工業控(kong)制中電磁流量(liang)計的選型及應(ying)用

引言

      電磁流量計(jì)有一系列優良(liáng)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(xing)、安♊裝和使用方(fāng)面有一些技巧(qiao)和注意事項，根(gēn)據實際應用經(jīng)驗對這些問題(ti)進行分析和讨(tǎo)論☔。

1. 電磁流(liú)量計的優缺點(diǎn)

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

    (1) 由(you)于測量通道是(shi)一段光滑直管(guǎn)，不會發生阻塞(sai)，因此，适🙇‍♀️用于測(cè)🐅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(bu)産生流量檢測(cè)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(liu)體密度、粘度、溫(wēn)度、壓力和電導(dǎo)率變化的🈲影響(xiang)小。

    (4) 流量測(cè)量範圍度大，量(liang)程比可高達 L l000可選流量範(fàn)圍寬，液體流速(su)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(kuò)大和🔴縮🔞小流量(liang)測量範圍，而不(bú)必拆下儀表進(jìn)行離線實🔴流标(biāo)定。

    (5) 電磁流(liu)量計的口徑範(fàn)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(xiang)流量；也可測脈(mo)動流量（隻要脈(mo)動頻率低于激(ji)♉磁頻率很多）；儀(yí)表輸出本質上(shang)是線性的。

    (6) 可應用于腐蝕(shí)性流體的測量(liàng)。

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

    但電磁流量計(jì)也存在以下缺(que)點：

    (1) 不能測(ce)量電導率很低(dī)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(liao)和電氣絕緣材(cai)料的限制，通用(yong)型電👉磁流量計(jì)🔅不适用于較高(gāo)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(dian)磁流量計的選(xuǎn)型

    電磁流(liú)量計選型時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

    (1) 液體電導(dao)率應高于允許(xǔ)的下限。各制造(zào)廠商生産的産(chǎn)🥵品對電導率下(xià)限值有不同的(de)數值，目前，一般(bān)電磁流量計不(bu)能測量電導率(lǜ)低于 5μS/cm的液(ye)體流量。

    (2) 液(yè)體流速應在流(liu)量計規定的範(fàn)圍内。一般電磁(ci)流量計所測流(liu)體平均流速應(ying)在 1-10m/s範圍内(nèi)，部分廠家産品(pǐn)的流速範圍可(kě)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(di)，可以考慮加裝(zhuāng)異徑管，使🏃‍♂️流速(sù)控制在規定範(fan)圍内。爲減小加(jia)裝異徑管造成(cheng)壓力損失和影(ying)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(xíng)式的選擇。通常(cháng)，不産生結晶、結(jie)疤、不沾污電極(jí)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。

    (4) 襯裏和(hé)電極材料的選(xuǎn)擇。根據液體的(de)腐蝕性選用合(he)适的襯裏✔️和電(dian)極材料。可查有(yǒu)關材料的防腐(fǔ)蝕手冊選定電(diàn)極材料💋；耐混酸(suān)等成分複雜的(de)介質，應做挂片(piàn)試驗。應根據被(bei)測介質的腐蝕(shí)性，磨損性及💃溫(wēn)度來選擇電磁(ci)流量計的襯裏(lǐ)材料。

    (5) 滿足(zu)直管段的要求(qiu)和接地要求。從(cóng)電極軸線開始(shi)測量，一般🚩入口(kǒu)直管段不小于(yú) 5D(直徑 )，出口直管段不(bu)小于 3D。爲使(shǐ)儀表可靠工作(zuò)，提高測量精度(du)，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(dì)單獨接地。

    (6) 機型的選擇。根(gen)據安裝、使用和(hé)維護條件，選用(yòng)檢測和變✨送部(bù)分組合在一起(qi)的一體型或分(fèn)體型電磁🧡流量(liàng)計。

    (7) 儀表防(fang)護等級的選擇(ze)。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(pēn)水型，它允許水(shuǐ)從任何方向對(dui)儀表噴水，儀表(biao)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(bu)浸入水中仍能(neng)正常工作。

    (8) 儀表安裝位置(zhi)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(zuò)，所以應保證測(cè)量管在所有時(shí)間内❄️必須*注滿(man)介質。

3. 電磁(cí)流量計的安裝(zhuang)

    安裝時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

    (1) 液體應具(ju)有測量所需的(de)電導率，并要求(qiu)電導率分布大(da)體🛀上🚶‍♀️均勻。因此(ci)流量傳感器安(ān)裝要避開容易(yi)産生電導🔴率不(bú)均勻的場所，例(lì)如其上遊附近(jin)加入藥液，加液(yè)點設于傳感器(qi)下遊💜；液體有混(hùn)合時，其分布應(yīng)大體均勻。

    (2) 使用時傳感器(qì)測量管必須充(chōng)滿液體（非滿管(guan)型例外）。

    (3) 液(ye)體應與地同電(dian)位。當工藝管道(dao)是塑料等絕緣(yuán)材料時，輸送液(yè)體會産生摩擦(cā)靜電，造成液體(ti)與地間有電位(wei)差🚶‍♀️，爲此需良好(hao)接地。

3. 1 流量(liàng)傳感器的安裝(zhuang)

3.1.1 安裝場所(suo)

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

    (1) 測量混(hùn)合相流體時，應(yīng)選擇不會引起(qǐ)相分離的場所(suǒ)安裝🌂傳感器；測(cè)量雙組分液體(tǐ)時，傳感器應避(bì)免裝在混合尚(shang)未㊙️均勻的下遊(you)；測量化學反應(yīng)物料時，傳感器(qi)應安裝在反應(ying)充分完🌈成段的(de)下遊。

