工業控(kòng)制中電磁流量(liang)計的選型及應(ying)用

引言

      電磁流量計(ji)有一系列優良(liang)特性，可以解決(jué)其它流量㊙️計不(bú)易應用的問題(ti)，如髒污流、腐蝕(shí)流的測量。在電(dian)磁流量計選♌型(xíng)、安裝和使用方(fāng)面有一些技巧(qiǎo)和注意事項，根(gēn)據💯實際應👉用經(jing)驗對這些問題(ti)進行分🛀🏻析和讨(tǎo)論。

1. 電磁流(liu)量計的優缺點(dian)

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

    （1） 由(yóu)于測量通道是(shì)一段光滑直管(guǎn)，不會發生阻塞(sai)，因此，适用于測(ce)量含固體顆粒(lì)的液固二相流(liú)體，如紙漿、泥漿(jiang)、污水等。

    （2） 不(bú)産生流量檢測(cè)所造成的壓力(lì)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(dao)率變化的影響(xiǎng)小。

    （4） 流量測(cè)量範圍度大，量(liàng)程比可高達L l000可選流量範(fàn)圍寬，液體流速(sù)一般可在0.5--1 0m/s内選定。有些型(xíng)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(bu)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(fàn)圍比其他品種(zhong)流量儀表寬，從(cóng)🔞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(mo)動頻率低于激(jī)磁☂️頻率很多）；儀(yí)表輸出本質上(shàng)是線性的。

    （6） 可應用于腐蝕(shí)性流體的測量(liang)。

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

    但電磁流量計(jì)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(néng)測量氣體、蒸汽(qì)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(cai)料的限制，通用(yòng)型電磁流☁️量計(jì)不适用于較高(gao)溫度。

    （4） 投資(zī)相對較高，特别(bié)是大口徑流量(liàng)的測量。

2. 電(diàn)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(xiàng)：

    （1） 液體電導(dao)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(ban)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(liú)量計規定的範(fan)圍内。一般電磁(cí)流量計所測流(liu)♉體平均流速應(yīng)在1-10m/s範圍内(nèi)，部分廠家産品(pin)的流速範圍可(kě)在0.3-12m/s如西尼(ní)爾SINIER的電磁(cí)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(su)控制在規定範(fàn)圍内。爲減小加(jia)裝異徑管造成(cheng)壓力損🏃‍♀️失和影(yǐng)響流速分布，要(yào)求異徑管中心(xin)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(ji)的流體介質可(ke)選标準電極；對(dui)有污泥等沾污(wū)電極的應用🛀場(chǎng)合♉，可選用具有(yǒu)手動機械清污(wū)附件的刮刀式(shì)電極或✍️可更換(huan)式電極。

    （4） 襯(chen)裏和電極材料(liao)的選擇。根據液(yè)體的腐蝕性選(xuǎn)用合😘适的襯裏(li)和電極材料。可(ke)查有關材料的(de)防腐蝕手冊🈲選(xuǎn)定電極材料；耐(nài)混酸等成分複(fu)雜的介質，應做(zuò)挂片試驗。應根(gen)據被測介質的(de)腐蝕性，磨損性(xìng)及溫度來選擇(zé)電磁流量計的(de)襯裏材料。

    （5） 滿足直管段的(de)要求和接地要(yào)求。從電極軸線(xiàn)開始測量🧡，一般(ban)入口直管段不(bu)小于5D（直徑(jìng)），出口直管(guan)段不小于3D。爲使儀表可靠(kao)工作，提高測量(liang)精度，不受外界(jie)寄生電勢的幹(gàn)擾，電磁流量計(jì)的傳感器應良(liáng)好地單獨接地(di)。

    （6） 機型的選(xuan)擇。根據安裝、使(shi)用和維護條件(jiàn)，選用檢測和🌈變(bian)送部分組合在(zai)一起的一體型(xing)或分體型電磁(cí)流量計。

