电磁流量计量表的空管检测与报警

在讨论电磁流量计原理时，曾经提到一个测量的条件是需要导电液体充满测量管，这是因为不满管道的面积不确定，不能得到实际流过测量管的正确流量，反而还可能带来各种干扰信号。这种不真实的测量作为计量会引起贸易的纠纷，作为生产过程控制将造成调节与控制的失误。因此，在智能化电磁流量转换器中，常常设计空管检测电路，来报警传感器测量管道的非充满状态。

空管检测的方法很多，zui简单、可靠的空管检测是使用液位检测的方法。但是，这种方法需要在测量管上同时安装液位传感器。因此，会增加测量仪表的成本，带来安装上的麻烦。一般很少使用，即使用这种方法，也仅仅是用液位接点报警。下文以采用测量液体电导的方法介绍空管检测，一定程度上还可以表示液体的相对电导率。

图4-56所示是国产L-mag型电磁流量转换器中空管报警的原理框图。图中．E，是提供给测量电导电路的高频交流电源（v）；R是用于测量电导的分压电阻（Q）；Rx是表示电磁流zui传感器电极与流体间（信号地）的电阻，通常我们称信号内阻。Rx的大小与流体电导率d（单位是S/m，S=1／n）的关系是：

利用测电导率检测空管，有两点值得注意。首先，选择交流电源的频率应与流量信号频率有差别，并且不能在电极上出现附加极化电压。所以可以使用2000Hz的交流电源。其次，利用电极来检测空管状态，在时序七不可与流量信号的采样时序冲突。空管检测通常使用的时间是磁场波形的前沿向后，但来进入流量采样时间。电磁流量计流量信号采样时间是由波形的后沿向前，离开积分过渡区时段。

放大y．的电压与设置的闻值电压E相比较是一种单稳态的工作方式。考虑到测量流体介质的电导率应用范围比较宽，也就是电压v。的范围比较宽，单稳态的动态范围太大，会出现报警的不可靠。所以应用软件设置一个“空管量程修正”修正系数来调整放大器的增益，使检测到不同电导率的电压v、在经放大器I放大后，得到输出幅度比较接近的电压值。这一点与仪表测量的量程调节相似。由于v．与电导率呈反比，检测的电导比与电导率是非线性关系。所以，“空管量程修正”修正系数与显示的电导也是非线性的。这样，在不同“空茜量程修正”系数下，出现辅出、显示的电导率数值变化范围很大的现象，而阈值的设置范围有可能小于测量的电导比数值范围，因此很容易出现空管的误报警。

（l）空管量程修正

“空管zui稃修正”的值越大，检测显示的电导比越低；“空管量程修正”的值越小，检测显示的电导比越高。所以，对于商电导率的检测，要用小的“空管量程修正”值。对电磁流量计低电导率检测，则需要用高的“空管量程修正”值，以电导率高于50yS/crn左右的自来水的电导率为例，“空管量程修正”值设为1．oooo，检测的电导比全能满足阀值为999.9%的要求。对1二更高电导率，可以降低“空管量程修正“值或降低阈值，用以提高检测的灵敏度i而对于电导率低f50yS/cm的流体，则需要将“空管量程修正”值设大，比如说设为3.0000，同时将阈值设为999.9%。这时降低显示的电导比，使之小于阀值，防止有流体时误报警。

（2）实际检测设置

需要说明．图4-58的数据是在未接传输电缆情况下得到的。实际应用巾由于传输电缆的信号线与接地线存在分布电容，分布电容的容抗降低了V1．值。这样，在接有较长电缆情况下，显示的电导比会比实际的电导比低，刚此，实际空管检测的设置应该先在流体充满管道情况F调整“空管量程修正”值，使实际电导比硅示为适当值，然后按实测电导比的3~5倍的数值设置阈值。这样就可得到灵敏度和可靠性zui佳的设置。

（3）阈值设置

设置的阈值愈接近于测量的电导比，空管报警的灵敏度愈高；反之，报警灵敏度低，电磁流量计可靠性却很高。考虑到仪表能够正常、可靠地测量，不会出现误报警并切除显示和输出，所以设置的阈值应高于实际测量电导比值的3—5倍。

必须注意到，管道内的流体由满管状态向非满管状态转变的过程是比较缓慢的。这是冈为流体可能在管壁残留，电极附近的流体介质需要较长时间才能干净。为r适应这种情况，转换器的空管报警反应时间要长达数分钟。