工業控(kòng)制中電磁流量(liang)計的選型及應(yīng)用

引言

      電磁流量計(ji)有一系列優良(liang)特性，可以解決(jue)其它流量計不(bu)易應用的問題(tí)，如髒污流、腐蝕(shí)流的測量。在電(diàn)磁🆚流量計選📱型(xing)、安裝和使用方(fāng)面有一些技巧(qiao)和注意事項，根(gen)據實際應用經(jīng)驗對這些🐉問題(tí)進行分析和讨(tǎo)論。

1. 電磁流(liu)量計的優缺點(dian)

     與其它流(liu)量計相比，電磁(cí)流量計具有下(xià)列優點：

    (1) 由(you)于測量通道是(shì)一段光滑直管(guan)，不會發生阻塞(sai)，因🐪此，适🏃🏻用🔞于👈測(cè)量含固體顆粒(li)的液固二相流(liú)體，如紙漿、泥漿(jiang)、污水等。

    (2) 不(bu)産生流量檢測(ce)所造成的壓力(li)損失，節能效果(guǒ)好🤩。

    (3) 所測的(de)體積流量受流(liú)體密度、粘度、溫(wen)度、壓力和電導(dǎo)率♉變化的影響(xiang)小。

    (4) 流量測(ce)量範圍度大，量(liàng)程比可高達 L l000可選流量範(fan)圍寬，液體流速(su)一般可在 0.5--1 0m/s内選定。有些型(xing)号儀表可在現(xiàn)場根據需要擴(kuo)大和縮小✨流量(liang)測量範圍，而不(bú)必拆下儀表進(jin)行離線實流标(biao)定。

    (5) 電磁流(liú)量計的口徑範(fan)圍比其他品種(zhong)流量儀表寬，從(cong)幾毫米到 3m;可測正反雙向(xiàng)流量；也可測脈(mò)動流量（隻要脈(mò)動頻率低于激(ji)📐磁頻率很多）；儀(yi)表輸出本質上(shang)是線性的。

    (6) 可應用于腐蝕(shi)性流體的測量(liàng)。

    (7) 與其它流(liú)量計相比，電磁(cí)流量計所需直(zhi)管段較短。

    但電磁流量計(ji)也存在以下缺(que)點：

    (1) 不能測(cè)量電導率很低(di)的液體．如石油(you)制品。

    (2) 不能(neng)測量氣體、蒸汽(qi)和含有較大氣(qi)泡的液體。

    (3) 由于襯裏材料(liào)和電氣絕緣材(cái)料的限制，通用(yong)型電磁流量計(ji)不适用于較高(gāo)溫度。

    (4) 投資(zi)相對較高，特别(bie)是大口徑流量(liang)的測量。

2. 電(dian)磁流量計的選(xuan)型

    電磁流(liu)量計選型時應(ying)注意以下事項(xiang)：

    (1) 液體電導(dǎo)率應高于允許(xu)的下限。各制造(zao)廠商生産的産(chǎn)品對♊電導率下(xia)限值有不同的(de)數值，目前，一般(bān)電磁流量計不(bú)能測量電導率(lǜ)低于 5μS/cm的液(yè)體流量。

    (2) 液(ye)體流速應在流(liu)量計規定的範(fàn)圍内。一般電磁(cí)流量計所測流(liú)體平均流速應(yīng)在 1-10m/s範圍内(nei)，部分廠家産品(pin)的流速範圍可(ke)在 0.3-12m/s如西尼(ni)爾 SINIER的電磁(ci)流量計。若被測(cè)液體流速太低(dī)，可以考慮加裝(zhuāng)🏃‍♂️異徑管，使流速(sù)控制在規定範(fàn)圍内。爲減小加(jiā)裝異徑管造成(chéng)壓力損失和影(ying)響流速分布，要(yào)求異徑管中心(xīn)錐角不超過 15。，而且越小越(yue)好。

    (3) 電極形(xing)式的選擇。通常(cháng)，不産生結晶、結(jié)疤、不沾污電極(jí)的流㊙️體介🤞質可(ke)選标準電極；對(duì)有污泥等沾污(wū)電📱極的應用場(chang)合。

