引言
電(diàn)磁流量計有一系列優良(liáng)特性,可以解決(jué)其它流量計不易應(yīng)用的問題,如髒污流、腐蝕流的測量。在電磁流量計選型、安裝和使用方面有一些技巧和注(zhù)意事項,根據實(shí)際應(yīng)用經驗對(duì)這些問題進行(háng)分析和讨論。
1. 電磁(cí)流量計(jì)的優缺點(diǎn)
與其它流量計相比,電磁流量(liàng)計具有下列優點:
(1) 由于測(cè)量通(tōng)道是一段光滑直管,不會發生阻塞,因此,适用于(yú)測量含(hán)固體顆粒的液固二相流體,如(rú)紙漿、泥漿、污水等。
(2) 不産生流量檢測所造成的壓力(lì)損失,節能效果好。
(3) 所測的體積流量受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的(de)影(yǐng)響小。
(4) 流量測量範圍度(dù)大,量程比(bǐ)可高達(dá) L l000可選流量範圍寬,液(yè)體流速一般可在 0.5--1 0m/s内選(xuǎn)定。有些型号儀表可在現(xiàn)場根據需要擴大和縮小流量測量(liàng)範圍,而不必拆下儀表進行離線(xiàn)實(shí)流标定。
(5) 電磁流量計的口徑(jìng)範圍比其他品種流(liú)量儀表寬,從幾毫米到(dào) 3m;可測正反雙向流量;也可測脈動流量(隻要脈動頻率低于激磁頻率很多);儀表輸(shū)出本質上是線性的。
(6) 可應用于腐蝕性流體的測量。
(7) 與其它流量計(jì)相比,電磁(cí)流量計所需直管段較短。
但電磁流量計也存在以(yǐ)下缺點:
(1) 不能測量電導率很低的液體.如石油制品。
(2) 不能測量氣體、蒸汽和含(hán)有較大氣泡的液體。
(3) 由于(yú)襯裏(lǐ)材料和電氣絕緣(yuán)材料的(de)限制,通用型電磁流量計不适(shì)用于較高溫度。
(4) 投資相對較高,特别是大(dà)口徑流量的測量。
2. 電磁流(liú)量計的選型
電磁流(liú)量計選型時應注意(yì)以下(xià)事項:
(1) 液體電導率應(yīng)高于允許的下限。各制(zhì)造廠商(shāng)生産的産品對電導(dǎo)率下限值有不同的數值,目前,一般電磁流量計不能測量電導率低于 5μS/cm的液體流量。
(2) 液(yè)體流速應在流量計規定的範圍内。一般電磁(cí)流量計所測流體平均流速(sù)應在 1-10m/s範圍内,部分廠家産品的流速範圍(wéi)可在 0.3-12m/s如西尼爾 SINIER的電磁流量計。若被測液體流速太低(dī),可以考慮加裝異徑管,使流速(sù)控制在(zài)規定範圍(wéi)内。爲減小加裝異(yì)徑管造成壓力損失和影響流(liú)速分(fèn)布,要求異徑管中心(xīn)錐角不超過 15。,而且越小(xiǎo)越好。
(3) 電極(jí)形式的選擇。通常,不産生結晶、結疤、不沾污(wū)電極的流(liú)體介質可選标準電極;對(duì)有污泥等(děng)沾污電極的應用場合。
(4) 襯裏(lǐ)和電極材(cái)料的選擇。根(gēn)據液體的腐蝕性選用合适的襯裏(lǐ)和電(diàn)極材料。可查有關材料(liào)的防腐蝕手冊選定電極材料;耐混酸等成分複雜的介質(zhì),應做挂片試驗。應根據被測介質的腐蝕性,磨損性及溫度來(lái)選擇電磁流量(liàng)計(jì)的(de)襯裏材料。
(5) 滿足直管段的要(yào)求和接地要求。從電極軸線開始測量(liàng),一般入口直管段不小于(yú) 5D(直徑 ),出口直管(guǎn)段不小于(yú) 3D。爲(wèi)使儀表可靠工作,提高測量(liàng)精度,不受外界(jiè)寄生電勢的幹(gàn)擾,電磁流量計的傳感器(qì)應良好地單獨接地。
(6) 機型的選擇。根據安(ān)裝、使用和維護條件,選用檢測(cè)和變送部分組(zǔ)合在一起的一體型(xíng)或分體型電磁流(liú)量計。
(7) 儀表(biǎo)防(fáng)護等(děng)級的選擇。按照國标 GB420 8-8規定(dìng)的應用環境,選用儀表外殼防護等級。例如, IP65爲防(fáng)噴水型(xíng),它允許水從任何方向對儀表噴(pēn)水,儀表(biǎo)仍能正常工作; IP67爲防浸水型,它(tā)允許(xǔ)儀表短時(shí)間内全部浸入水中仍能正常(cháng)工作。
