電磁流量計(jì)在冷卻水測量中的特例及其原因分析，這個(gè)是個(gè)特例，我們根據(jù)這個(gè)例子給大家淺析一下原因和平時(shí)很多小伙伴容易忽視的地方，供大家參考，希望對大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
熟悉鋼鐵企業(yè)的人可能會(huì)知道，電磁流量計(jì)被廣泛用于高爐泄漏檢測以及連鑄和軋制控制中的冷卻水測量。冷卻水的測量信號通常與設(shè)備的打開有關(guān)。任何錯(cuò)誤的操作都會(huì)造成無法彌補(bǔ)的損失。測控的精度和可靠性與生產(chǎn)單位的設(shè)備安全，鋼鐵產(chǎn)品的節(jié)能和性能指標(biāo)有關(guān)。因此，鋼鐵生產(chǎn)過程中要求電磁流量計(jì)必須具有響應(yīng)速度快，靈敏度高，重復(fù)性和穩(wěn)定性好以及可靠性高的特點(diǎn)。介紹了高爐檢漏中冷卻水的可靠測量以及鋼鐵生產(chǎn)中的連續(xù)軋制和鑄造。
某煉鋼廠連鑄冷卻水測量中出現(xiàn)故障流量。流量故障以脈沖形式變化，脈沖幅度約為130m3 / h，故障脈沖寬度約為10?13s，周期是可變的。這種故障引起系統(tǒng)的誤報(bào)，給工廠的生產(chǎn)過程帶來了很多不必要的麻煩。盡管電磁流量計(jì)本身具有一定的智能故障判斷功能，但由于故障是不規(guī)則發(fā)生的，因此難以捕獲故障發(fā)生時(shí)流體理化參數(shù)和流量計(jì)反射的噪聲干擾的信息。因此，根據(jù)電磁流量計(jì)的傳統(tǒng)方法難以判斷流量輸出為零的可能性，并且因此難以確定該故障的原因。
后來，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)故障流量計(jì)的上游是90°彎頭后的DN100管道，然后從膨脹管擴(kuò)展到DN150管道，然后進(jìn)入電磁流量計(jì)傳感器。流量計(jì)上游直管段的長度小于5D，從DN100到DN150的擴(kuò)大錐角經(jīng)計(jì)算約為40°。根據(jù)現(xiàn)場安裝的分析，初步認(rèn)為，當(dāng)傳感器安裝位置的泡沫掠過電極時(shí)，故障可能是由短時(shí)間內(nèi)的零感應(yīng)信號引起的。換句話說，這是一種氣蝕現(xiàn)象，我們稱之為故障氣泡噪聲。那么氣泡是如何形成的呢？為什么模擬轉(zhuǎn)換器有時(shí)看不到這一點(diǎn)？
二，氣泡噪聲的原因分析
顯然，從安裝情況看，這種情況下的實(shí)際安裝情況不符合電磁流量計(jì)的安裝要求。流量計(jì)上游的彎曲，膨脹管和熱電偶的插入距離流量計(jì)電極的直管小于5D，這容易在電極附近產(chǎn)生渦旋和不對稱的速度分布，并在電極中形成氣泡。分離液體中的氣體。從小口徑（DN100）高流量（平均流量高于6m / s）的上游，到DN150管道的入射角約為40°。沿管壁的不平滑流動(dòng)被膨脹的管氣泡隔開。流體的流束首先收縮并以射流的形式流動(dòng)，然后將流束擴(kuò)散為完全展開的軸對稱流。射流過程將在擴(kuò)大的管的入口周圍形成負(fù)壓區(qū)域，因此在電極的前面會(huì)產(chǎn)生大量渦旋。這樣，破壞了用于測量電磁流量計(jì)的中心軸對稱速度的基本條件。更嚴(yán)重的是在電極前形成負(fù)壓，渦旋會(huì)分離出氣體并緩慢聚集以形成氣泡。分離出的氣泡通常以幾乎為零的流速附著在管壁上，并且流體流動(dòng)傾向于沿壁攜帶氣泡。當(dāng)氣泡沿管壁移動(dòng)并掠過電極時(shí)，電極上的感應(yīng)信號為零，則測量輸出和顯示為零。在彎頭和插入的熱電偶的下游還將產(chǎn)生渦流和氣體分離。高溫液體在渦流產(chǎn)生過程中更可能蒸發(fā)并分離出氣泡。這些是鋼鐵行業(yè)冷卻水測量中容易遇到的現(xiàn)象。分離的氣泡向下游移動(dòng)，并且刷洗時(shí)間根據(jù)液體的流速，管道內(nèi)壁的粗糙度，流量計(jì)襯里的光滑度，電極的形狀和凸出的襯里的高度而變化。
