局部流动

流体管道系统不可能总是设计成最适合流量测量装置的配置。通常测试传统计量装置的限制,以尽量减少管道的改变。这在污水工业中尤其如此,因为管道系统必须设计成偶尔能够输送非常大的流量。

作者:Blake Doney, Bailey-Fischer & Porter 一九九八年九月一日
关键字
  • 过程控制与仪器仪表

  • 流量传感/测量

  • 质量流量传感/测量

流体管道系统不可能总是设计成最适合流量测量装置的配置。通常测试传统计量装置的限制,以尽量减少管道的改变。这在污水工业中尤其如此,因为管道系统必须设计成偶尔能够输送非常大的流量。传统上,这些线路夜间流量小,白天流量大,暴雨时流量大。极端流量范围保证了管道通常会部分满溢。

当今日益增长的环境问题和对废物处理成本的问责制要求计量设备具有更高的精度,更宽的测量范围和灵活的安装参数。传统的电磁流量计(EMF)技术因其精度高、易于处理高固含量流体、极宽的量程、无阻碍的流道、最小的压力损失和低维护设计而受到青睐。为了避免由于管道未充满而导致的误差,传统的电磁场需要对管道进行专门的修改,例如u型逆变器,以确保管道始终充满液体。缺点是增加了压降、沉淀物的收集和成本的增加。在大型管道中,包括逆变器通常会超过流量计的成本。

节约成本,其他好处

part - mag II是一种独特的EMF系统,能够精确测量部分填充管道中的流量。设计作为水槽和堰的替代品,Parti-Mag II包含了提高测量精度和减少外部流动剖面影响的进步。Parti-Mag II的全管精度为1%的速率,而部分填充模式的精度为3-5%的速率,取决于填充高度,与水槽相比,这是两倍的进步。通过在1,000对1的操作范围内保持+5%的误差限制,第II部分将测量限制扩展到水槽的近10倍。

安装的优势

自由表面流量测量装置的安装参数是限制性的。在管道坡度、上下游通道配置和流动剖面上都有严格的限制。与其他类似设备不同,partii - mag II可以测量亚临界或超临界流量,因此可以在管道坡度高达5%的情况下工作,从而消除了诸如静水池和高程变化等昂贵的设计考虑。此外,管道坡度的高限制使计量运行符合ATV 110标准,该标准详细说明了消除颗粒沉降所需的最小坡度,从而消除了管道清洗成本。

操作原则

第II部分纳入了测量这两个变量的先进技术

必要的计算体积流量。基本公式是:

Q = vxa

地点:

Q=实际体积流量

V =平均流体速度

A=流动的横截面积

在全管道条件下,仪表的功能与传统电动势相同。法拉第感应定律决定了流速。该定律指出,导电介质通过磁场时会在介质中产生电压,电压与介质的平均流速成正比。满管条件提供了一个恒定的横截面积,这很容易从流管的几何形状计算出来。在这种情况下,流量计算是直接的。

在部分填充的管道中,PartiMag II的独特构造开始发挥作用。当液位下降时,全管电极感应到变化并激活校正算法。这种数学修正改变了流速和横截面积的测量方法,并允许精确测量低于10%填充高度的流量。

在传统的电动势技术中,电极上感应到的电压是对平均流速的“直接测量”。在部分填充条件下,测量电压必须在计算流量之前进行校正。校正系数是填充高度的函数,是在仪表出厂校准期间经验确定的。每组测量电极的数据集使用电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)技术存储在转换器中,因此消除了现场校准的必要性。

三对测量电极,位于不同的填充高度,包含在流管内(见横截面)。最佳位置的对测量电压。该电极对由转换器作为填充高度的函数来选择。改变测量电极的高度在对抗流动剖面效应时提供了一个优势。多个电极位置的使用将相邻的直行要求减少到上游5个管径,下游3个管径,在考虑总安装成本时,可以节省大量费用。

填充高度测定

part - mag II使用电气解决方案来计算填充高度。一个具有固定振幅正弦波形的高频信号通过底部一对电极施加。由此产生的信号,由三对测量电极读取,将准确地测量填充高度,利用在检测信号的振幅的变化。将接收信号与注入信号的归一化比率绘制出来,以确定填充高度和速度计算的校正系数。

信号处理

为了精确测量,需要更新填充高度和流速的数据点。由于两个参数使用同一组电极来导出两个信号,因此需要不断交替测量函数。用于速度测量的线圈激励是在常规频率上进行的,通常是7.5 Hz(或线路频率的[1/8])。用于高度测量的信号发生器电容耦合到最低的电极对,并在直流脉冲到线圈之间工作。该策略允许将流速引起的低压信号与包含填充高度信息的高频电压信号分离,并使微处理器能够捕获原始测量数据。

有关第II部分的更多信息,请访问www.globalelove.com/info: