電磁流量計在應用中除了受周?chē)h(huán)境條件,電磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)等因素產(chǎn)生的噪聲影響外,被測介質(zhì)的流體噪聲也是非常重要的影響因素。流體噪聲是一種直流極化電壓,在低頻矩形波勵磁方式中尤為突出,常有漿液噪聲、流動(dòng)噪聲和流速噪聲。
電磁流量計出現流體噪聲的原因如下:
1.不銹鋼電極的耐腐蝕是在其表面具有一個(gè)極薄的鈍化層,使得電化學(xué)反應達到平衡狀態(tài)。流體中的固體物撞擊電極,使得電極表面鈍化層被破壞,失掉電化學(xué)平衡。而金屬材料與流體介質(zhì)接觸具有重新恢復生成表面鈍化層保持電化學(xué)平衡的能力。在達到點(diǎn)化學(xué)平衡期間,金屬和流體中的游離離子在信號電場(chǎng)作用下不斷進(jìn)行著(zhù)電化學(xué)反應。固體顆粒撞擊電極,不斷破壞保護的鈍化層;電化學(xué)反應又反復生成鈍化層,于是形成了電極間的電位不斷大幅地度變化,這種變化的電位造成流量信號中的流體噪聲。這種情況也即電磁流量計中通常講的漿液噪聲。理論和實(shí)踐表明,影響電化學(xué)反應信號電場(chǎng)變化的頻率升高,可使流體噪聲幅度迅速下降,這就是高頻勵磁和雙頻勵磁可以解決漿液測量的原因。
2.流體摩擦襯里和電極,流體中發(fā)生的正、負離子從電解質(zhì)流體中分離。襯里和電極表面越粗糙,游離的離子濃度就越高。受電極信號電場(chǎng)的作用,一部分離子會(huì )向電極移動(dòng),形成噪聲電壓,這種噪聲被稱(chēng)為流動(dòng)噪聲。流動(dòng)噪聲在低電導率測量時(shí)表現比較突出。流動(dòng)噪聲與外電場(chǎng)強度有關(guān),高流速時(shí)感應信號越大,噪聲幅度也越大,輸出就會(huì )很不穩定。
3.流體電導率和pH值的急劇變化也會(huì )形成流動(dòng)噪聲,不同介質(zhì)在不均勻混合時(shí),流體中容易分離出正、負離子,受電極信號電場(chǎng)的作用,一部分離子會(huì )向電極移動(dòng),形成了流動(dòng)噪聲電壓,造成輸出的不穩定。
4.由于高流速流動(dòng)流體靠近襯里和電磁流量計電極部位的層流邊界層厚度變得很薄,襯里和電極的粗糙度高度突破了流速層流邊界層的厚度,流體撞擊這部分粗糙度高度,發(fā)生流速發(fā)散和突變。有一部分與測量管中心軸方向相同(或相反)的流速分量,受信號權重函數的作用,對電極信號產(chǎn)生了很大影響,形成了大的正誤差,這就是流速噪聲。
可見(jiàn)流體噪聲中的流動(dòng)噪聲和流速噪聲與測量管的襯里和電極表面粗糙度直接有關(guān),極化電壓產(chǎn)生的漿液噪聲與電極表面粗糙度也有很大關(guān)系。