    (4) 襯裏和(he)電極材料的選(xuǎn)擇。根據液體的(de)腐蝕性選用合(hé)💚适🧡的❓襯裏和電(dian)極材料。可查有(you)關材料的防腐(fu)蝕手冊選定電(dian)極材料；耐混酸(suān)等成分複雜的(de)介質，應做挂片(pian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻試驗。應根據被(bèi)測介質的腐蝕(shi)性，磨損性及溫(wēn)度來選🎯擇電磁(cí)流量計的襯裏(li)材料。

    (5) 滿足(zú)直管段的要求(qiú)和接地要求。從(cóng)電極軸線開始(shi)測量，一般入口(kou)直管段不小于(yu) 5D(直徑 )，出口直管段不(bú)小于 3D。爲使(shǐ)儀表可靠工作(zuo)，提高測量精度(dù)，不受外界寄生(shēng)電勢的幹擾🚩，電(diàn)磁流量計的傳(chuán)感器應良好地(di)單獨接地。

    (6) 機型的選擇。根(gēn)據安裝、使用和(hé)維護條件，選用(yòng)檢測和變送部(bu)分組合在一起(qi)的一體型或分(fen)體型電磁流量(liang)計。

    (7) 儀表防(fang)護等級的選擇(zé)。按照國标 GB420 8-8規定的應用環(huán)境，選用儀表外(wài)殼防護等級。例(li)如， IP65爲防噴(pen)水型，它允許水(shui)從任何方向對(dui)儀表噴水，儀表(biǎo)仍能正常工作(zuo)； IP67爲防浸水(shui)型，它允許儀表(biao)短時間内全部(bù)浸入水中🔴仍🔞能(néng)正常工作。

    (8) 儀表安裝位置(zhì)的選擇。由于電(diàn)磁流量計不能(néng)在不滿管♉或空(kong)管情況下工作(zuo)，所以應保證測(cè)量管在所有時(shi)間内💋必須*注滿(man)介質。

3. 電磁(cí)流量計的安裝(zhuang)

    安裝時應(ying)注意以下事項(xiang)：

    (1) 液體應具(ju)有測量所需的(de)電導率，并要求(qiú)電導率分布❗大(da)✔️體上👅均勻。因此(cǐ)流量傳感器安(ān)裝要避開容易(yi)産生電導率不(bu)均勻的場所，例(li)如其上遊附近(jìn)加入藥液，加📞液(ye)點設于傳感器(qì)下遊；液體有混(hùn)合時，其分布應(ying)大體均勻。

    (2) 使用時傳感器(qi)測量管必須充(chōng)滿液體（非滿管(guǎn)型例☂️外）。

    (3) 液(yè)體應與地同電(diàn)位。當工藝管道(dào)是塑料等絕緣(yuan)材料時🌈，輸送液(ye)🙇🏻體會産生摩擦(cā)靜電，造成液體(ti)與地間有電位(wèi)差，爲此✊需良✔️好(hao)接地。

3. 1 流量(liang)傳感器的安裝(zhuāng)

3.1.1 安裝場所(suǒ)

    電磁流量(liàng)傳感器對安裝(zhuang)場所有以下要(yào)求：

    (1) 測量混(hun)合相流體時，應(ying)選擇不會引起(qi)相分離的場所(suǒ)安☎️裝傳感器；測(ce)量雙組分液體(ti)時，傳感器應避(bi)免裝在🔞混合尚(shàng)未均勻的下遊(you)；測量化學反應(ying)物料時，傳感器(qi)應安裝在反應(yīng)充分完🈲成段的(de)下遊。

    (2) 盡量(liang)避免測量管内(nei)形成負壓。

    (3) 安裝位置應選(xuǎn)擇震動小的場(chǎng)所，特别是一體(tǐ)型儀♊表❓。

    (4) 遠(yuǎn)離大電機、大變(bian)壓器等，避免引(yǐn)入電磁幹擾

    (5) 選擇易于實(shí)現傳感器單獨(dú)接地的位置。

    (6) 盡可能遠離(li)腐蝕性氣體。

    (7) 環境溫度應(ying)在儀表允許範(fan)圍内，一體型儀(yi)表受結構㊙️影響(xiǎng)，對🌐安裝環境溫(wēn)度的要求更高(gāo)。

    (8) 環境相對(dui)濕度應在儀表(biǎo)允許範圍内。

    (9) 犀可能避免(mian)受陽光直照，必(bì)要時加防護罩(zhao)。

    (10) 儀表防護(hù)等級應滿足應(ying)用要求。

3.1.2 直(zhi)管段長度要求(qiú)

