假若兩個鄰近相鄰的不同平面的彎管，不僅流速分布畸變外有產生漩渦。這些現象要影響裝在下游的大部分類型流量儀表「除容積式等少數類型外」的測量值，所以通常要求在流量儀表安裝點之前有長度直管段，改善進入儀表的流動狀況。電磁流量計受彎管影響小，直管長度要求遠低于節流差壓式、渦街式等其他流量儀表。但是因為 電磁流量計 對于測量值的精度要求較高，對于外部安裝情況的變化，能够對于測量值會產生較大的影響，因此灵验的改善彎管對于測量影響具有很重要意義。
為了降低彎管對于測量流體的影響，除了增加儀表前直管段之外，用戶還可能從安裝方式上設法降低影響的方法。文獻曾報道電磁流量傳感器電極軸線與鄰近彎管平面成45°傾斜安裝能够減少彎管影響。日本工業標準B7554“解說部分”列有電極軸線與彎管平面垂直、平行、成45°三種安裝方式，在差异長度直管下的測量誤差范圍，說明這一效果。
2000年上海原水公司擬在建成的某泵站加裝DN2200電磁流量計，但彎管下游安裝处所的前直管明顯不合适規定中5D10D「D為管徑，下同」的要求，此時，影響測量誤差有多大呢？由于受條件限制無法在現場用經典的測量想法「如流速計流速面積法」作比對試驗，以估計彎管影響附加誤差值。并且利用方在訂購之前明白附加誤差估計值，以決定設計方案。筆者按相似意思以較小口徑電磁流量計在實驗室模擬現場條件作試驗。試驗證明45°安裝可減小彎管影響，并求得該個案安裝條件下傳統安裝方式的影響值。
2 彎管下游流速分布影響
流體流過彎管因为離心力功效，靠外壁產生擴散效應，內壁產生收縮效應，由此產生橫向流動的二次流，引起下游產生速率散布畸變，如圖一所示。圖1中，右邊垂直剖面彎管外緣流速，程度剖面呈雙峰值流速分布。隨著液流離開彎管距離增补，畸變會趨于緩和。
當前大部分電磁流量傳感器口角均勻磁場散布結構設計。非均勻磁場理論認為包孕電極的測量管橫截平面區域內，各微小液體體積元切割磁力線對電極間信號“所起效用”各異，以是不是均勻的而是按“所起作用”非均勻的設計各點磁場強度，使在抱负條件下流速散布畸變不會影響流量測量值。然而實際儀表還是受到一些影響。
圖2所示是日本工業標準所附彎管下游三種安裝方式差别直管長度的誤差范圍。
3 實驗實流
實驗是在上海光華·愛而美特儀器有限公司稱重法水流量標準裝置上進行。裝置的不確定度為0 011%，試驗儀表是DN100的IFM4080K型，按現場幾何尺寸比例縮小設置管道，如圖三所示夾裝到流量標準裝置上校驗。試驗結果如圖四所示。圖中“安裝”即按前置直管段長度等于10D，后置直管段長度等于5D安裝，其試驗數據即為參比值。電磁流量計滿度流量為150m3/h，實驗流速范圍0 325 3m/s，做了五個流量點。
圖3 安裝尺寸和電極位置
圖4 各種安裝誤差
4 結論
1」在本試驗安裝條件下，流量傳感器電極軸在A=90°地点時大誤差為-1 2%，A=0°处所時為+1 6%，A=45°地点時為0 5%;與安裝條件即參比值比拟，大附加誤差在A=90°時為-1 2%，A=0°時為+1 65%，A=45°時為+0 65%。
2」實驗證明電極軸線45°安裝比傳統水平安裝「A=0°」受彎管流動擾動影響有很大改善。
3) 電磁流量計 的傳感器在彎管下游即使有足夠長「5D」的直管段，應按“45°安裝”，作為減小彎管撓流影響，降低附加誤差的措施。
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