一、流體非軸對稱流動引起的誤差問題
流體在管內流速為軸對稱分布時且在均勻磁場中電磁流量計電極上所產生的電動勢的大小與流體的流速分布無關與流體的平均流速成正比而非軸對稱流速分布時即每個流動質點相對于電極幾何位置的不同對電極所產生的感應電動勢的大小也不同越靠近電極速度大的質點所產生的感應電動勢越大因此必須保證流體流速為軸對稱。如管內流速為非軸對稱分布就會引起誤差。因此安裝電磁流量計時要盡可能保證前后直管段的要求以減小因流體分布所引起的誤差。
二、流體電導率降低引起的問題
電磁流量計所測流體電導率的降低將增加電極的輸出阻抗并且由轉換器輸入阻抗引起的負載效應而產生誤差因此在電磁流量計生產廠家的選用說明中都規(guī)定了電磁流量計應用流體的電導率的下限。
電極的輸出阻抗決定了轉換器所需的輸入阻抗的大小而電極輸出阻抗可認為流體的電導率和電極大小所支配。在理論分析時將電極作為點電極大小可以忽略實際上電極有一定大小當直徑為d的圓板電極與電導率為K的半無限展寬的流體接觸時其展寬電阻為1/2Kd因此如果管道直徑D>>d則電極的輸出阻抗為兩個展寬電阻之和即等于1/Kd。
電磁流量計一般測量的流體電導率下限為5µS/㎝～10µS/㎝所以若電極直徑為1㎝則電極的輸出阻抗就為1/Kd=100kΩ～200kΩ為使輸出阻抗的影響限制在0.1%以下轉換器的輸入阻抗應為200MΩ左右。
三、電磁流量計的勵磁技術問題
勵磁技術是電磁流量計測量性能的關鍵技術之一勵磁方式在實際應用上可分成交流正弦波勵磁、非正弦波交流勵磁和直流勵磁方式。
交流正弦波勵磁當交流電源電壓(有時是頻率)不穩(wěn)時磁場強度將有所改變所以電極間產生的感應電動勢也變動因而必須從傳感器取出對應于計算磁場強度的信號作為標準信號。這種勵磁方式易引起零點變動而降低其測量精度。
非正弦波交流勵磁是采用低于工業(yè)頻率的方波或三角波勵磁的方式可以認為產生恒定直流，周期性地改變極性的方式因這種勵磁電源穩(wěn)定故不必為除去磁場強度的變動而進行運算。
交流勵磁方式的主要問題是感應噪聲嚴重。直流勵磁方式則是在電極上的極化電位成了重要障礙。所以一定值的直流勵磁方式僅適用于非電解質(如液態(tài)金屬)液體的測量。
在測量自來水、源水等水溶液時一般采用周期性間歇的直流勵磁方式。間歇周期應選為交流電源周期的整數(shù)倍可消除交流電源頻率的噪聲排除了交流磁場的電渦流和直流磁場的極化干擾。
勵磁頻率降低零點穩(wěn)定性可以提高但儀表抗低頻干擾能力減弱響應速度慢如果勵磁頻率高則抗低頻干擾的能力增強但儀表的零點穩(wěn)定性降低。這一問題到二十世紀七十年代研究出了低頻矩形波(50Hz的1/2～1/32)解決了長期困擾電磁流量計的工頻干擾提高了零點穩(wěn)定性和測量精確度;二十世紀八十年代又出現(xiàn)了三值低頻矩形波勵磁技術(有50Hz的1/8為周期采用正弦規(guī)律變化的勵磁電流)具有更好的零點穩(wěn)定性解決了干擾電勢的影響但降低了響應速度并且在測量泥漿、紙漿等含固體顆粒和纖維流體及低導電率流體測量時會產生電噪聲(因流體摩擦電極使電極表面氧化膜剝離后又形成所致)使輸出信號擺動不穩(wěn);二十世紀八十年代末又針對這些問題推出了雙頻矩形波勵磁方式其勵磁波形由低頻(6.25Hz)矩形波和高頻(75Hz)矩形波疊加構成分別采樣與之相對應的流量信號,得到低頻和高頻特征的兩種信號經過處理后可再現(xiàn)實際流量的信號值。因此這種技術既具有低頻矩形波勵磁技術優(yōu)良的零點穩(wěn)定性又具有高頻矩形波勵磁技術對流體噪聲較強的抑制能力。
四、信號傳輸電纜長度問題
傳感器(即電極)與轉換器之間的連接電纜越短越好。但有些現(xiàn)場受安裝環(huán)境位置的限制轉換器與傳感器的距離較遠這時要考慮連接電纜的最大長度問題。傳感器與轉換器之間的連接電纜的最大長度又由電纜的分布電容和被測流體的電導率決定。
實際使用中當被測流體的電導率是在一定的范圍之間就決定了電極與轉換器之間電纜的最大長度。當電纜長度超過最大長度時由電纜分布電容引起的負載效應就成了問題。為防止這種情況發(fā)生使用雙芯兩層屏蔽電纜由轉換器提供低阻抗電壓源使內側屏蔽與芯線得到相同的電壓以形成屏蔽即使芯線與屏蔽之間有分布電容存在但芯線與屏蔽是同電位則兩者之間就無電流通過也無電纜的負載效應存在因此可延長信號電纜最大長度。另外還可用特殊信號傳輸電纜延長轉換器與傳感器之間的最大長度。
五、流量計傳感器接地問題
電磁流量計傳感器電極檢測的流量信號是毫伏級且以傳感器內流體的電位為基準的所以外來干擾對它的影響很大，因而良好的接地很大程度上決定著流量計的測量準確度。被測的流體本身作為電導體必須排除其他不相關的電磁干擾。電極檢測出的電勢信號不受外界寄生電勢的干擾。對傳感器應有良好的單獨接地線接地電阻小于10Ω。在連接傳感器的管道內若涂有絕緣層或是非金屬管道時傳感器兩側應裝有接地環(huán)。
六、流量計電極及襯里上附著物的影響
電磁流量計在測量含有附著沉淀物的流體時電極表面將受污染常常會引起零點的變動因此必須引起注意。零點變化和電極污染程度兩者的關系要進行定量分析比較困難但可以說電極直徑越小，所受的影響越少在使用中應注意電極的清污以防止沉淀物附著。
同樣在電磁流量計的襯里上附著沉淀物時產生的誤差Δε如果附著的厚度是一樣則可由式：Δε=1-2/[1+(Kω/Kf)+(1-Kω/Kf )×(1-2t/D)2]計算式中Kω、Kf分別為附著物和測量流體的電導率附著物厚度為t直徑為D。
若式中Kω和Kf相等則無誤差附著物的電導率較低時上式也成立但因為會增加電極的輸出阻抗因此受到限制如絕緣性沉淀物浸在流體中就是這種情況。相反如附著金屬粉末等因高電導率的附著層使感應電勢短路使電極輸出偏低造成負偏差。
在測量具有沉淀附著物的流體時除了選擇如陶瓷或聚四氟乙烯等難以附著沉淀的襯里外還應增加流體流速。如果在流體中均勻地含有氣泡則測量的是包括氣泡的體積流量并且使所測流量值不穩(wěn)定而引起誤差。由此在選用電磁流量計特別是大口徑電磁流量計時應考慮今后對傳感器的電極及襯里的維護問題。
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