BURKERT流量计的磁性故障分析
BURKERT流量计传动机构,计数机构和转子材料等故障分析有较多的介绍,而对这种流量计的磁性传动机构的故障分析介绍则很少见到,事实上,BURKERT流量计在线故障很多都是出自于传动机构。
1、计数传递与磁性传动机构LC型椭圆齿轮流量计的结构主要有流量变送器和计数机构两部分组成。它的变送器内有两个相互齿合的椭圆齿轮在月牙形腔内,靠流量计进出口处的压力差推动旋转,从而不断地把进口处的液体经月牙腔后送到出口处。椭圆齿轮每转一圈,它与壳体之间形成再次月牙腔,故这一对齿轮齿和转一圈排出的液体的体积等于四倍的月牙腔的体积,所以椭圆齿轮的转动圈数与流出的液体的体积成正比,从而可知椭圆齿轮的转速也与流过流量计的流量成正比。
由于月牙腔的体积是已知的,因此直接测量椭圆齿轮轴的转数就可知通过流量计的液体体积的多少,辅之以时间测量装置可测量流量。
在BURKERT流量计的计数器传递链接中还存在一个磁传动器。
此传动器中与减速齿轮固定连接的铁质轴台是置于一端封闭的磁铁套中,当输入齿轮转动时,通过磁力带动磁套转动,并通过与磁套固定连接的输出齿轮带动机械计数器的一套齿轮机构,从而是指针转动显示和字轮滚动显示。磁传动器的作用不传动可以实现非接触传动,从而可以消除传动中的间隙,形成有效的密封,即将月牙腔的油液隔断。不渗漏到计数结构中来,便于字轮和指针的显示。
流量计电极上所产生的电动势的大小与流体的流速分布无关与流体的平均流速成正比而非轴对称流速分布时即每个流动质点相对于电极几何位置的不同对电极所产生的感应电动势的大小也不同越靠近电极速度大的质点所产生的感应电动势越大因此必须保证流体流速为轴对称。如管内流速为非轴对称分布就会引起误差。因此安装电磁流量计时要尽可能保证前后直管段的要求以减小因流体分布所引起的误差。
BURKERT流量计所测流体电导率的降低将增加电极的输出阻抗并且由转换器输入阻抗引起的负载效应而产生误差因此在电磁流量计生产厂家的选用说明中都规定了电磁流量计应用流体的电导率的下限。
电极的输出阻抗决定了转换器所需的输入阻抗的大小而电极输出阻抗可认为流体的电导率和电极大小所支配。在理论分析时将电极作为点电极大小可以忽略实际上电极有一定大小当直径为d的圆板电极与电导率为K的半无限展宽的流体接触时其展宽电阻为1/2Kd因此如果管道直径D>>d则电极的输出阻抗为两个展宽电阻之和即等于1/Kd。
电磁流量计一般测量的流体电导率下限为5?S/㎝~10?S/㎝所以若电极直径为1㎝则电极的输出阻抗就为1/Kd=100kΩ~200kΩ为使输出阻抗的影响限制在0.1%以下转换器的输入阻抗应为200MΩ左右。
BURKERT流量计的励磁技术问题
励磁技术是电磁流量计测量性能的关键技术之一励磁方式在实际应用上可分成交流正弦波励磁、非正弦波交流励磁和直流励磁方式。
交流正弦波励磁当交流电源电压(有时是频率)不稳时磁场强度将有所改变所以电极间产生的感应电动势也变动因而必须从传感器取出对应于计算磁场强度的信号作为标准信号。这种励磁方式易引起零点变动而降低其测量精度。
非正弦波交流励磁是采用低于工业频率的方波或三角波励磁的方式可以认为产生恒定直流,周期性地改变极性的方式因这种励磁电源稳定故不必为除去磁场强度的变动而进行运算。
交流励磁方式的主要问题是感应噪声严重。直流励磁方式则是在电极上的极化电位成了重要障碍。所以一定值的直流励磁方式仅适用于非电解质(如液态金属)液体的测量。
在测量自来水、源水等水溶液时一般采用周期性间歇的直流励磁方式。间歇周期应选为交流电源周期的整数倍可消除交流电源频率的噪声排除了交流磁场的电涡流和直流磁场的极化干扰。
BURKERT流量计在测量含有附着沉淀物的流体时电极表面将受污染常常会引起零点的变动因此必须引起注意。零点变化和电极污染程度两者的关系要进行定量分析比较困难但可以说电极直径越小,所受的影响越少在使用中应注意电极的清污以防止沉淀物附着。
BURKERT流量计同样在电磁流量计的衬里上附着沉淀物时产生的误差Δε如果附着的厚度是一样则可由式:Δε=1-2/[1+(Kω/Kf)+(1-Kω/Kf )×(1-2t/D)2]计算式中Kω、Kf分别为附着物和测量流体的电导率附着物厚度为t直径为D。
若式中Kω和Kf相等则无误差附着物的电导率较低时上式也成立但因为会增加电极的输出阻抗因此受到限制如绝缘性沉淀物浸在流体中就是这种情况。相反如附着金属粉末等因高电导率的附着层使感应电势短路使电极输出偏低造成负偏差。
在测量具有沉淀附着物的流体时除了选择如陶瓷或聚四氟乙烯等难以附着沉淀的衬里外还应增加流体流速。
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