氣泡對于電磁流量計(jì)來說是個(gè)隱形“殺手”，儀表工日常維護(hù)中面對這個(gè)問題時(shí)也是頭疼不已，倒不是說對其沒有辦法，而是這個(gè)問題很難被排查和發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槲覀冄劬床灰姡钟置恢?，所以一時(shí)間對這個(gè)問題很難從直觀上去進(jìn)行判斷。



說這個(gè)問題前我們先溫習(xí)一下電磁流量計(jì)測量原理(在此僅提供電磁流量計(jì)原理相關(guān)計(jì)算公式，不再長篇累述原理)。

①感應(yīng)電動(dòng)勢公式?
E=B×D×V
公式中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)；D為管道內(nèi)徑(m)；V為流體平均流速(m/s)。

②體積流量公式?

從①和②可以看出，都有相同的V，把E=B×D×V轉(zhuǎn)換成：

③V=E/BD，再把③帶入②中：

從可以看出：π為常數(shù)3.14；D為管道直徑，選型已定；4為常數(shù)；B為常數(shù)，同樣選型已定。

從以上大家可以看出電磁流量計(jì)的K在出廠時(shí)廠電磁流量計(jì)家已進(jìn)行校驗(yàn)和標(biāo)定(注意非必要不要去修改這些參數(shù)，以免造成測量誤差！)

昌暉儀表為什么要把電磁流量計(jì)測量原理梳理一遍呢？主要是想從理論上去分析分析為什么氣泡會(huì)對電磁流量計(jì)的測量造成影響。
 
【例1】管道流體中伴雜著氣泡
這是我們最常見的一種情況。

常見表現(xiàn)形式：瞬時(shí)流量值劇烈波動(dòng)、驟降、出現(xiàn)負(fù)值或零等，導(dǎo)致電磁流量計(jì)顯示和信號輸出不穩(wěn)定。

原因分析：追其原因不得不從電導(dǎo)率上說起，電磁流量計(jì)的測量普遍接受的可靠測量閾(yù)值是5μs/cm以上流體(各不同品牌電磁流量計(jì)可能有差異)。當(dāng)氣泡通過或完全覆蓋電磁流量計(jì)電極時(shí)，可能造成信號回路瞬時(shí)開路，阻斷了電流通路。我們知道氣泡內(nèi)通常為空氣，電導(dǎo)率極低，甚至我們可以認(rèn)為它是絕緣體，此時(shí)電磁流量計(jì)檢測到電導(dǎo)率瞬間發(fā)生劇烈波動(dòng)和下降，與此同時(shí)自診斷功能也監(jiān)測到電極之間的電路電阻急速變化這一情況，從而導(dǎo)致電極無法有效檢測到穩(wěn)定的感應(yīng)電壓(注意：流體本身的電導(dǎo)率并未改變，波動(dòng)源于氣泡的擾動(dòng))。

我們再結(jié)合理論體積流量公式Qv=K×E來分析，流體電導(dǎo)率的變化過程，本質(zhì)上就是反映了感應(yīng)電動(dòng)勢E的相應(yīng)變化。隨著電導(dǎo)率的不穩(wěn)定(一會(huì)兒強(qiáng)一會(huì)兒弱)致使流體導(dǎo)電能力突然變強(qiáng)或變?nèi)?，甚至出現(xiàn)檢測不到，那這個(gè)感應(yīng)電壓就會(huì)跟著變化，從流量Qv=K×E計(jì)算中，可以看出E不準(zhǔn)(或變化)，計(jì)算出的流量值自然也就不準(zhǔn)了，這就是說為什么管道流體中伴雜著氣泡電磁流量計(jì)示值波動(dòng)的原因。

【案例2】電磁流量計(jì)測量傳感器內(nèi)部上腔形成氣囊
這么說吧，電磁流量計(jì)測量傳感器內(nèi)部上腔形成氣囊就是個(gè)特殊的存在，毫不夸張地說百年難遇!氣囊的形成概率可能極低，需要一定的特定條件。昌暉儀表就以一起真實(shí)的案例來給大家分享分享。

