電磁流量計的空管檢測與報警

　　在討論電磁流量計原理時，曾經(jīng)提到一個測量的條件是需要導(dǎo)電液體充滿測量管，這是因為不滿管道的面積不確定，不能得到實際流過測量管的正確流量，反而還可能帶來各種干擾信號。這種不真實的測量作為計量會引起貿(mào)易的糾紛，作為生產(chǎn)過程控制將造成調(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)計空管檢測電路，來報警傳感器測量管道的非充滿狀態(tài)。
　　
　　空管檢測的方法很多，簡單、可靠的空管檢測是使用液位檢測的方法。但是，這種方法需要在測量管上同時安裝液位傳感器。因此，會增加測量儀表的成本，帶來安裝上的麻煩。一般很少使用，即使用這種方法，也僅僅是用液位接點報警。下文以采用測量液體電導(dǎo)的方法介紹空管檢測，一定程度上還可以表示液體的相對電導(dǎo)率。　　
　　圖4-56所示是國產(chǎn)L-mag型電磁流量轉(zhuǎn)換器中空管報警的原理框圖。圖中．E，是提供給測量電導(dǎo)電路的高頻交流電源（v）；R是用于測量電導(dǎo)的分壓電阻（Q）；Rx是表示電磁流傳感器電極與流體間（信號地）的電阻，通常我們稱信號內(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：
　　
　　利用測電導(dǎo)率檢測空管，有兩點值得注意。首先，選擇交流電源的頻率應(yīng)與流量信號頻率有差別，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，利用電極來檢測空管狀態(tài)，在時序七不可與流量信號的采樣時序沖突。空管檢測通常使用的時間是磁場波形的前沿向后，但來進入流量采樣時間。電磁流量計流量信號采樣時間是由波形的后沿向前，離開積分過渡區(qū)時段。
　　
　　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。考慮到測量流體介質(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)的動態(tài)范圍太大，會出現(xiàn)報警的不可靠。所以應(yīng)用軟件設(shè)置一個“空管量程修正”修正系數(shù)來調(diào)整放大器的增益，使檢測到不同電導(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。這一點與儀表測量的量程調(diào)節(jié)相似。由于v．與電導(dǎo)率呈反比，檢測的電導(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量的電導(dǎo)比數(shù)值范圍，因此很容易出現(xiàn)空管的誤報警。
　　
　　（l）空管量程修正
　　
　　“空管稃修正”的值越大，檢測顯示的電導(dǎo)比越低；“空管量程修正”的值越小，檢測顯示的電導(dǎo)比越高。所以，對于商電導(dǎo)率的檢測，要用小的“空管量程修正”值。對電磁流量計低電導(dǎo)率檢測，則需要用高的“空管量程修正”值，以電導(dǎo)率高于50yS/crn左右的自來水的電導(dǎo)率為例，“空管量程修正”值設(shè)為1．oooo，檢測的電導(dǎo)比滿足閥值為999.9%的要求。對1二更高電導(dǎo)率，可以降低“空管量程修正“值或降低閾值，用以提高檢測的靈敏度i而對于電導(dǎo)率低f50yS/cm的流體，則需要將“空管量程修正”值設(shè)大，比如說設(shè)為3.0000，同時將閾值設(shè)為999.9%。這時降低顯示的電導(dǎo)比，使之小于閥值，防止有流體時誤報警。
　　
　　（2）實際檢測設(shè)置
　　
　　需要說明．圖4-58的數(shù)據(jù)是在未接傳輸電纜情況下得到的。實際應(yīng)用巾由于傳輸電纜的信號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，在接有較長電纜情況下，顯示的電導(dǎo)比會比實際的電導(dǎo)比低，剛此，實際空管檢測的設(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，使實際電導(dǎo)比硅示為適當值，然后按實測電導(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佳的設(shè)置。
　　
　　（3）閾值設(shè)置
　　
　　設(shè)置的閾值愈接近于測量的電導(dǎo)比，空管報警的靈敏度愈高；反之，報警靈敏度低，電磁流量計可靠性卻很高。考慮到儀表能夠正常、可靠地測量，不會出現(xiàn)誤報警并切除顯示和輸出，所以設(shè)置的閾值應(yīng)高于實際測量電導(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)需要較長時間才能干凈。為r適應(yīng)這種情況，轉(zhuǎn)換器的空管報警反應(yīng)時間要長達數(shù)分鐘。