    （7） 儀(yí)表防護等級的(de)選擇。按照國标(biāo)GB420 8-8規定的應(yīng)用環境，選用儀(yí)表外殼防護等(deng)級。例如，IP65爲(wei)防噴水型，它允(yun)許水從任何方(fang)向對儀表噴水(shuǐ)，儀表仍能正☎️常(chang)工作；IP67爲防(fang)浸水型，它允許(xǔ)儀表短時間内(nèi)全部浸入水中(zhōng)仍能正常工⁉️作(zuo)。

    （8） 儀表安裝(zhuāng)位置的選擇。由(you)于電磁流量計(jì)不能在不滿管(guan)或空管情況下(xia)工作，所以應保(bǎo)證測量管在所(suo)有時間内⁉️必須(xu)*注滿💯介質。

3. 電磁流量計的(de)安裝

    安裝(zhuāng)時應注意以下(xia)事項：

    （1） 液體(ti)應具有測量所(suo)需的電導率，并(bìng)要求電導率分(fen)布大體📧上均勻(yun)。因此流量傳感(gan)器安裝要避開(kai)容易産生電導(dǎo)率不均勻的場(chang)所，例如其上遊(you)附近加入藥液(ye)，加液點設于傳(chuan)感器下遊；液體(tǐ)有混合時，其分(fèn)布應大體均勻(yun)。

    （2） 使用時傳(chuán)感器測量管必(bi)須充滿液體（非(fēi)滿管型例外）。

    （3） 液體應與地(dì)同電位。當工藝(yì)管道是塑料等(deng)絕緣材料時，輸(shū)送液📐體會産生(shēng)摩擦靜電，造成(chéng)液體與地間有(yǒu)電🔆位差，爲此需(xū)良好接地。

3. 1 流量傳感器的(de)安裝

3.1.1 安裝(zhuang)場所

    電磁(cí)流量傳感器對(dui)安裝場所有以(yǐ)下要求：

    （1） 測(cè)量混合相流體(tǐ)時，應選擇不會(hui)引起相分離的(de)場所✔️安🚶‍♀️裝傳感(gan)✍️器；測量雙組分(fèn)液體時，傳感器(qì)應避免🚶‍♀️裝在混(hun)合尚未均勻的(de)下遊；測量化學(xué)反應物料時，傳(chuan)感器應安裝在(zai)反應🔞充分完成(chéng)段的下遊。

