Một khách hàng đã từng gửi cho chúng tôi biểu đồ xu hướng từ dây chuyền định lượng hóa chất cho thấy chỉ số của lưu lượng kế tăng lên gần 0,3% trên toàn thang đo trong một ca sản xuất - khi các van đóng và lưu lượng thực tế bằng không. Nhà máy đã loại trừ các vấn đề về tiếp đất và bọt khí. Điều họ chưa tính đến là nhiệt độ chất lỏng trong đường đó dao động gần 15 độ giữa các đợt và chỉ riêng sự dao động đó cũng đủ để kéo điểm 0 ra khỏi đường cơ sở của nó.
Đây là một vấn đề phổ biến hơn mọi người mong đợi và bạn cần hiểu rõ trước khi nhìn vào biểu đồ tương tự và tự hỏi có vấn đề gì với đồng hồ đo của mình.
Ý nghĩa thực sự của sự ổn định điểm 0-
Điểm 0 là kết quả mà lưu lượng kế tạo ra khi thực sự không có chất lỏng nào chuyển động qua nó. Trong một thế giới lý tưởng, con số đó nằm chính xác bằng 0 và giữ nguyên ở đó. Trong thực tế, đôi khi nó trôi đi - chỉ bằng một sợi tóc, đôi khi đủ để làm hỏng việc đo lường cấp độ thanh toán-hoặc quy trình định lượng được kiểm soát chặt chẽ.
Độ ổn định điểm 0 là vấn đề quan trọng nhất trong các ứng dụng có tốc độ dòng chảy thấp gây ra hậu quả thực sự: định lượng hóa chất, trộn thực phẩm và đồ uống, xử lý nước thải và đo lường chuyển giao quyền giám sát. Đồng hồ đo hoàn toàn hoạt động tốt ở lưu lượng cao vẫn có thể gây ra sự cố tốn kém nếu điểm 0 của nó dao động trong khoảng thời gian không tải hoặc-giai đoạn dòng chảy chậm.
Đây cũng là một trong những vấn đề khó phát hiện sớm hơn vì sự dịch chuyển điểm 0 thường trông giống như một sự rò rỉ chậm thực sự hoặc một van chưa được lắp đúng vị trí. Các đội bảo trì thường dành hàng giờ để tìm ra lỗi cơ học trước khi có người kiểm tra xem nhiệt độ chất lỏng tại thời điểm hiệu chuẩn cuối cùng có khớp với nhiệt độ mà quy trình thực sự đang chạy hay không.
Lưu lượng kế điện từ đo lưu lượng như thế nào
Nguyên lý làm việc là định luật cảm ứng điện từ Faraday. Một cuộn dây bên trong đồng hồ tạo ra một từ trường xuyên qua đường ống. Khi chất lỏng dẫn điện di chuyển qua trường đó, nó tạo ra một điện áp giữa hai điện cực và điện áp đó tỷ lệ thuận với vận tốc của chất lỏng. Không có bộ phận chuyển động, không có vật cản trong đường dẫn dòng chảy -, đó là lý do quan trọng giải thích tại sao những đồng hồ đo này lại phổ biến đối với nước, nước thải và nhiều hóa chất xử lý.
Điều đáng chú ý là chuỗi đo lường này có một số liên kết và nhiệt độ chất lỏng có thể can thiệp một cách âm thầm vào nhiều liên kết cùng một lúc.
Nhiệt độ ba cách phá vỡ điểm 0
Sự mở rộng không khớp giữa lớp lót và điện cực
Lớp lót ống và các điện cực thường được làm từ các vật liệu khác nhau và chúng không giãn nở hoặc co lại với tốc độ như nhau khi nhiệt độ thay đổi. Nếu lớp lót giãn nở nhanh hơn mức gắn điện cực, nó sẽ gây áp lực cơ học lên các điện cực và có thể dịch chuyển vị trí của chúng một lượng rất nhỏ nhưng có thể đo lường được. Chuyển động nhỏ đó làm thay đổi cách đặt các điện cực so với từ trường và điện áp cảm ứng cũng dịch chuyển theo nó - ngay cả khi chất lỏng đứng yên hoàn toàn.
