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電磁流量計(jì)的空管檢測(cè)與報(bào)警
關(guān)鍵字：電磁流量計(jì) 日期：2013-1-24 9:22:00
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電磁流量計(jì)的空管檢測(cè)與報(bào)警
在討論電磁流量計(jì)原理時(shí)，曾經(jīng)提到一個(gè)測(cè)量的條件是需要導(dǎo)電液體充滿測(cè)量管，這是因?yàn)椴粷M管道的面積不確定，不能得到實(shí)際流過(guò)測(cè)量管的正確流量，反而還可能帶來(lái)各種干擾信號(hào)。這種不真實(shí)的測(cè)量作為計(jì)量會(huì)引起貿(mào)易的糾紛，作為生產(chǎn)過(guò)程控制將造成調(diào)節(jié)與控制的失誤。因此，在智能化電磁流量轉(zhuǎn)換器中，常常設(shè)計(jì)空管檢測(cè)電路，來(lái)報(bào)警傳感器測(cè)量管道的非充滿狀態(tài)。
空管檢測(cè)的方法很多，最簡(jiǎn)單、可靠的空管檢測(cè)是使用液位檢測(cè)的方法。但是，這種方法需要在測(cè)量管上同時(shí)安裝液位傳感器。因此，會(huì)增加測(cè)量?jī)x表的成本，帶來(lái)安裝上的麻煩。一般很少使用，即使用這種方法，也僅僅是用液位接點(diǎn)報(bào)警。下文以采用測(cè)量液體電導(dǎo)的方法介紹空管檢測(cè)，一定程度上還可以表示液體的相對(duì)電導(dǎo)率。
圖4 - 56所示是國(guó)產(chǎn)L- mag型電磁流量轉(zhuǎn)換器中空管報(bào)警的原理框圖。圖中．E，是提供給測(cè)量電導(dǎo)電路的高頻交流電源(v)；R是用于測(cè)量電導(dǎo)的分壓電阻(Q)；Rx是表示電磁流最傳感器電極與流體間（信號(hào)地）的電阻，通常我們稱信號(hào)內(nèi)阻。Rx的大小與流體電導(dǎo)率d(單位是S/m，S=1／n)的關(guān)系是：
利用測(cè)電導(dǎo)率檢測(cè)空管，有兩點(diǎn)值得注意。首先，選擇交流電源的頻率應(yīng)與流量信號(hào)頻率有差別，并且不能在電極上出現(xiàn)附加極化電壓。所以可以使用2000Hz的交流電源。其次，利用電極來(lái)檢測(cè)空管狀態(tài)，在時(shí)序七不可與流量信號(hào)的采樣時(shí)序沖突?？展軝z測(cè)通常使用的時(shí)間是磁場(chǎng)波形的前沿向后，但來(lái)進(jìn)入流量采樣時(shí)間。電磁流量計(jì)流量信號(hào)采樣時(shí)間是由波形的后沿向前，離開(kāi)積分過(guò)渡區(qū)時(shí)段。
放大y．的電壓與設(shè)置的聞值電壓E相比較是一種單穩(wěn)態(tài)的工作方式?？紤]到測(cè)量流體介質(zhì)的電導(dǎo)率應(yīng)用范圍比較寬，也就是電壓v。的范圍比較寬，單穩(wěn)態(tài)的動(dòng)態(tài)范圍太大，會(huì)出現(xiàn)報(bào)警的不可靠。所以應(yīng)用軟件設(shè)置一個(gè)“空管量程修正”修正系數(shù)來(lái)調(diào)整放大器的增益，使檢測(cè)到不同電導(dǎo)率的電壓v、在經(jīng)放大器I放大后，得到輸出幅度比較接近的電壓值。這一點(diǎn)與儀表測(cè)量的量程調(diào)節(jié)相似。由于v．與電導(dǎo)率呈反比，檢測(cè)的電導(dǎo)比與電導(dǎo)率是非線性關(guān)系。所以，“空管量程修正”修正系數(shù)與顯示的電導(dǎo)也是非線性的。這樣，在不同“空茜量程修正”系數(shù)下，出現(xiàn)輔出、顯示的電導(dǎo)率數(shù)值變化范圍很大的現(xiàn)象，而閾值的設(shè)置范圍有可能小于測(cè)量的電導(dǎo)比數(shù)值范圍，因此很容易出現(xiàn)空管的誤報(bào)警。
(l)空管量程修正
“空管最稃修正”的值越大，檢測(cè)顯示的電導(dǎo)比越低；“空管量程修正”的值越小，檢測(cè)顯示的電導(dǎo)比越高。所以，對(duì)于商電導(dǎo)率的檢測(cè)，要用小的“空管量程修正”值。對(duì)電磁流量計(jì)低電導(dǎo)率檢測(cè)，則需要用高的“空管量程修正”值，以電導(dǎo)率高于50yS/crn左右的自來(lái)水的電導(dǎo)率為例，“空管量程修正”值設(shè)為1．oooo，檢測(cè)的電導(dǎo)比全能滿足閥值為999.9%的要求。對(duì)1二更高電導(dǎo)率，可以降低“空管量程修正“值或降低閾值，用以提高檢測(cè)的靈敏度i而對(duì)于電導(dǎo)率低f 50yS/cm的流體，則需要將“空管量程修正”值設(shè)大，比如說(shuō)設(shè)為3 .0000，同時(shí)將閾值設(shè)為999.9%。這時(shí)降低顯示的電導(dǎo)比，使之小于閥值，防止有流體時(shí)誤報(bào)警。
(2)實(shí)際檢測(cè)設(shè)置
需要說(shuō)明．圖4 - 58的數(shù)據(jù)是在未接傳輸電纜情況下得到的。實(shí)際應(yīng)用巾由于傳輸電纜的信號(hào)線與接地線存在分布電容，分布電容的容抗降低了V1．值。這樣，在接有較長(zhǎng)電纜情況下，顯示的電導(dǎo)比會(huì)比實(shí)際的電導(dǎo)比低，剛此，實(shí)際空管檢測(cè)的設(shè)置應(yīng)該先在流體充滿管道情況F調(diào)整“空管量程修正”值，使實(shí)際電導(dǎo)比硅示為適當(dāng)值，然后按實(shí)測(cè)電導(dǎo)比的3~5倍的數(shù)值設(shè)置閾值。這樣就可得到靈敏度和可靠性最佳的設(shè)置。
(3)閾值設(shè)置
設(shè)置的閾值愈接近于測(cè)量的電導(dǎo)比，空管報(bào)警的靈敏度愈高；反之，報(bào)警靈敏度低，電磁流量計(jì)可靠性卻很高?？紤]到儀表能夠正常、可靠地測(cè)量，不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)警并切除顯示和輸出，所以設(shè)置的閾值應(yīng)高于實(shí)際測(cè)量電導(dǎo)比值的3—5倍。
必須注意到，管道內(nèi)的流體由滿管狀態(tài)向非滿管狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程是比較緩慢的。這是岡為流體可能在管壁殘留，電極附近的流體介質(zhì)需要較長(zhǎng)時(shí)間才能干凈。為r適應(yīng)這種情況，轉(zhuǎn)換器的空管報(bào)警反應(yīng)時(shí)間要長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘。
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