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技术文章  

插入式电磁流量计在非对称流场中的实流检测


发布日期:2020-12-16 点击:94次
  通过对来流的速度及插入式电磁流量计所插入管道内的不同深度送两个变量的控制,记录在不同流速、不同插入深度下流量计测量的水流流速,并与标准表所测数据进行对比分析。我们通过对变频器的设置,给定来流的速度分别是〇.35m/s,0.5m/s,1m/s,2m/s,3m/s,3.5m/s这几种来流情况。在每种流速下,将插入式电磁流量计分别置于管道深度h=10mm(约1/15管径深处),h=20mm(约2/15管径深处),h=30mm(约3/15管径深处),进行数据测量。在每一个对应流速及深度下对标准表及流量计所测数据进行对比分析,进而找到二者之间的关系。
  将各个管道连接安装好,法兰接口处要确保前后管道对齐,抒紧螺母,确保紧扣皮圈,防止测量时出现漏水问题。将插入式电磁流量计安装好。要注意安装插入式电磁流量计时,椭圆的长轴线与水平方向的夹角不能超过1.5°,插入管道内的深度,其误差不能超过化5mm,否则测量时的误差会较大。管道及各个表头连接好后,将插入式电磁流量计的插入深度h定位在10mm深度,即1/15管径处。打开控制电间,设定变频器,给定来流速度为1m/s,之后的其他深度及来流速度组合的设定同理。打开水泉从水箱中抽水,来流沿着标准表所在直管道流经标准表,进入弯管处,经过1m直管道后再次转弯。由之前章节的仿真实验可知,此时管道内的流场呈不对称分布。流量计检测到流体切割磁感线所产生的电信号,并通过内部电路的专用电缆传送至智能变送器,智能变送器根据电极感应到的电动势大小和电磁流量数学模型进行计算后,将电信号转变成了流量信号,最后将流量信号变为标准的4~20ma或频率量信号输出到控制室。观察标准表及流量计的示数,并进行数据记录,绘制成表格,如下表4-3所示。
  分析表中流量计所测得的数据可发现,在给定流速较小的条件下,即流速小于1m/s时,流量计在h处测量深度的测量结果与标准表读数略有偏差;在给定流速适中的条件下,即流速在1m/s~3m/s时,流量计10mm,20mm,30mmh个测量深度的测量结果都较为贴近标准表读数,其中10mm测量深度在2m/s流速左右误差最小,20mm测量深度在1m/s流速左右的测量误差最小,30mm测量深度的测量误差随流速增大而略有变大趋势。当给定流速足够大时,即流速超过3m/s时,10mm测量深度的读数最为贴近标准表读数,而此时20mm,30mm测量深度的数据误差较大。通过上述对表中流量计在每姐给定流速下的测量数据的对比分析可w得出,在流速较低,即小于1m/s时,流量计在三处深度测量差距不大。当流速大于1m/s时,10mm和20mm测量深度都在不同流速范围内接近标准表的读数,因此可w猜想大于1m/s流速时流量计的最优测量深度应该在10mm与20mm之间.通过使用matlab软件拟合数据再次进行观察,如图4-5所示,w标准表为参考基准,比较h处测量深度与标准表曲线的贴合程度.可看出h=10mm曲线与标准表曲线最为贴近,标准表曲线在h=10mm和h=20mm曲线之间。则将最优测量深度的范围定在10mm到20mm之间。

  不妨将此范围十等分,插入式电磁流量计测量深度精确到1mm量级,再一次进行测量。由于毫米量级在实际测量中不容易控制,需要用到计算机仿真模拟来完成。
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