Những thay đổi về độ dẫn của chất lỏng
Hầu hết các chất lỏng dẫn điện đều trở nên dẫn điện tốt hơn khi nhiệt độ tăng. Do tín hiệu của lưu lượng kế phụ thuộc vào chất lỏng đóng vai trò là chất dẫn chuyển động trong từ trường nên bất kỳ sự thay đổi nào về độ dẫn điện đó đều có thể làm thay đổi điện áp cảm ứng một cách độc lập với tốc độ dòng chảy thực tế. Do đó, chất lỏng nóng lên giữa-quy trình có thể làm cho đồng hồ báo cáo số đọc nhỏ khác-0 trong điều kiện lẽ ra là tĩnh,{4}}không có dòng chảy -, một trong những nguyên nhân được ghi nhận thường xuyên hơn về độ lệch điểm 0- trong hướng dẫn khắc phục sự cố tại hiện trường.
Cuộn dây và điện tử trôi dạt
Cuộn dây kích thích tạo ra từ trường có điện trở riêng và điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Sự thay đổi điện trở cuộn dây sẽ làm thay đổi cường độ của từ trường, làm thay đổi điện áp cảm ứng mà các điện cực nhận được. Ngoài ra, bản thân các bộ khuếch đại và thiết bị điện tử xử lý tín hiệu-bên trong vỏ máy phát đều nhạy cảm với nhiệt độ-; các thành phần như bộ khuếch đại hoạt động và bộ chuyển đổi A/D có thể gặp phải sự thay đổi độ lợi và độ lệch điện áp khi nhiệt độ môi trường xung quanh hoặc quá trình thay đổi và các lỗi điện tử nhỏ này sẽ được khuếch đại xuôi dòng thành độ lệch 0 có thể nhìn thấy được.
Một ví dụ về trường
Một-hoạt động xử lý hóa chất cỡ vừa đang chạylưu lượng kế điện từtrên dây chuyền dung dịch nóng nơi nhiệt độ từng mẻ thay đổi khoảng 10–15 độ tùy thuộc vào sản phẩm đang được vận hành. Người vận hành nhận thấy bộ tổng lưu lượng tiếp tục tích lũy khối lượng nhỏ qua đêm, ngay cả khi tất cả các van được xác nhận đã đóng. Bản thân đồng hồ đo không bị lỗi - điểm 0 chỉ đơn giản là đi theo đường cong nhiệt độ của chất lỏng qua từng chu kỳ lô.
Việc sửa chữa không liên quan đến việc thay thế đồng hồ. Việc chuyển sang một máy phát có chức năng bù nhiệt độ hoạt động, kết hợp với quy trình -về 0 được thực hiện ở nhiệt độ vận hành thực tế của chất lỏng thay vì ở nhiệt độ xung quanh xưởng, đã làm cho độ lệch giảm xuống trong phạm vi dung sai quy định. Bài học đọng lại trong tâm trí nhóm của nhà máy: việc kiểm tra điểm 0-được thực hiện trên băng ghế tĩnh, nguội không cho bạn biết nhiều về cách đồng hồ đo hoạt động khi chất lỏng xử lý đang nóng.
Cách các nhà sản xuất thiết kế xung quanh sự chênh lệch nhiệt độ
Vật liệu giãn nở nhiệt phù hợp
Việc ghép các vật liệu lót và điện cực có hệ số giãn nở nhiệt tương tự nhau sẽ làm giảm ứng suất cơ học khiến vị trí điện cực dịch chuyển. Đây phần lớn là quyết định-trong giai đoạn thiết kế, đó là lý do tại sao việc lựa chọn vật liệu lót (PTFE, PFA, cao su, gốm, v.v.) cần được cân nhắc khi chỉ định đồng hồ đo cho ứng dụng nhiệt độ xoay-rộng.