      根據儀表(biao)精度要求，電磁(ci)流量傳感器上(shàng)遊通常需有 5 D的直管段，下(xia)遊是 3 D的直(zhi)管段。

3.1.3 安裝(zhuang)位置和流動方(fāng)向

      傳感器(qi)安裝方向水平(píng)、垂直或傾斜均(jun)可，不受限制。測(cè)量固、液兩相流(liu)體垂直安裝，自(zi)下而上流動。可(ke)防🔞止水平安裝(zhuāng)時🈲襯裏♻️下半部(bù)局部磨損嚴重(zhong)，低流速時固相(xiàng)沉澱等缺點。水(shui)平安裝時要使(shi)電極軸線平行(háng)于地平線，如果(guǒ)電🔅極軸線垂直(zhí)于地平線，則處(chu)于底部的電極(jí)易被沉積物覆(fù)蓋，頂部的電極(ji)易被液🙇🏻體中夾(jiá)帶的氣泡覆蓋(gài)電極表❄️面，造成(chéng)輸出信号波💯動(dòng)。圖 1所示管(guǎn)系中， c、 d爲适宜位置； a、 b、 e爲(wèi)不宜位置， b處可能液體不(bu)充滿， a、 e處易積聚氣體(ti)，且 e處傳感(gan)器後管段短也(yě)有可能不充滿(mǎn)。對于固、液兩㊙️相(xiang)🛀🏻流， c處亦是(shì)不适宜的位置(zhi)。

3.1.4 旁路管安(ān)裝

      在連續(xu)生産的工藝管(guan)道上，爲了在不(bú)影響生産的情(qíng)況✔️下對儀表進(jìn)行維修拆裝或(huo)内部清洗，傳感(gan)器應盡可能🛀采(cǎi)用🏃‍♂️與主工藝管(guǎn)道并聯安裝的(de)方式（旁路管安(ān)🌂裝），如圖 2所(suo)示。正常生産時(shi)截止閥 1關(guān)閉，截止閥 2、 3打開，流體(tǐ)就可流過流量(liàng)計實現流量測(ce)量。當傳感器發(fā)生故🐅障需拆下(xià)維修時，隻要打(dǎ)開截止閥 l，關閉截止閥 2， 3，就能實(shi)現在不影響生(shēng)産的情況下對(duì)流量計進行拆(chai)除。當需要清洗(xi)流量計内部時(shi)，隻需打開截止(zhi)閥 1，關閉截(jie)止閥 2、 3，然後打開流量(liang)計兩端盲闆即(ji)可清洗。

    圖(tu) 2旁路管安(ān)裝

      但是對(duì)于管徑大于 1. 5n韻管系因投(tou)資和空間位置(zhì)限制，不易實現(xian)旁路管安裝。此(ci)時爲了便于管(guan)系停止運行時(shí)維護人員進入(rù)管道檢測、清💃洗(xi)傳㊙️感器👣内壁，需(xu)在流量計附近(jìn)工藝管道上設(she)置🌏人孔。

3.1.5 負(fu)壓管系的安裝(zhuang)

      氟塑料襯(chèn)裏傳感器須謹(jin)慎地應用于負(fu)壓管系。有🏃‍♂️可能(néng)出現負壓的正(zheng)壓管系應防止(zhi)産生負壓，例如(rú)🧡液體溫度高于(yú)室溫的管✍️系中(zhong)，當管系停止運(yùn)行關🏃🏻‍♂️閉傳感器(qi)上下遊截止閥(fa)後，由于流體冷(lěng)卻收縮就會形(xíng)成負壓，此時就(jiu)應設置如圖 3所示的負壓(yā)防止連接。

3.1.6 接地

      傳感(gǎn)器必須單獨接(jiē)地（接地電阻 lOOΩ以下）。分離來(lai)自接地線混亂(luàn)的幹擾：超聲儀(yi)器接地、設備接(jie)地、系統接地、保(bao)護接地混亂，各(ge)個接地點電位(wei)分😄布不均，不同(tong)接地點間存在(zài)電位差，引起地(dì)環路電流📧，影響(xiang)系㊙️統正常工作(zuo)。

2 .2 抗幹擾措(cuo)施

2.2.1 屏蔽

      變頻器在運(yùn)行時會産生高(gao)次諧波，造成電(diàn)壓波形💋畸變，嚴(yan)🌈重影🥵響附近的(de)儀電設備動作(zuò)。屏蔽幹擾源是(shì)抗🙇‍♀️幹擾zui有效的(de)方法：