在這種情況下，兩個(gè)電磁流量計(jì)的故障時(shí)間約為10秒。為了使儀表輸出穩(wěn)定，電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)了阻尼時(shí)間。儀表的阻尼是隨著測得的流量變化而使儀表的測量值平滑的能力。當(dāng)輸入量上升到最大值時(shí)，儀表測量值不會(huì)立即從零開始達(dá)到最大值，而是需要一些時(shí)間。阻尼時(shí)間定義為從零到最大輸出值的63％（或歐洲產(chǎn)品的90％）所需的時(shí)間。電信號的阻尼時(shí)間實(shí)際上是RC電阻電容濾波器的時(shí)間常數(shù)，這是一個(gè)整體過程。當(dāng)RC = 3時(shí)，輸出信號達(dá)到最大輸入信號的95％。為了減小測量誤差，采用了較長的阻尼時(shí)間，通常RC =（5?7）。同時(shí)，應(yīng)注意的是，如果阻尼時(shí)間短，則后續(xù)的輸入信號脈沖需要再次濾波，形成三角波形輸出，無法達(dá)到最大穩(wěn)定值。但是，阻尼時(shí)間過長，會(huì)導(dǎo)致儀器的響應(yīng)速度慢，也就是說，靈敏度低，控制和調(diào)節(jié)的可靠性差。因此，電磁流量計(jì)的阻尼時(shí)間一般設(shè)置為3?6s。氣泡噪聲信號波形的脈沖幅度從最大值100％減小到零，并保持10秒鐘以上。如果將一般阻尼時(shí)間設(shè)置為5s，則計(jì)算出的信號輸出將下降至約40％，即原始測量輸出為120m3 / h，則只能獲得約50m3 / h，低于下限。工廠的警報(bào)值，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤警報(bào)。同時(shí)，由于智能電磁流量計(jì)具有空管報(bào)警功能，并自動(dòng)將信號輸出設(shè)置為零，當(dāng)氣泡刷電極時(shí)，電極電阻增大，發(fā)生空管報(bào)警，儀器繼續(xù)測量輸出為零。氣泡摩擦電極的時(shí)間長于阻尼時(shí)間，因此形成了多個(gè)脈沖的過濾。過濾的次數(shù)由氣泡摩擦電極的時(shí)間與阻尼時(shí)間之比確定。因此，該階段的流量顯示不穩(wěn)定，輸出波動(dòng)大。
模擬電磁流量計(jì)的故障報(bào)警是由于模擬電磁流量計(jì)在信號處理過程中具有采樣電路和積分保持電路，其積分時(shí)間常數(shù)由電阻電容和積分放大器確定的。模擬電路的時(shí)間常數(shù)通常相對較大。智能電磁流量計(jì)是間歇性采樣，依靠軟件CPU的軟件設(shè)置進(jìn)行數(shù)字濾波，需要設(shè)置阻尼時(shí)間，設(shè)置范圍很廣，從0.5?100S。通常將阻尼時(shí)間設(shè)置為小于氣泡噪聲的脈沖寬度。智能電磁流量計(jì)具有檢測空管的功能。當(dāng)電極檢測到氣泡時(shí)，它將發(fā)出警報(bào)，并且空管被視為無流量，并且輸出顯示將自動(dòng)置于零狀態(tài)。模擬電磁流量計(jì)通常不具有空管檢測功能，無法判斷電極氣泡，因此不會(huì)將輸出顯示設(shè)置為零。因此，似乎模擬電磁流量計(jì)對氣泡噪聲的影響不敏感。
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