電磁流量計在冷卻水測量中的特例及其原因分析，這個是個特例，我們根據(jù)這個例子給大家淺析一下原因和平時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習有所幫助。
熟悉鋼鐵企業(yè)的人可能會知道，電磁流量計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備的打開有關。任何錯誤的操作都會造成無法彌補的損失。測控的精度和可靠性與生產(chǎn)單位的設備安全，鋼鐵產(chǎn)品的節(jié)能和性能指標有關。因此，鋼鐵生產(chǎn)過程中要求電磁流量計必須具有響應速度快，靈敏度高，重復性和穩(wěn)定性好以及可靠性高的特點。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，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)生時流體理化參數(shù)和流量計反射的噪聲干擾的信息。因此，根據(jù)電磁流量計的傳統(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)故障流量計的上游是90°彎頭后的DN100管道，然后從膨脹管擴展到DN150管道，然后進入電磁流量計傳感器。流量計上游直管段的長度小于5D，從DN100到DN150的擴大錐角經(jīng)計算約為40°。根據(jù)現(xiàn)場安裝的分析，初步認為，當傳感器安裝位置的泡沫掠過電極時，故障可能是由短時間內(nèi)的零感應信號引起的。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？為什么模擬轉換器有時看不到這一點？
二，氣泡噪聲的原因分析
顯然，從安裝情況看，這種情況下的實際安裝情況不符合電磁流量計的安裝要求。流量計上游的彎曲，膨脹管和熱電偶的插入距離流量計電極的直管小于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，然后將流束擴散為完全展開的軸對稱流。射流過程將在擴大的管的入口周圍形成負壓區(qū)域，因此在電極的前面會產(chǎn)生大量渦旋。這樣，破壞了用于測量電磁流量計的中心軸對稱速度的基本條件。更嚴重的是在電極前形成負壓，渦旋會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，并且流體流動傾向于沿壁攜帶氣泡。當氣泡沿管壁移動并掠過電極時，電極上的感應信號為零，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，并且刷洗時間根據(jù)液體的流速，管道內(nèi)壁的粗糙度，流量計襯里的光滑度，電極的形狀和凸出的襯里的高度而變化。
在這種情況下，兩個電磁流量計的故障時間約為10秒。為了使儀表輸出穩(wěn)定，電磁流量計設計了阻尼時間。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。當輸入量上升到最大值時，儀表測量值不會立即從零開始達到最大值，而是需要一些時間。阻尼時間定義為從零到最大輸出值的63％（或歐洲產(chǎn)品的90％）所需的時間。電信號的阻尼時間實際上是RC電阻電容濾波器的時間常數(shù)，這是一個整體過程。當RC = 3時，輸出信號達到最大輸入信號的95％。為了減小測量誤差，采用了較長的阻尼時間，通常RC =（5?7）。同時，應注意的是，如果阻尼時間短，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，無法達到最大穩(wěn)定值。但是，阻尼時間過長，會導致儀器的響應速度慢，也就是說，靈敏度低，控制和調(diào)節(jié)的可靠性差。因此，電磁流量計的阻尼時間一般設置為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。如果將一般阻尼時間設置為5s，則計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。工廠的警報值，從而導致錯誤警報。同時，由于智能電磁流量計具有空管報警功能，并自動將信號輸出設置為零，當氣泡刷電極時，電極電阻增大，發(fā)生空管報警，儀器繼續(xù)測量輸出為零。氣泡摩擦電極的時間長于阻尼時間，因此形成了多個脈沖的過濾。過濾的次數(shù)由氣泡摩擦電極的時間與阻尼時間之比確定。因此，該階段的流量顯示不穩(wěn)定，輸出波動大。
模擬電磁流量計的故障報警是由于模擬電磁流量計在信號處理過程中具有采樣電路和積分保持電路，其積分時間常數(shù)由電阻電容和積分放大器確定的。模擬電路的時間常數(shù)通常相對較大。智能電磁流量計是間歇性采樣，依靠軟件CPU的軟件設置進行數(shù)字濾波，需要設置阻尼時間，設置范圍很廣，從0.5?100S。通常將阻尼時間設置為小于氣泡噪聲的脈沖寬度。智能電磁流量計具有檢測空管的功能。當電極檢測到氣泡時，它將發(fā)出警報，并且空管被視為無流量，并且輸出顯示將自動置于零狀態(tài)。模擬電磁流量計通常不具有空管檢測功能，無法判斷電極氣泡，因此不會將輸出顯示設置為零。因此，似乎模擬電磁流量計對氣泡噪聲的影響不敏感。
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