電磁流量計使用的研究
更新時間：2016-05-21 點擊次數(shù)：3470次
| 一、電磁流量計的優(yōu)缺點 1.優(yōu)點 （1）電磁流量計的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管 。因不易阻塞 。適用于測量含有固體顆?div id="jfovm50" class="index-wrap">；蚶w維的液固二相流體 。如紙漿 、煤水漿、礦漿 、泥漿和污水等。 （2）電磁流量計不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失 。儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力 。節(jié)能*。對于要求低阻力損失的大管徑供水管道zui為適合 。 （3）電磁流量計所測得的體積流量 。實際上不受流體密度、黏度 、溫度 、壓力和電導(dǎo)率（只要在某閾值以上）變化的明顯影響。 （4）與其他大部分流量儀表相比 。前置直管段要求較低 。 （5）電磁流量計測量范圍度大。通常為20∶1～50∶1 ?div id="jfovm50" class="index-wrap">？蛇x流量范圍寬。滿度值液體流速可在（0.5～10）m/s內(nèi)選定 。有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴大和縮小流量（例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù)） 。不必取下作離線實流標(biāo)定 。電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬 。從幾毫米到3m?div id="d48novz" class="flower left"> ？蓽y正反雙向流量 。也可測脈動流量（只要脈動頻率低于激磁頻率很多）。儀表輸出本質(zhì)上是線性的 。 2. 缺點 （1）電磁流量計不能測量電導(dǎo)率很低的液體 。如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體 、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體 。 （2）通用型電磁流量計由于受襯里材料和電氣絕緣材料的限制。不能用于較高溫度的液體 ；某些型號儀表用于低于室溫的液體的測量時 。會因測量管外凝露（或霜）而破壞絕緣。 二 、應(yīng)用概況 1. 應(yīng)用領(lǐng)域 大口徑儀表多應(yīng)用于給排水工程 。中小口徑儀表常用于固液兩相等難測流體或高要求場所。如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液 、有色冶金業(yè)的礦漿 、選煤廠的煤漿 、化學(xué)工業(yè)的強腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏。長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制 。小口徑 、微小口徑儀表常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè) 、生物工程等有衛(wèi)生要求的場所 。 2. 準(zhǔn)確度等級和功能 市場上通用型電磁流量計的性能有較大差別。有些準(zhǔn)確度高 、功能多 。有些準(zhǔn)確度低、功能簡單 。準(zhǔn)確度高的儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）R 。準(zhǔn)確度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）R。兩者價格相差1～2倍 。因此測量準(zhǔn)確度要求不高的場所（例如非貿(mào)易核算僅以控制為目的 。只要求高可靠性和優(yōu)良重復(fù)性的場所）。選用高精度儀表從經(jīng)濟角度考慮是不合算的 。 有些型號儀表聲稱有更高的準(zhǔn)確度 。基本誤差僅（±0.2%～±0.3%）R 。但有嚴格的安裝要求和參比條件 。例如環(huán)境溫度為20℃～22℃。前后置直管段長度要求分別大于10D 、3D（通常為5D 、2D）。甚至提出流量傳感器要與前后置直管組成一體在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上作實流校準(zhǔn) 。以減少夾裝不善的影響 。 市場上的電磁流量計的功能差別也很大。簡單的只用于測量單向流量 。只輸出模擬信號帶動后位儀表 ；多功能儀表有測雙向流、量程切換 、上下限流量報警 、空管和電源切斷報警、小信號切除 、流量顯示和總量計算 、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態(tài)等 。 3. 流速 、滿度流量 、范圍度和口徑 選定儀表口徑不一定與管徑相同。應(yīng)視流量而定 。流程為工業(yè)輸送水等黏度不同的液體 。管道流速一般是經(jīng)濟流速（1.5～3）m/s。電磁流量計用在這樣的管道上 。傳感器口徑與管徑相同即可 。 電磁流量計滿度流量時液體流速可在（1～10）m/s范圍內(nèi)選用。且范圍是比較寬的 。上限流速在原理上是不受限制的 。然而通常建議不超過5m/s。除非襯里材料能承受液流沖刷 。實際應(yīng)用很少超過7m/s 。超過10m/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為1m/s 。有些型號儀表則為0.5m/s 。有些新建工程運行初期流量偏低或在流速偏低的管系。從測量準(zhǔn)確度角度考慮 。儀表口徑應(yīng)改用小管徑 。以異徑管連接。 用于易黏附 、沉積 、結(jié)垢等流體的測量時。選用流速不低于2m/s的流量計 。提高到（3～4）m/s或以上 。起到自清掃 、防止黏附沉積等作用 。用于礦漿等磨耗性強的流體。常用流速應(yīng)低于（2～3）m/s 。以降低對襯里和電極的磨損 。 測量接近閾值的低電導(dǎo)液體時。應(yīng)盡可能選定較低流速（小于0.5m/s～1m/s）的流量計 。因流速提高流動噪聲會增加 。而出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。 電磁流量計的范圍度是比較大的 。通常不低于20 。