電磁流量計的空管檢測與報警

　　在討論電磁流量計原理時，曾經提到一個測量的條件是需要導電液體充滿測量管，這是因為不滿管道的面積不確定，不能得到實際流過測量管的正確流量，反而還可能帶來各種干擾信號。這種不真實的測量作為計量會引起貿易的糾紛，作為生產過程控制將造成調節與控制的失誤。因此，在智能化電磁流量轉換器中，常常設計空管檢測電路，來報警傳感器測量管道的非充滿狀態。
　　
　　空管檢測的方法很多，簡單、可靠的空管檢測是使用液位檢測的方法。但是，這種方法需要在測量管上同時安裝液位傳感器。因此，會增加測量儀表的成本，帶來安裝上的麻煩。一般很少使用，即使用這種方法，也僅僅是用液位接點報警。下文以采用測量液體電導的方法介紹空管檢測，一定程度上還可以表示液體的相對電導率。　　
　　圖4-56所示是國產L-mag型電磁流量轉換器中空管報警的原理框圖。圖中．E，是提供給測量電導電路的高頻交流電源（v）；R是用于測量電導的分壓電阻（Q）；Rx是表示電磁流傳感器電極與流體間（信號地）的電阻，通常我們稱信號內阻。Rx的大小與流體電導率d（單位是S/m，S=1／n）的關系是：
　　
　　利用測電導率檢測空管，有兩點值得注意。首先，選擇交流電源的頻率應與流量信號頻率有差別，并且不能在電極上出現附加極化電壓。所以可以使用2000Hz的交流電源。其次，利用電極來檢測空管狀態，在時序七不可與流量信號的采樣時序沖突。空管檢測通常使用的時間是磁場波形的前沿向后，但來進入流量采樣時間。電磁流量計流量信號采樣時間是由波形的后沿向前，離開積分過渡區時段。
　　
　　放大y．的電壓與設置的聞值電壓E相比較是一種單穩態的工作方式。考慮到測量流體介質的電導率應用范圍比較寬，也就是電壓v。的范圍比較寬，單穩態的動態范圍太大，會出現報警的不可靠。所以應用軟件設置一個“空管量程修正”修正系數來調整放大器的增益，使檢測到不同電導率的電壓v、在經放大器I放大后，得到輸出幅度比較接近的電壓值。這一點與儀表測量的量程調節相似。由于v．與電導率呈反比，檢測的電導比與電導率是非線性關系。所以，“空管量程修正”修正系數與顯示的電導也是非線性的。這樣，在不同“空茜量程修正”系數下，出現輔出、顯示的電導率數值變化范圍很大的現象，而閾值的設置范圍有可能小于測量的電導比數值范圍，因此很容易出現空管的誤報警。
　　
　　（l）空管量程修正
　　
　　“空管稃修正”的值越大，檢測顯示的電導比越低；“空管量程修正”的值越小，檢測顯示的電導比越高。所以，對于商電導率的檢測，要用小的“空管量程修正”值。對電磁流量計低電導率檢測，則需要用高的“空管量程修正”值，以電導率高于50yS/crn左右的自來水的電導率為例，“空管量程修正”值設為1．oooo，檢測的電導比滿足閥值為999.9%的要求。對1二更高電導率，可以降低“空管量程修正“值或降低閾值，用以提高檢測的靈敏度i而對于電導率低f50yS/cm的流體，則需要將“空管量程修正”值設大，比如說設為3.0000，同時將閾值設為999.9%。這時降低顯示的電導比，使之小于閥值，防止有流體時誤報警。
　　
　　（2）實際檢測設置
　　
　　需要說明．圖4-58的數據是在未接傳輸電纜情況下得到的。實際應用巾由于傳輸電纜的信號線與接地線存在分布電容，分布電容的容抗降低了V1．值。這樣，在接有較長電纜情況下，顯示的電導比會比實際的電導比低，剛此，實際空管檢測的設置應該先在流體充滿管道情況F調整“空管量程修正”值，使實際電導比硅示為適當值，然后按實測電導比的3~5倍的數值設置閾值。這樣就可得到靈敏度和可靠性佳的設置。
　　
　　（3）閾值設置
　　
　　設置的閾值愈接近于測量的電導比，空管報警的靈敏度愈高；反之，報警靈敏度低，電磁流量計可靠性卻很高。考慮到儀表能夠正常、可靠地測量，不會出現誤報警并切除顯示和輸出，所以設置的閾值應高于實際測量電導比值的3—5倍。
　　
　　必須注意到，管道內的流體由滿管狀態向非滿管狀態轉變的過程是比較緩慢的。這是岡為流體可能在管壁殘留，電極附近的流體介質需要較長時間才能干凈。為r適應這種情況，轉換器的空管報警反應時間要長達數分鐘。