分體電磁流量計在空調(diào)冷凍水的測量案例分析

分體電磁流量計目前在工業(yè)生產(chǎn)使用相當(dāng)普遍的了，尤其是在涉及到水流測量的領(lǐng)域中更是常見，甚至許多自來水公司的大口徑的水量測量都是在使用分體電磁流量計，本文針對的是空調(diào)冷凍水的測量案例分析，具體的情況如下：某機場賓館從機場能源中心獲取冷凍水用于空調(diào)。在冬令時節(jié)冷凍水停用，進出賓館的冷凍水管道上的關(guān)口閥已關(guān)，分體電磁流量計示值卻指滿度。

(1)停止供冷但冷凍水管道內(nèi)仍然充滿水

在供冷系統(tǒng)中，能源公司一般以水為冷媒向用戶提供冷量。這些冷媒除了淡水、鹽水之外，有時也采用淡水和酒精的混合物以及乙二醇等，以滿足不同溫度等級的需要。在以空調(diào)目的供冷系統(tǒng)中，一般采用淡水，供水溫度常取5-6℃。這些淡水均經(jīng)加藥處理，防止水中的氧對鋼管內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕。

在冬令季節(jié)，雖已停止供冷，管內(nèi)淡水停止循環(huán)，但仍讓淡水充滿管道，防止空氣侵入管道，導(dǎo)致管道內(nèi)壁生銹。

(2)分體電磁流量計對空管的適應(yīng)能力

現(xiàn)在現(xiàn)場使用的分體電磁流量計，絕大多數(shù)空管適應(yīng)能力均不佳，即不允許測量管空管，因為測量管一旦空管，電*暴露在空氣中，就會因信號源內(nèi)阻特別大而感應(yīng)勵磁線圈的干擾，導(dǎo)致流量示值升到滿度。

本例中，分體電磁流量計指滿度也應(yīng)是由測量管空管所引起。

(3)為什么會出現(xiàn)空管

空調(diào)冷凍水系統(tǒng)平時應(yīng)充滿水，但因該賓館設(shè)備檢修，將水放空，檢修完畢又忘了開閥進水，從而出現(xiàn)空管。

(1)空管檢測與空管置零

分體電磁流量計是專為測量導(dǎo)電液體的體積流量而設(shè)計的。測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律。按照該定律，導(dǎo)電流體通過磁場作切割磁力線運動時，在垂直于磁場及流速的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此電動勢由4.14節(jié)中的式4.24)給出。其原理如圖4.31所示。

多年以來人們在尋找空管檢測和空管置零的方法。

圖4.32所示是一個國外公司已成功運用的方法

這一方法是基于電導(dǎo)率測量。在圖4.32中，兩電*之間的電阻可用式(4.26)表示:

式中：Re-電*間電阻；

K-常數(shù)；

Ef-電*系數(shù)(與電*面積和測量管內(nèi)徑有關(guān))；

q-電導(dǎo)率。

從式(4.26)可得式(4.27)：

式中符號意義與式(4.26)相同。

對于自來水以及酸、堿溶液等，滿管時Re約為1OΩ-1kΩ，而空管時，液位低于電*，原理上Re為無窮大。由于兩個電*之間導(dǎo)管內(nèi)壁可能潮濕，實際上Re只為有限的阻值，但比正常操作時的電阻值大得多。一般判定是否空管的Re值取正常操作時電阻值的3倍。

儀表一旦判定導(dǎo)管為空管，儀表中的單片機即采取兩項措施，其一是使輸出置零，其二是發(fā)出空管報警信號，從而杜絕空管時的錯誤計量或錯誤控制。

(2)空管指滿度與安全

空管指滿度是分體電磁流量計所特有的一大缺陷，容易給人以錯覺。尤其是在流量計輸出信號用于自動調(diào)節(jié)時，此錯覺易使調(diào)節(jié)閥跑到*限位置，所以應(yīng)注意安全。

(3)非滿管檢測

分體電磁流量計是速度式流量計中的一種。它給出的信號其實是流過測量管的液體平均流速，在測量管內(nèi)液體充滿的情況下，式(4.28)成立：

式中，qv-體積流量；

A-測量管流通截面積；

v-平均流速。

但若有非滿管的情況存在，由于導(dǎo)管截面積的一部分被氣體占據(jù)，以致液體實際流通截面積比A小，*后導(dǎo)致流量示值偏高。

分體電磁流量計大量應(yīng)用于供水和給排水，水在水平管內(nèi)流動，常因水溫變化而析出氣體，并聚集在水平管道的頂部。如果分體電磁流量計測量管的頂部也存有氣體，儀表的高精度特性就會大打折扣，因此非滿管檢測很早以前就已作為研究者的課題。

非滿管檢測也是基于電導(dǎo)率檢側(cè)的方法。在圖4.33所示的電磁流量傳感器中，增加了一個(或一對)非滿管檢測電*。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)液體滿管時，頂部電*與其他電*之間的電阻值很??；而當(dāng)存在非滿管情況時，頂部電*與導(dǎo)電液體之間有氣體阻隔，所以電*電阻顯著增大，從而做出非滿管判斷。

分體電磁流量計出現(xiàn)非滿管情況，處理方法一般是在流量測量管上游管道的頂部設(shè)置排氣閥。