(8) 儀表安裝位(wèi)置的選擇。由于電磁流量計不能在不滿管或空管情況下(xià)工作,所以(yǐ)應保證測量管在所有(yǒu)時間内必須*注滿介質。
3. 電磁流量計的安(ān)裝
安裝(zhuāng)時應注意(yì)以下事項:
(1) 液體(tǐ)應具有測量所需的電導率,并要求電導率分(fèn)布大體上均(jun1)勻。因此流量(liàng)傳感(gǎn)器安裝要避開容易産生電導率不均勻(yún)的場所,例如其上遊附近(jìn)加入藥液,加液點設(shè)于傳感器下遊;液體有混合時,其分布應大體均勻。
(2) 使用時傳感器測量管必須充滿液體(非滿管型例外)。
(3) 液體應與地(dì)同電位。當工藝管道是塑(sù)料等絕緣(yuán)材料時,輸(shū)送液體會産生摩擦靜電,造成液(yè)體與地間有電位差,爲(wèi)此需(xū)良好接地(dì)。
3. 1 流(liú)量傳感器的(de)安裝(zhuāng)
3.1.1 安裝場所
電磁流量傳感(gǎn)器對(duì)安裝場所有以下要求:
(1) 測量混合相流體時,應(yīng)選擇不會引起(qǐ)相分離的場(chǎng)所安裝傳感器;測量雙(shuāng)組分液體時,傳(chuán)感(gǎn)器應避免裝在混(hùn)合尚未均勻的下遊;測量化學反應(yīng)物料時,傳感器應安(ān)裝在反應充分(fèn)完成段的下遊。
(2) 盡量避免測量管内形成負壓。
(3) 安裝位置應選(xuǎn)擇震動小的場所,特(tè)别是一體型儀表。
(4) 遠(yuǎn)離大電機、大變(biàn)壓器等,避(bì)免(miǎn)引入電磁幹擾
(5) 選擇易(yì)于實現傳(chuán)感器單獨接地的位置。
(6) 盡可能遠離腐蝕性氣體。
(7) 環境溫(wēn)度應在儀(yí)表允許範圍内,一體型儀表(biǎo)受結構影響,對安裝環境溫(wēn)度的要求更高。
(8) 環境相對濕度應在儀表允許範圍内。
(9) 犀可能避免受陽(yáng)光直照,必要時加防(fáng)護罩。
(10) 儀表防護(hù)等級應滿足應用要求。
3.1.2 直管段長度要求
根據儀表精度要求,電磁流量傳感器上(shàng)遊通常需(xū)有 5 D的直管段,下遊是 3 D的直管段。
3.1.3 安(ān)裝位置和流動方向
傳感器安裝方向水平、垂直(zhí)或傾(qīng)斜均可,不受限制。測量固、液兩相流(liú)體垂直安裝,自下而上流動。可防止水平安裝時襯裏下半部局部磨損嚴重,低流速(sù)時固相沉澱(diàn)等缺點(diǎn)。水平安(ān)裝時要使電極軸(zhóu)線平行(háng)于地(dì)平線,如果(guǒ)電極軸線(xiàn)垂直于地平線,則處于底部的電極易被(bèi)沉積物覆蓋,頂部的電(diàn)極易被液體中夾(jiá)帶的氣泡覆蓋電極表面,造成輸出信号波動。圖 1所示管(guǎn)系中, c、 d爲适(shì)宜位置(zhì); a、 b、 e爲不宜位置, b處可能液體不充滿, a、 e處易積(jī)聚氣體,且 e處傳感器後(hòu)管段短也有可(kě)能不充滿。對于固、液兩相流, c處亦是不适(shì)宜的位(wèi)置。
3.1.4 旁路管安裝
在(zài)連續生産(chǎn)的工藝管道上,爲(wèi)了在不影響生産的情況下對儀(yí)表進行維修拆裝或内部清洗,傳感器應盡可能采用與主工藝(yì)管道并聯安裝的方式(旁路管安(ān)裝),如(rú)圖 2所示。正常生(shēng)産時截止閥(fá) 1關(guān)閉,截止閥(fá) 2、 3打開,流體就可流過流量計實現流(liú)量測量。當傳感器發生故(gù)障需拆下維修時,隻要打開截止閥(fá) l,關閉截止閥(fá) 2, 3,就能(néng)實(shí)現在不影響生産的(de)情況下對流量(liàng)計進行拆除。當(dāng)需要清洗流量計内部時,隻需打開截止(zhǐ)閥 1,關閉截(jié)止閥 2、 3,然後打開流(liú)量計兩端盲闆即可清洗。
圖 2旁路(lù)管安裝
但是對于管(guǎn)徑大于 1. 5n韻管系因投資和空間位置限制,不易實現旁路管安裝。此時爲了便(biàn)于管系停(tíng)止運行(háng)時維護人員進入管道檢測、清洗傳感器内壁,需在流(liú)量計附近工藝管道(dào)上設置人(rén)孔。
3.1.5 負壓管系的安裝