    （2） 盡量避免測量(liàng)管内形成負壓(yā)。

    （3） 安裝位置(zhi)應選擇震動小(xiao)的場所，特别是(shì)一體型儀表。

    （4） 遠離大電機(jī)、大變壓器等，避(bi)免引入電磁幹(gàn)擾

    （5） 選擇易(yì)于實現傳感器(qi)單獨接地的位(wei)置。

    （6） 盡可能(néng)遠離腐蝕性氣(qì)體。

    （7） 環境溫(wēn)度應在儀表允(yun)許範圍内，一體(ti)型儀表受結構(gou)影響，對安❓裝環(huán)境溫度的要求(qiu)更高。

    （8） 環境(jìng)相對濕度應在(zài)儀表允許範圍(wei)内。

    （9） 犀可能(neng)避免受陽光直(zhi)照，必要時加防(fáng)護罩。

    （10） 儀表(biǎo)防護等級應滿(mǎn)足應用要求。

3.1.2 直管段長度(du)要求

      根據(ju)儀表精度要求(qiu)，電磁流量傳感(gan)器上遊通常需(xū)有5 D的直管(guan)段，下遊是3 D的直管段。

3.1.3 安裝位置和流(liú)動方向

      傳(chuan)感器安裝方向(xiàng)水平、垂直或傾(qing)斜均可，不受限(xiàn)制🥰。測🎯量💜固、液🏃‍♂️兩(liǎng)相流體垂直安(ān)裝，自下而上流(liú)動。可防止水💋平(píng)安裝時襯裏下(xià)半部局部磨損(sun)嚴重，低流速時(shí)固相沉澱等缺(quē)點。水平安裝時(shí)要使☂️電極軸線(xian)平行于地平線(xiàn)，如果電極軸線(xiàn)垂直于地平線(xian)，則處于底部的(de)電極易被沉積(ji)物覆蓋，頂部的(de)電極易被液㊙️體(tǐ)中夾帶的氣泡(pào)覆蓋電極表面(mian)，造成輸出信号(hào)波動。圖1所(suǒ)示管系中，c、d爲适宜位(wei)置；a、b、e爲不宜位置(zhi)，b處可能液(ye)體不充滿，a、e處易積聚(ju)氣體，且e處(chu)傳感器後管段(duan)短也有可能不(bu)充滿。對于固、液(yè)兩相流，c處(chù)亦是不适宜的(de)位置。

3.1.4 旁路(lù)管安裝

      在(zai)連續生産的工(gōng)藝管道上，爲了(le)在不影響生産(chǎn)的情況🌏下對儀(yi)🌏表進行維修拆(chāi)裝或内部清洗(xi)，傳感器應盡可(ke)能采用🔴與主工(gōng)藝管道并聯安(an)裝的方式（旁路(lù)管安裝），如圖2所示。正常生(shēng)産時截止閥1關閉，截止閥(fá)2、3打開(kai)，流體就可流過(guo)流量計實現流(liú)量測量。當傳感(gǎn)器發生故障需(xū)拆下維修時，隻(zhi)要打開截止閥(fa)l，關閉截止(zhi)閥2，3，就(jiu)能實現在不影(yǐng)響生産的情況(kuang)下對流量計進(jìn)行🥰拆✨除。當需要(yao)清洗流量計内(nèi)部時，隻需打開(kāi)截止閥1，關(guan)閉截止閥2、3，然後打開(kāi)流量計兩端盲(mang)闆即可清洗。

    圖2旁路(lù)管安裝

      但(dàn)是對于管徑大(dà)于1. 5n韻管系(xì)因投資和空間(jiān)位置限制，不易(yi)實現旁路管安(an)👄裝。此時✉️爲了便(bian)于管系停止運(yun)行時維護人員(yuán)進入管道檢測(cè)、清洗傳✍️感器内(nei)壁，需在流量計(ji)附近工🐪藝管道(dao)上設置人孔。

3.1.5 負壓管系的(de)安裝

      氟塑(su)料襯裏傳感器(qì)須謹慎地應用(yong)于負壓管系。有(you)✏️可能出現負壓(yā)的正壓管系應(yīng)防止産生負壓(yā)，例如液體溫度(du)高于❓室溫的管(guan)系中，當管系停(tíng)止運行關㊙️閉傳(chuan)感器上下遊截(jié)止閥後，由👄于流(liu)體冷卻收縮就(jiu)會形成負❗壓，此(cǐ)時就應設置如(rú)圖3所示的(de)負壓防止連接(jiē)。

3.1.6 接地

      傳感器必須單(dān)獨接地（接地電(diàn)阻lOOΩ以下）。分(fen)離來自接地線(xiàn)混亂的幹擾：超(chāo)聲儀器接地、設(shè)備接地、系統接(jiē)地、保護接地混(hun)亂，各個接地點(diǎn)電位分布不❗均(jun)，不同接地點👄間(jian)存在電位差，引(yǐn)起地環⭕路電流(liú)，影響系統正常(chang)工作。

2 .2 抗幹(gàn)擾措施

2.2.1 屏(píng)蔽

      變頻器(qi)在運行時會産(chǎn)生高次諧波，造(zao)成電壓波形😘畸(jī)變，嚴重影響附(fù)近的儀電設備(bei)動作。屏蔽幹擾(rǎo)源是抗幹擾zui有(you)效的方法：

