利用電（diàn）磁流量計來測量空調冷凍水的案例分析

電磁（cí）流量計目前在工業使用（yòng）相當普遍的了，尤其是在涉及到水流測量的領域中更是常見，甚至（zhì）許多自來水公司的大口徑的水量測量都是在使用電磁流量計，本文針對的是空（kōng）調冷凍水的測量案例分析，具體的情況如下：某機場賓館從機場能源中心獲取冷凍水用於空調。在冬令時節冷凍水停用，進出賓館（guǎn）的冷凍水管道上（shàng）的關（guān）口閥（fá）已關，電磁流量計示值卻指滿度。

(1)停止供冷但冷凍水管道內仍然充滿水
  在供冷係統中，能源公司（sī）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（mǎn）足不同溫度等級的需要。在以空調目的供冷係統中，一般采用淡水，供（gòng）水溫度（dù）常取5-6℃。這些淡水均經（jīng）加藥（yào）處理，防止（zhǐ）水中的氧對鋼管內壁產生腐蝕。
  在冬令季節，雖已停止供冷，管內淡水停止循環（huán），但仍讓淡水充滿管（guǎn）道，防止空氣侵入管道，導（dǎo）致管道內壁生鏽（xiù）。

(2)電磁流（liú）量計對空管的適應能力
  現在現場使用的電磁流量計，絕大多數空管適應能力均不佳，即不允許測量（liàng）管空管（guǎn），因為測量管一旦空管，電極暴露在（zài）空氣中，就會因信號源內阻特別大而（ér）感應勵磁線圈的幹擾，導致（zhì）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)為什麽會（huì）出現空管
空調冷凍水係統平時應充滿水，但因該賓館設備檢修，將水放（fàng）空，檢修完畢又忘了開閥進水，從而出現空管（guǎn）。

(1)空管檢測與（yǔ）空（kōng）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。測量原理是基於法拉第（dì）電（diàn）磁感應定律。按照（zhào）該定律，導電流體通過磁場作切割磁（cí）力線運動時，在垂直於磁場及流速的方向上產生感應電（diàn）動勢，此電動勢由4.14節中的式4.24)給出。其原理如圖4.31所示。
  多年以來人們在尋（xún）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（yǐ）成功運用的方法
  這一（yī）方法是基於電導率測量。在圖4.32中，兩（liǎng）電極之間的電阻可用式(4.26)表示:

 

式中（zhōng）: Re—電（diàn）極間電阻;
  K—常數;
  Ef—電極係數（shù）(與電極麵積和測量管內徑有（yǒu）關);
  q—電導率（lǜ）.
  從（cóng）式(4.26)可得式(4.27):

  式中符（fú）號意義（yì）與（yǔ）式(4.26)相同。
  對於自來水以及酸、堿（jiǎn）溶液等，滿管時Re約為1OΩ-1kΩ，而空管時，液位低於電極，原理上Re為無窮大。由於兩個電極之間導管內壁可能潮濕，實際（jì）上Re隻為有限的阻值，
但比正常操作時的電阻值（zhí）大得多。一般判定是否（fǒu）空（kōng）管的Re值取正常操（cāo）作時電阻值的3倍（bèi）。
  儀表（biǎo）一旦判定導管為空管（guǎn），儀表中的單片機即采取兩項措（cuò）施，其一是使輸出置零（líng），其二是發出空管（guǎn）報警信號，從而杜絕空（kōng）管時的錯（cuò）誤計量或錯誤控製（zhì）。

  (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（cuò）覺。尤其（qí）是在流量計輸出信號用於自動（dòng）調節時，此錯覺（jiào）易使調節閥跑到上限位置，所以應注意安全。

  (3)非滿管檢（jiǎn）測
  電磁（cí）流量計是速度式流量計中的一種。它給出（chū）的信號其實是流過測量管的液體平均流速，在測量管內液（yè）體充滿的（de）情況下（xià），式(4.28)成立:

式中（zhōng），qv—體積流（liú）量;
  A—測量（liàng）管流通截（jié）麵積;
  v—平均流速。
  但若有（yǒu）非滿管的情（qíng）況存在，由於導管截麵積的一部分被氣體（tǐ）占據（jù），以致液體實際流通截麵積（jī）比A小，後導致流量示值偏高。
  電磁流量計大量應用於供（gòng）水和給排（pái）水（shuǐ），水在水平管內流動，常（cháng）因水溫變化而析出氣體，並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（zhě）的課題。
  非（fēi）滿管（guǎn）檢測也是基於（yú）電導率（lǜ）檢（jiǎn）側的方法。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（dāng）導管內液體滿管時，頂部電（diàn）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（diàn）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。
電磁流量計出現非滿管情況，處理方法一般是在流量測量管上遊（yóu）管道的頂部設置排氣閥。

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