帶有量程自動切換功能的儀表?div id="m50uktp" class="box-center"> ？沙^50～100 。國內(nèi)可以提供的定型產(chǎn)品的口徑從10mm到3000mm 。雖然實際應(yīng)用還是以中小口徑居多。但與大部分其他原理的流量儀表（如容積式 、渦輪式 、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等）相比。大口徑儀表占有較大比重 。某企業(yè)近萬臺儀表中 。50mm以下小口徑、（65～250）mm中口徑 、（300～900）mm大口徑 、1000mm以上超大口徑分別占37%、45% 、15%和3% 。 4. 液體電導(dǎo)率 使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的。不能低于閾值（即下限值） 。電導(dǎo)率低于閾值會產(chǎn)生測量誤差直至不能使用 。超過閾值即使變化也可以測量。示值誤差變化不大 。通用型電磁流量計的閾值在（10 -4～5×10 -6）S/cm之間 。視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間的流量信號線長度及其分布電容 。制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對應(yīng)的信號線長度 。非接觸電容耦合大面積電極的儀表。則可測電導(dǎo)率低至5×10 -8S/cm的液體 。 工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm 。酸、堿 、鹽液的電導(dǎo)率在（10 -4～10 -1）S/cm之間 。低度蒸餾水為10 -5S/cm。因此 。流量計的使用均不存在問題 。但是。石油制品和有機溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用 。從資料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低 。認為不能使用。然而實際工作中會遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實例 。這類雜質(zhì)對增加電導(dǎo)率有利 。對于水溶液。資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實驗室測得的。實際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比 。電導(dǎo)率將比查得的要高 。也有利于流量測量。 根據(jù)使用經(jīng)驗 。實際應(yīng)用的液體電導(dǎo)率要比儀表制造廠規(guī)定的閾值至少大一個數(shù)量級 。因為制造廠儀表規(guī)范規(guī)定的閾值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的zui低值。其受到一些使用條件的限制 。如電導(dǎo)率均勻性 、連接信號線、外界噪聲等 。會出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象等 。我們在測量低度蒸餾水或去離子水（其電導(dǎo)率接近閾值5×10 -6S/cm）時。就多次遇到使用時出現(xiàn)輸出晃動的現(xiàn)象 。 5. 液體中含有混入物 混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作 。但測得的是含氣泡體積的混合體積流量；如氣體含量增加到形成彈（塊）狀流 。因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時斷開 。出現(xiàn)輸出晃動甚至不能正常工作的現(xiàn)象。 含有非鐵磁性顆?div id="d48novz" class="flower left"> ；蚶w維的固液兩相流體同樣可測得兩相的體積流量 。固體含量較高的流體（如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿 、紙漿等）實際上已屬非牛頓流體 。由于固體在載體液中一起流動。兩者之間有滑動 。速度上有差別 。單相液體校驗的儀表用于固液兩相流體測量時會產(chǎn)生附加誤差。 當(dāng)漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電極表面時 。在頻率較低的矩形激磁的電磁流量計中會產(chǎn)生尖峰狀漿液噪聲 。使流量信號不穩(wěn)。這時就要選用較高頻率的儀表或有較強抑制漿液噪聲能力的儀表 。也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表 。 含有鐵磁性物質(zhì)的流體對通常的電磁流量計。因測量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的不同含量而變化 。會產(chǎn)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈補償?shù)碾姶帕髁坑?div id="4qifd00" class="flower right"> ?div id="4qifd00" class="flower right"> ？蓽p小混入鐵磁體的影響。 對含有礦石顆粒的礦漿應(yīng)用。應(yīng)注意對傳感器襯里的磨損程度 。測量管內(nèi)徑擴大會產(chǎn)生附加誤差 。這種場合應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里。同時建議傳感器安裝在垂直管道上 。使管道磨損均勻 。消除水平安裝下半部局部磨損嚴重的缺點。也可以在傳感器進口端加裝噴嘴形護套 。相對延長使用期 。 三、安裝使用注意事項 1. 使用時應(yīng)注意的一般事項 液體應(yīng)具有測量所需的電導(dǎo)率 。并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻 。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導(dǎo)率不均勻的場所。例如其上游附近加入藥液 。加液點設(shè)于傳感器下游 。使用時傳感器測量管必須充滿液體（非滿管型例外）。有混合時 。其分布應(yīng)大體均勻 。