氟塑料襯(chèn)裏傳感器須謹慎地應用于(yú)負壓管系。有可能出現負壓的正壓管系應(yīng)防止産生負壓,例(lì)如液體溫度高于(yú)室溫的管系中,當管系停止運行關(guān)閉傳感器(qì)上下遊截止閥(fá)後,由于流體冷卻收(shōu)縮就會(huì)形成負壓,此時就應設置如圖 3所(suǒ)示的負壓防止(zhǐ)連接(jiē)。
3.1.6 接地(dì)
傳感器必(bì)須單(dān)獨接地(接(jiē)地電阻 lOOΩ以下)。分離來(lái)自接地線混亂的幹擾:超聲儀器接(jiē)地、設備接(jiē)地、系(xì)統接地、保護接(jiē)地混亂(luàn),各個接地點電位分布不均,不同接地點間存在(zài)電位差,引起地環路電流,影(yǐng)響系統正常工作。
2 .2 抗幹擾措施
2.2.1 屏蔽
變頻器在(zài)運(yùn)行時會産(chǎn)生高次諧波,造成電壓波形畸變(biàn),嚴重影響(xiǎng)附近的儀電設(shè)備(bèi)動作。屏蔽(bì)幹擾源是抗幹擾zui有效的方法:
(1) 在變頻器的進線側安裝進線(xiàn)電抗器及進線濾波(bō)器,抑制幹擾信号對電源的幹擾。
(2) 信号線全部采用屏(píng)蔽線,屏蔽層可靠接地(dì),布線時盡量遠離變頻器的(de)進、出線。
(3) 電機電纜也采用屏蔽電纜,屏蔽層可靠接地。原勻速段的電機控制采用交(jiāo)流接(jiē)觸器控制,接觸器線(xiàn)圈斷、合(hé)瞬間産生電磁幹擾。針對這(zhè)種情(qíng)況,将交流接觸器改換(huàn)成無噪聲固态接觸器,其控制電源改用 24直流穩壓電源。
2.2.2 接地、濾(lǜ)波、阻容吸收保護
針對供給超聲儀器使用的電源(yuán)直接引至電(diàn)網的問題,将儀器電源和系統電源分開,采用圖 7所示的解止
圖 3負壓防止連接
型儀表原則上接地應在傳感器(qì)一側,轉換器接地應在同一接地點(diǎn)。如傳感器裝在有(yǒu)陰極腐蝕保護(hù)管道上,除了傳感器和接地環一起接地外,還要用較粗銅導線 ( 16IT11112)繞道(dào)傳感器,跨接到管道(dào)的 2個連接法蘭(lán)上,使陰(yīn)極保護電流與(yǔ)傳感器之間(jiān)隔離。一些應(yīng)用場合的雜散
電流過大,如電解槽(cáo)沿着電解液的洩漏電流(liú)影響電磁流量計正常測量時,可采取在(zài)流量傳感(gǎn)器與其連接的工藝管道之間進行電氣隔離的辦法。對有陰(yīn)極保護的管道,如果陰極(jí)保護電(diàn)流影響 EMF測量時,也可以采取本方(fāng)法。
3.2 轉換器安裝和連接電纜
一體型電磁流量計不需要單獨安裝轉換器;分體(tǐ)式(shì)電磁流量(liàng)計的轉換器安裝在傳感器(qì)附近或(huò)儀表(biǎo)室,安裝場所的選擇餘地較大,轉換(huàn)器安裝環境條件比(bǐ)一體式好。其防護等(děng)級可(kě)降低(dī),例如,可選 IP65或 IP64(防塵防濺級)。安裝場所的要求與 3 L 1+(3)、 (4)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)各條相同。圖 7電源淨化(huà) 轉換器(qì)和傳感器間距離(lí)受被測介質電導率和信号電纜型号(即電纜的分布電容、導線截面和(hé)屏蔽層(céng)數等)的制約,需選用制造廠随儀表所附(或規(guī)定型(xíng)号)的信号電纜。一般儀表 “使用說明書 ”對不同電導率液體提供允(yǔn)許的傳輸距離範圍。通常(cháng),單層屏蔽電纜的傳送距離爲 50 m
爲避(bì)免引入幹擾信号,信(xìn)号電纜必須單獨穿在接地保護鋼管内,不能把信号電纜和電源線安裝在同一(yī)鋼管内。
4. 結語
随(suí)着企業全面走向市場,企業(yè)生産經營管理将進一步深(shēn)化,流量計量越顯重要。電磁(cí)流量計作爲(wèi)工業流量測量儀表的(de)一種,隻有在正确選型、安裝和使用的(de)前提下才能更好地發揮其作(zuò)用,滿足企業(yè)計量(liàng)的要求,實現降低生産成本(běn)、提高經濟效益的目的。
因此廣州迪川儀器儀表有(yǒu)限公(gōng)司爲更好儀(yí)器儀表而不斷努力
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