流量传感器

　　一前言

在人们印象中电磁流量计受迎流流速分布廓形影响较小，从而对前置直管长度等安装要求相对较低。这是由于上世纪50~60年代电磁流量计发展初期，较小口径流量传感器测量管长度较长，本身就已起到将畸变流动状态调整为充分发展，因此初期也就不提前置直管段长度的要求，且初期仪表精确度较低，基本误差普遍为±（1.5~2.5）%Fs（满度值），即使有流动畸变影响亦仅为基本误差的几分之一，问题并不凸显。

随着电磁污水流量计的发展，口径从中小发展到1m以上国内生产已有达到3m，同时流量传感器的设计优化，日趋轻巧小型化。使当前电磁流量传感器与管道连接面间长度仅为口径（D）的1.25-2.5倍，精确度普遍提高，基本误差为±0.5%R（测量值），于是人们感到要规定设置前直管段长度的需要。国际标准化组织1991年颁布IS09104《封闭管道液体流量测量—液体电磁流量计的性能评定方法》中规定：作流量校准时连接流量计管道内径不得小于流量传感器内径，不得大于传感器内径的3%；安装在传感器电极轴中心离任何上游扰动至少10D后和下游扰动5D前的直管段中，在使用安装时各仪表制造厂也普遍规定与上游扰动件相距≥5D的要求。

近年用标准表法实流校准流量仪表盛行，而很多水流量校准装置用高精确度电磁流量计作标准表，其精确度等级通常为0.5级，也有高达0.2~0.3级者。用作标准表的电磁流量计安装要求则更为严格，不能按一般使用电磁流量计安装要求对待之。某些仪表制造厂对于0.3级精确度的仪表甚至规定流量传感器前后各接装一段直管，组合一起后校准，若经拆卸重装，必须重新校准。

二实验

实验对象是口径50mm的电磁污水流量计，其进口连接有三组管道，内径分别是50mm、55mm和45mm，其中55mm和45mm形成的进口台肩，已超过ISO9104的规定，连接管内径分别大于或小于流量传感器内径10%。流量传感器测量管接上连接管道，其中心线与管道中心线分别为同心、垂直和水平两种偏心，偏心3mm（仪表内径的6%）。电磁流量计是在定型仪表加长测量管改装而成的，在测量管两端水平与垂直方向各开两个30mm×3mm窥察窗，以便用激光多普勒测速仪测量流速分布。测量管橡胶衬里进口有半径7.5mm圆弧过渡。

三讨论

（1）偏心对流量测量值的影响

接管水平偏心破坏了测量管内流速分布对电极中心线的上下对称性。若部分遮盖进口，使下半部分流速相对变缓，上半部分相对变快。若垂直偏心，部分遮盖右边进口使右边流速相对变缓，左边相对变快。从图2连接管内径与流量传感器测量管相同时，偏心与同心相比误差正向变化，水平偏心时变化为+（0.1~0.15）%，垂直偏心时误差变化较大，为+（0.45~0.6）%。

（2）接口台肩对流量测量值的影响

进口连接管内径小于流量传感器测量管内径时，成为突扩管。液体进入测量管如图5所示形成一股流束，被分界面与其余部分介质分开，它分散并旋卷成强烈旋涡，成为旋涡涡流。随着流向下游旋涡逐渐消失，流束扩展到整个截面。若电极位置在旋涡涡流区内，就要影响流量测量值。