液體應(yīng)與地同電位。且必須接地 。工藝管道用塑料等絕緣材料時 。輸送液體產(chǎn)生的摩擦靜電等。會造成液體與地之間的電位差 。 2. 流量傳感器安裝 （1）安裝場所 通常 。電磁流量傳感器的外殼防護等級為IP65（GB4208-1993《電器產(chǎn)品外殼防護試驗標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的防塵防噴水級）。對安裝場所有以下要求： ①測量混合相流體時 。選擇不會引起相分離的場所 ；測量兩組分液體時。避免裝在混合尚未均勻的下游 ；測量化學(xué)反應(yīng)管道時 。要裝在反應(yīng)充分完成段的下游。 ②盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓 。 ③選擇震動小的場所 。特別對一體型儀表。 ④避免附近有大電機 、大變壓器等 。以免引起電磁場干擾。 ⑤易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所 。 ⑥盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體 。 ⑦環(huán)境溫度在-25℃/-10℃～50℃/600℃范圍內(nèi)。一體形結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件。范圍要窄些 。 ⑧環(huán)境相對濕度在10%～90%范圍內(nèi) 。 ⑨盡可能避免受陽光直射。 ⑩避免雨水浸淋 。不會被水浸沒 。 如果防護等級是IP67（防塵防浸水級）或IP68（防塵防潛水級）。則無需⑧ 、⑩兩項要求 。 （2）直管段長度要求 為確保測量的準(zhǔn)確性。電磁流量傳感器上游也要有一定長度的直管段 。但其長度與大部分其他流量儀表相比要求較低 。彎頭、T形管 、同心異徑管 、全開閘閥后通常認為只要離電極中心線（不是傳感器進口端連接面）5倍直徑（5D）長度的直管段。不同開度的閥則需10D ；下游直管段為（2～3）D或無要求 ；但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內(nèi)。 （3）安裝位置和流動方向 傳感器安裝方向水平 、垂直或傾斜均可 。不受限制。但測量固液兩相流體垂直安裝 。自下而上流動 。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重。低流速時固相沉淀等缺點 。 水平安裝時要使電極軸線平行于地平線 。不要垂直于地平線。因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋 。頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面 。使輸出信號波動。 （4）旁路管應(yīng)便于清洗連接和預(yù)置入孔 為便于在工藝管道繼續(xù)流動和傳感器停止流動時檢查和調(diào)整零點 。應(yīng)裝旁路管 。但大管徑管系因受投資和空間位置的限制。往往不易辦到 。根據(jù)電極污染程度來校準(zhǔn)測量值 。或確定一個不影響測量值的污染程度來判斷基準(zhǔn)是困難的 。除前文所述 。采用非接觸電極或帶清除裝置電極的儀表 ?div id="d48novz" class="flower left"> ？山鉀Q一些問題外 。有時還需要清除內(nèi)壁附著物。不卸下傳感器就地清除 。 對于管徑大于（1.5～1.6）m的管系在電磁流量計附近管道上 。預(yù)置入孔。以便管系停止運行時清洗傳感器測量管內(nèi)壁 。 （5）負壓管系的安裝 氟塑料襯里傳感器須謹慎地應(yīng)用于負壓管系 ；正壓管系應(yīng)防止產(chǎn)生負壓。例如液體溫度高于室溫的管系 。關(guān)閉傳感器上下游截止閥停止運行后 。流體冷卻收縮會形成負壓。應(yīng)在傳感器附近裝負壓防止閥 。有制造廠規(guī)定PTFE和PFA塑料襯里應(yīng)用于負壓管系的壓力可在200C 、1000C、1300C時使用的壓力必須分別大于27kPa 、40kPa 、50kPa。 （6）接地 傳感器必須單獨接地（接地電阻應(yīng)在100Ω以下） 。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè) 。轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護管道上 。除了傳感器和接地環(huán)一起接地外 。還要用較粗銅導(dǎo)線（16mm2）繞過傳感器跨接管道兩連接法蘭上。使陰極保護電流在傳感器之間隔離 。
有時候雜散電流過大
。如電解槽沿著電解液的泄漏電流影響電磁流量計正常測量。則可采取在流量傳感器與其連接的工藝之間加電氣隔離的辦法 。同樣 。在有陰極保護的管線上。陰極保護電流影響電磁流量計測量時 。也可以采取本方法 。 3. 轉(zhuǎn)換器安裝和連接電纜 一體型電磁流量計不單獨安裝轉(zhuǎn)換器；分離型轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室 。場所選擇余地較大 。環(huán)境條件比傳感器好些。其防護等級是IP65或IP64（防塵防濺水級） 。安裝場所的要求與第2節(jié)之（1）中③ 、④ 、⑥、⑧ 、⑨ 、⑩各條相同。環(huán)境溫度受電子件限制 。使用溫度范圍比⑦條規(guī)定所列要窄些 。 轉(zhuǎn)換器和傳感器間距離受制于被測介質(zhì)電導(dǎo)率和信號電纜型號。即電纜的分布電容 、導(dǎo)線截面和屏蔽層數(shù)等 。要用制造廠隨儀表所附（或規(guī)定型號）的信號電纜。電導(dǎo)率較低 、液體和傳輸距離較長時 。也有規(guī)定用三層屏蔽電纜的。一般儀表的使用說明書對不同電導(dǎo)率液體給出相應(yīng)的傳輸距離范圍 。單層屏蔽電纜用于工業(yè)用水或酸堿液時通?div id="m50uktp" class="box-center"> ？蓚魉偷木嚯x為100m。 為了避免干擾信號 。信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內(nèi) 。但不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。 |
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