背景：同一管道兩臺(tái)電磁流量計(jì)(A為橫河電磁流量計(jì)、B為科隆電磁流量計(jì))串聯(lián)安裝，同時(shí)檢測流量；表現(xiàn)形式：瞬時(shí)流量顯示偏大(A流量計(jì)顯示150L/h；B流量計(jì)顯示350L/h)
 

形成氣囊的原因分析
說巧也巧，偶然在現(xiàn)場A電磁流量計(jì)處有一段透明管，觀測到了這個(gè)情況，所以判定電磁流量計(jì)傳感器內(nèi)部上腔可能形成氣囊。



接下來的分析也進(jìn)一步驗(yàn)證了這一結(jié)果：

①計(jì)量泵(輸液泵)本身輸出的是脈沖式流量，流體中容易夾帶氣泡，雖然在A電磁流量計(jì)后安裝了空氣室式緩沖阻尼器，將脈沖流轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)流，但氣泡并未被完全消除，只是被緩沖器部分吸收或延緩。

②B電磁流量計(jì)距離計(jì)量泵出口10米以上，流體在長距離輸送中壓力會(huì)損耗逐漸下降，出口閥全開，系統(tǒng)沒有形成背壓，導(dǎo)致在電磁流量計(jì)B處的壓力較低、流速慢，低速低壓條件下，氣泡容易在管道高點(diǎn)或流速突變處聚集，而不能被流體帶走。(計(jì)量泵為600L/h，產(chǎn)生的推力小，流速低。)

③B流量計(jì)所在管段為斜上安裝(人為因素改變了安裝方式：被工藝改用軟管連接，抬高電磁流量計(jì)B安裝位置，進(jìn)口端變低，流量計(jì)處于高位。)，由于電磁流量計(jì)B出口側(cè)為豎管，在沒有足夠的壓力和流速情況下，這種布置會(huì)使氣體自然向上聚集在這個(gè)位置(可將B電磁流量計(jì)所處這段管線位置視為至高點(diǎn))，氣泡在斜管和豎管交界處容易停滯，逐漸合并成大氣囊。

④當(dāng)用手抬高B電磁流量計(jì)的進(jìn)口端時(shí)，實(shí)際上是人為制造了一個(gè)局部高點(diǎn)(也就是說電磁流量計(jì)B處于這段管線的最低點(diǎn))和背壓， 背壓提高了流體速度，增強(qiáng)了氣體攜帶能力，從而將氣囊推走，管道處于滿管狀態(tài)， 這也驗(yàn)證了系統(tǒng)原有背壓不足是氣囊形成的關(guān)鍵因素。
 
⑤結(jié)合我們之前的管道流體中伴雜著連續(xù)氣泡分析，表現(xiàn)應(yīng)該是瞬時(shí)流量值劇烈波動(dòng)、驟降、出現(xiàn)負(fù)值或零等，導(dǎo)致現(xiàn)場顯示和信號輸出不穩(wěn)定這一現(xiàn)象，顯然這里并不符合這個(gè)邏輯。

綜合簡述
計(jì)量泵脈沖流帶入氣泡經(jīng)阻尼器整流處理但未能完全消除氣泡，氣泡進(jìn)入下游，由于距離遠(yuǎn)，加之出口閥全開壓力損耗降低、流速慢，再者流量計(jì)處于斜上安裝與豎管結(jié)構(gòu)形成氣體聚集高點(diǎn)，致使B電磁流量計(jì)前端缺乏背壓無法推動(dòng)氣泡排出，隨著氣泡聚集的越來越多，最終在B流量計(jì)管段處形成大的氣囊。
  

理論印證
從氣囊示意圖中我們不難看出：流體經(jīng)過流量計(jì)時(shí)，流通面積變小。

 

根據(jù)體積流量公式?：
 
公式中π為常數(shù)3.14；D為管道直徑，選型已定；4為常數(shù)；B為同樣選型已定；V為平均流速。V是這里唯一的變量，也就是說，當(dāng)實(shí)際流體大小不變，因氣囊存在導(dǎo)致流通面積減小，流體的流速會(huì)增加，這就是為什么電磁流量計(jì)測量傳感器內(nèi)部上腔形成氣囊后電磁流量計(jì)流量偏大的原因。

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