    （1） 在變頻器的進(jin)線側安裝進線(xian)電抗器及進線(xian)濾波器，抑🔱制幹(gàn)擾信号對電源(yuan)的幹擾。

    （2） 信(xìn)号線全部采用(yong)屏蔽線，屏蔽層(ceng)可靠接地，布線(xiàn)時盡量遠離😄變(bian)頻器的進、出線(xiàn)。

    （3） 電機電纜(lǎn)也采用屏蔽電(diàn)纜，屏蔽層可靠(kào)接地。原勻速段(duan)的電機控制采(cǎi)用交流接觸器(qì)控制，接觸器線(xian)圈斷💋、合瞬間産(chan)生電磁幹擾。針(zhen)對這種情況，将(jiang)交流接觸器改(gǎi)換成🔴無噪聲固(gù)态接觸器，其控(kong)制電源改用24直流穩壓電(dian)源。

2.2.2 接地、濾(lǜ)波、阻容吸收保(bǎo)護

     針對供(gong)給超聲儀器使(shi)用的電源直接(jie)引至電網的問(wèn)題☎️，将儀器電源(yuan)和系統電源分(fèn)開，采用圖7所示的解止

     圖3負壓(yā)防止連接

型儀表原則上(shàng)接地應在傳感(gǎn)器一側，轉換器(qi)接地應在同一(yi)接地點。如傳感(gǎn)器裝在有陰極(jí)腐蝕保護管道(dào)上，除了傳感器(qì)和接地環一起(qi)接地外，還要用(yòng)較粗銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qi)，跨接到管道的(de)2個連接法(fa)蘭上，使陰極保(bao)護電流與傳感(gǎn)器之間隔離。一(yī)些應用場合的(de)雜散

電流(liu)過大，如電解槽(cao)沿着電解液的(de)洩漏電流影響(xiǎng)電🐉磁流量計正(zhèng)常測量時，可采(cǎi)取在流量傳感(gǎn)器與其連接的(de)工藝管道🌂之間(jian)進行電氣隔離(lí)的辦法。對有陰(yin)極保護的管道(dào)，如果陰極保護(hù)電流影響EMF測量時，也可以(yi)采取本方法。

3.2 轉換器安裝(zhuāng)和連接電纜

      一體型電磁(ci)流量計不需要(yao)單獨安裝轉換(huàn)器；分體式電磁(ci)流量✊計的轉換(huan)器安裝在傳感(gǎn)器附近或儀表(biǎo)室🌈，安裝場所的(de)選擇餘🤞地較大(da)，轉換器安裝環(huán)境條件比🍓一體(tǐ)式好。其防🤟護等(děng)級可降低，例如(ru)，可選IP65或IP64（防塵防濺級(jí)）。安裝場所的要(yao)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各條相同(tóng)。圖7電源淨(jìng)化 轉換器(qi)和傳感器間距(ju)離受被測介質(zhì)電導率和信号(hào)電纜型号（即電(dian)纜的分布電容(róng)、導線截面和屏(ping)蔽層數等）的制(zhì)約，需選用制❌造(zào)廠随儀表所附(fù)（或規定型号）的(de)信号電🍉纜。一般(ban)儀表“使用(yòng)說明書”對(dui)不同電導率液(yè)體提供允許的(de)傳輸距離範圍(wei)。通常，單層⭐屏蔽(bi)電纜的傳送距(jù)離爲50 m

       爲避(bì)免引入幹擾信(xin)号，信号電纜必(bi)須單獨穿在接(jiē)地保護鋼管内(nèi)，不能把信号電(dian)纜和電源線安(an)裝在同一鋼管(guǎn)内。

4. 結語

       随着企業全(quán)面走向市場，企(qǐ)業生産經營管(guan)理将進一步深(shēn)化♻️，流量計量越(yue)顯重要。電磁流(liu)量計作爲工業(yè)流量測量儀表(biǎo)的一種，隻有在(zài)正确選型、安裝(zhuang)和使用的🔅前提(ti)下才能更好地(di)發揮其作用，滿(man)足企業🈲計量的(de)要求，實現降低(dī)生産成本、提高(gāo)經濟效益的目(mù)的。

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