    (1) 在變(bian)頻器的進線側(ce)安裝進線電抗(kàng)器及進線濾波(bo)器，抑制幹擾信(xìn)号對電源的幹(gàn)擾。

    (2) 信号線(xiàn)全部采用屏蔽(bi)線，屏蔽層可靠(kao)接地，布線時🍓盡(jìn)量遠離🐅變頻器(qì)的進、出線。

    (3) 電機電纜也采(cai)用屏蔽電纜，屏(píng)蔽層可靠接地(dì)。原勻✊速🐇段的電(diàn)機控制采用交(jiao)流接觸器控制(zhì)，接觸器線圈斷(duàn)、合瞬🌏間産生電(dian)磁幹擾。針對這(zhe)種情況，将交流(liú)接觸器改換成(cheng)💋無噪聲固态接(jiē)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼觸器，其控制電(diàn)源改用 24直(zhi)流穩壓電源。

2.2.2 接地、濾波、阻(zu)容吸收保護

     針對供給超(chao)聲儀器使用的(de)電源直接引至(zhi)電網的問題，将(jiang)儀器電源和系(xi)統電源分開，采(cai)用圖 7所示(shì)的解止

     圖(tú) 3負壓防止(zhi)連接

型儀(yí)表原則上接地(di)應在傳感器一(yi)側，轉換器接地(dì)應在同一接地(dì)點。如傳感器裝(zhuang)在有陰極腐蝕(shi)保護管道上，除(chu)了傳感器👣和接(jiē)地環一起接地(dì)外，還要用較粗(cu)銅導線 (  16IT11112)繞(rào)道傳感器，跨接(jiē)到管道的 2個連接法蘭上(shàng)，使陰極保護電(diàn)流與傳感器之(zhī)間隔離。一些🥰應(yīng)用場合的雜散(san)

電流過大(dà)，如電解槽沿着(zhe)電解液的洩漏(lou)電流影響電磁(cí)💰流量計正常測(ce)量時，可采取在(zài)流量傳感器與(yu)其連接的工藝(yi)管道之間進行(hang)電氣隔離的辦(ban)法。對有陰極保(bao)護的管道，如🏃‍♂️果(guo)陰極保護電流(liú)影響 EMF測量(liang)時，也可以采取(qǔ)本方法。

3.2 轉(zhuan)換器安裝和連(lian)接電纜

      一(yī)體型電磁流量(liang)計不需要單獨(dú)安裝轉換器；分(fen)體式電磁流量(liàng)計的轉換器安(an)裝在傳感器附(fù)近或儀表室，安(an)裝場所的選擇(zé)餘地較大，轉換(huan)器安裝環境條(tiao)件比一體式🧑🏽‍🤝‍🧑🏻好(hǎo)。其防護等級可(ke)降低，例如，可選(xuan) IP65或 IP64（防(fang)塵防濺級）。安裝(zhuang)場所的要求與(yǔ) 3 L 1+(3)、 (4)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)各條相同。圖 7電源淨化  轉換器和傳(chuán)感器間距離受(shou)被測介質電導(dǎo)率和信号電纜(lan)👈型号♉（即電纜的(de)分布電容、導線(xian)截面和屏蔽✏️層(céng)數等）的🔱制約，需(xu)選用制造廠随(sui)儀表所附（或規(gui)定型号）的🌐信号(hào)電纜。一般儀表(biǎo) “使用說明(míng)書 ”對不同(tong)電導率液體提(ti)供允許的傳輸(shu)距離範圍。通常(cháng)，單層屏蔽電纜(lǎn)的傳送距離爲(wèi) 50 m

       爲避免引(yin)入幹擾信号，信(xìn)号電纜必須單(dān)獨穿在接地保(bao)護鋼管内，不能(neng)把信号電纜和(he)電源線安裝在(zai)同一鋼管内。

4. 結語

       随(sui)着企業全面走(zǒu)向市場，企業生(shēng)産經營管理将(jiāng)進一步深化，流(liu)量計量越顯重(zhong)要。電磁流量計(jì)作爲工業流量(liàng)測量儀❄️表的一(yī)種，隻有在正确(què)選型、安裝和使(shǐ)用的前提下才(cai)能更好地發揮(huī)其作💘用，滿足企(qi)業計量的要求(qiú)，實現降🌍低生産(chǎn)成本、提高經濟(jì)效益的目的。

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