利用電磁流量計來測量空調(diào)冷凍水的案例分析
(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,導致管道內(nèi)壁生銹。
(2)電磁流量計對空管的適應能力
現(xiàn)在現(xiàn)場使用的電磁流量計,絕大多數(shù)空管適應能力均不佳,即不允許測量管空管,因為測量管一旦空管,電極暴露在空氣中,就會因信號源內(nèi)阻特別大而感應勵磁線圈的干擾,導致流量示值升到滿度。
本例中,電磁流量計指滿度也應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)平時應充滿水,但因該賓館設備檢修,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
電磁流量計是專為測量導電液體的體積流量而設計的。測量原理是基于法拉第電磁感應定律。按照該定律,導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率測量。在圖4.32中,兩電極之間的電阻可用式(4.26)表示:
式中: Re—電極間電阻;
K—常數(shù);
Ef—電極系數(shù)(與電極面積和測量管內(nèi)徑有關(guān));
q—電導率.
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,液位低于電極,原理上Re為無窮大。由于兩個電極之間導管內(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
空管指滿度是電磁流量計所一大缺陷,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)閥跑到上限位置,所以應注意安全。
(3)非滿管檢測
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,后導致流量示值偏高。
電磁流量計大量應用于供水和給排水,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)非滿管檢測電極。當導管內(nèi)液體滿管時,頂部電極與其他電
極之間的電阻值很小;而當存在非滿管情況時,頂部電極與導電液體之間有氣體阻隔,所以電極電阻顯著增大,從而做出非滿管判斷。
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置排氣閥。
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