Kích thích sóng-tần số thấp, sóng vuông-
Các thiết kế kích thích sóng -hình sin và dòng điện{1} không đổi cũ hơn có xu hướng trôi về 0 so với các hệ thống kích thích sóng vuông-, tần số thấp-thấp hiện nay là tiêu chuẩn trong hầu hết các đồng hồ đo công nghiệp. Định kỳ đảo ngược cực tính của dòng kích thích và lấy mẫu tín hiệu ở mỗi giá trị cố định giúp loại bỏ nhiễu chuyển động chậm-, bao gồm một số hiệu ứng-do nhiệt độ điều khiển, đây là phần lớn lý do tại sao phương pháp kích thích này trở thành mặc định trong ngành cho các ứng dụng nhạy cảm-về độ ổn định.
Tích hợp-Bù nhiệt độ
Nhiều máy phát hiện nay bao gồm cảm biến nhiệt độ và thuật toán bù giúp điều chỉnh đầu ra dựa trên nhiệt độ xử lý theo thời gian thực, điều chỉnh độ dẫn điện và độ lệch điện tử được mô tả ở trên trước khi số đọc đến được màn hình hoặc hệ thống điều khiển.
Thực hành cài đặt giúp giảm thiểu vấn đề
Chất lượng nối đất, tắc nghẽn điện cực và nhiễu điện từ lạc, tất cả đều kết hợp với bất kể hiện tượng trôi dạt liên quan đến nhiệt độ-, do đó, việc lắp đặt đúng cách - các vòng nối đất vững chắc, các đường ống-thẳng phù hợp và che chắn khỏi các nguồn điện từ mạnh - sẽ khiến cho bất kỳ sự bù nhiệt độ nào mà đồng hồ đo thực sự thực hiện hiệu quả công việc của nó.
Điều này có nghĩa là gì nếu bạn đang chỉ định một lưu lượng kế
Nếu quy trình của bạn liên quan đến nhiệt độ chất lỏng dao động đáng kể trong quá trình vận hành - gia nhiệt theo đợt, thay đổi môi trường theo mùa hoặc chuyển đổi sản phẩm nóng/lạnh - thì bạn nên hỏi nhà cung cấp ba câu hỏi trực tiếp trước khi đặt hàng:
- Đồng hồ đo này sử dụng phương pháp kích thích nào và nó có được đánh giá về độ ổn định trong phạm vi nhiệt độ mà bạn thực sự sẽ thấy không?
- Bộ phát có bao gồm tính năng bù nhiệt độ đang hoạt động hay chỉ hiệu chỉnh nhiệt độ-cố định?
- Quy trình hiệu chuẩn điểm 0 được khuyến nghị là gì và có nên thực hiện quy trình này ở nhiệt độ quy trình thay vì nhiệt độ môi trường xung quanh không?
Đồng hồ đo chính xác trên bảng thông số kỹ thuật ở 20 độ không nhất thiết phải chính xác ở 45 độ và khoảng cách giữa hai số đó chính xác là nơi mà các vấn đề-điểm 0 có xu hướng ẩn giấu.
Câu hỏi thường gặp
Có thể khắc phục-điểm trôi bằng 0 chỉ bằng việc hiệu chỉnh lại không?
Đôi khi, việc hiệu chỉnh lại ở nhiệt độ sai chỉ là khắc phục lỗi chứ không loại bỏ được. Nếu độ lệch do nhiệt độ-điều khiển thì việc khắc phục cần phải giải quyết vấn đề bù trừ hoặc điều kiện lắp đặt chứ không chỉ là điều chỉnh-một lần về 0.
Nhiệt độ thay đổi bao nhiêu là đủ để gây ra sự dịch chuyển số 0 đáng chú ý?
Nó phụ thuộc vào thiết kế của đồng hồ và chất lỏng, nhưng sự dao động trong phạm vi 10–20 độ thường đủ để tạo ra độ lệch có thể đo được tính bằng mét mà không cần bù nhiệt độ chủ động, đặc biệt là ở tốc độ dòng chảy thấp.
Điều này có ảnh hưởng như nhau đến tất cả các lưu lượng kế điện từ không?
Không. Máy đo có vật liệu lớp lót/điện cực phù hợp, kích thích bằng sóng-vuông và-bù nhiệt độ tích hợp có khả năng chống trôi-do nhiệt độ về 0 cao hơn đáng kể so với các thiết kế cũ hoặc{4}}có chi phí thấp hơn.
Độ lệch điểm 0 có giống với độ lệch hiệu chuẩn không?
Không hẳn. Độ lệch hiệu chuẩn đề cập đến sự thay đổi độ chính xác tổng thể của đồng hồ đo trong phạm vi đo của nó, trong khi độ lệch điểm 0 ảnh hưởng đặc biệt đến đường cơ sở không có dòng chảy. Máy đo có thể có hiệu chuẩn ổn định ở mọi nơi ngoại trừ điểm 0.
Đồng hồ nên-về 0 ở nhiệt độ môi trường hay nhiệt độ xử lý?
Nhiệt độ xử lý, bất cứ khi nào có thể. Việc đặt đồng hồ đo trên băng ghế lạnh và sau đó lắp đặt nó trên đường dây nóng là một trong những nguyên nhân - phổ biến hơn và có thể tránh được - gây ra khiếu nại về độ lệch mà chúng tôi thấy.
Kích thước đường ống hoặc tốc độ dòng chảy có làm cho-sự chênh lệch nhiệt độ trở nên tồi tệ hơn không?
Không trực tiếp, nhưng những-máy đo có đường kính lớn hơn với diện tích bề mặt điện cực lớn hơn có thể nhạy cảm hơn phần nào với loại ứng suất cơ học được mô tả ở trên vì có nhiều vật liệu liên quan đến sự giãn nở. Đó là một lý do nữa để kiểm tra phương pháp kích thích và thiết kế bù trên các hệ thống lắp đặt lớn hơn thay vì giả sử bảng thông số kỹ thuật của đồng hồ đo nhỏ hơn áp dụng ở quy mô lớn.
suy nghĩ cuối cùng
Sự trôi dạt điểm 0-liên quan đến nhiệt độ không phải là một khiếm khuyết mà là một vấn đề vật lý mà thiết kế tốt hơn và cài đặt chính xác có thể giải quyết được vấn đề không-. Cơ chế này chạy qua ba kênh - ứng suất cơ học trên các điện cực, sự dịch chuyển độ dẫn chất lỏng và sự trôi dạt bên trong cuộn dây và thiết bị điện tử - và cả ba kênh đều phản ứng tốt với sự kết hợp phù hợp của vật liệu, phương pháp kích thích và mạch bù.
Nếu quy trình của bạn chạy chất lỏng trong phạm vi nhiệt độ rộng và bạn không chắc chắn rằng đồng hồ đo hiện tại - hoặc đồng hồ bạn sắp đặt hàng - được chế tạo để xử lý chất lỏng đó, hãy gửi cho chúng tôi chi tiết quy trình (loại chất lỏng, phạm vi nhiệt độ, kích thước ống và ứng dụng) và chúng tôi có thể giúp bạn khớp thông số kỹ thuật phù hợp trước khi vấn đề trở thành vấn đề tại hiện trường. Hãy liên hệ với nhóm của chúng tôi để được tư vấn.
Tài liệu tham khảo
[1] Artang, "Máy đo lưu lượng điện từ không ổn định điểm 0: Nguyên nhân và giải pháp."artang.com
[2] Artang, "Nguyên nhân và giải pháp cho điểm 0 bất thường của máy đo lưu lượng điện từ."artang.com
[3] Sisenchina, "Cách điều chỉnh điểm 0 của lưu lượng kế điện từ."sisenchina.com
[4] Bằng sáng chế Hoa Kỳ 5443552, "Máy đo lưu lượng điện từ và phương pháp đo tốc độ dòng điện từ".hình ảnh-ppubs.uspto.gov
[5] Bằng sáng chế Hoa Kỳ 4059014, "Máy đo lưu lượng điện từ".hình ảnh-ppubs.uspto.gov
[6] Flowmetertech, "Vấn đề trôi dạt bằng không và phương pháp xử lý của máy đo lưu lượng khối."lưu lượng kếtech.com