    (2) 盡量(liàng)避免測量管内(nei)形成負壓。

    (3) 安裝位置應選(xuan)擇震動小的場(chǎng)所，特别是一體(ti)型儀表。

    (4) 遠(yuǎn)離大電機、大變(biàn)壓器等，避免引(yin)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(yí)表受結🚶構影響(xiang)，對安👌裝環境溫(wēn)度的要求更高(gao)。

    (8) 環境相對(duì)濕度應在儀表(biao)允許範圍内。

    (9) 犀可能避免(miǎn)受陽光直照，必(bi)要時加防護罩(zhào)。

    (10) 儀表防護(hu)等級應滿足應(yīng)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(shang)遊通常需有 5 D的直管段，下(xià)遊是 3 D的直(zhi)管段。

3.1.3 安裝(zhuāng)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(ce)量固、液🙇‍♀️兩相流(liu)體垂直安裝，自(zi)下而上流動。可(kě)防🤞止水平安裝(zhuāng)時襯裏下半部(bu)局部磨損嚴重(zhong)，低流速時固相(xiang)沉澱等缺點。水(shui)平安裝時要使(shǐ)電極軸線平行(hang)于地平線，如果(guo)電極軸線垂直(zhi)于地平線，則處(chù)于底部的電極(ji)易被沉積物覆(fù)蓋，頂部的電極(ji)易被液體中夾(jia)帶的氣泡覆蓋(gài)電極表面，造成(chéng)輸出信号波動(dong)。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(tǐ)，且 e處傳感(gǎn)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(zhì)。

3.1.4 旁路管安(ān)裝

      在連續(xù)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(jin)行維修拆裝或(huo)内部清洗，傳感(gǎn)器應盡可能采(cai)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(suǒ)示。正常生産時(shi)截止閥 1關(guan)閉，截止閥 2、 3打開，流體(tǐ)就可流過流量(liang)計實現流量測(ce)量。當傳感器📐發(fa)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(shí)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(shí)，隻需打開截止(zhi)閥 1，關閉截(jié)止閥 2、 3，然後打開流量(liàng)計兩端盲闆即(ji)可清洗。

    圖(tú) 2旁路管安(an)裝

      但是對(dui)于管徑大于 1. 5n韻管系因投(tóu)資和空間位置(zhi)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(ru)管道檢測、清洗(xi)傳感器内壁，需(xū)在流量計附近(jin)工藝管道上設(shè)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(jǐn)慎地應用于負(fù)壓管系。有🈚可能(neng)出現負壓的正(zhèng)壓管系應防止(zhǐ)産生負壓，例如(ru)液體溫度高于(yu)室溫的管💘系中(zhōng)，當管系停止運(yùn)行關閉傳感👌器(qi)上下遊截止閥(fá)後，由于流體冷(leng)卻收縮就會形(xíng)成負壓，此時就(jiù)應設置如圖 3所示的負壓(ya)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(luan)的幹擾：超聲儀(yi)器接地✔️、設備接(jie)地、系統接地、保(bǎo)護接地混亂，各(gè)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(xiǎng)系統正常工作(zuò)。

2 .2 抗幹擾措(cuò)施

2.2.1 屏蔽

      變頻器在運(yùn)行時會産生高(gāo)次諧波，造成電(dian)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(biàn)頻器的進線側(ce)安裝進線電抗(kang)器及進線濾波(bo)⛱️器🔞，抑👣制幹擾🐇信(xin)号對電源的幹(gan)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(ping)蔽層可靠接地(di)。原勻🌈速段的電(diàn)機控制采用交(jiao)流接觸器控制(zhi)，接觸器線圈斷(duàn)、合瞬間産生電(diàn)磁幹擾。針對這(zhè)種情況，将交流(liú)接觸器改換成(chéng)無噪聲固态接(jiē)🛀觸器，其控制電(dian)源改用 24直(zhí)流穩壓電源。

2.2.2 接地、濾波、阻(zu)容吸收保護

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

     圖(tú) 3負壓防止(zhi)連接

型儀(yi)表原則上接地(di)應在傳感器一(yī)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(shí)保護管道上，除(chu)了傳感器和接(jiē)地環一起接地(di)外，還要用較粗(cū)銅導線 (  16IT11112)繞(rao)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(dian)流與傳感器之(zhi)間隔離。一些應(ying)用場合的雜散(sàn)

電流過大(da)，如電解槽沿着(zhe)電解液的洩漏(lòu)電流影響電磁(ci)流量計正常測(cè)量時，可采取在(zài)流量傳感器與(yu)其連接的工藝(yì)管道之間進行(háng)電氣隔離的辦(ban)法。對有陰極保(bao)護的管道，如果(guǒ)陰極保護電🔅流(liu)影響 EMF測量(liang)時，也可以采取(qǔ)本方法。

3.2 轉(zhuǎn)換器安裝和連(lian)接電纜

      一(yi)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(liang)計的轉換器安(ān)裝在傳感器附(fù)近或儀表室，安(an)裝場所的選擇(ze)餘地較大，轉換(huàn)器安裝環境條(tiao)件比一體式🙇‍♀️好(hao)。其防🥵護等級可(ke)降低🔆，例如，可選(xuan) IP65或 IP64（防(fáng)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(chuan)感器間距離受(shòu)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(ceng)數等）的😄制約，需(xu)選用制造廠随(sui)儀表所附（或規(guī)定型号）的信号(hao)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(shū)距離範圍。通常(cháng)，單🧑🏾‍🤝‍🧑🏼層屏蔽電纜(lan)的傳送距離爲(wèi) 50 m

       爲避免引(yin)入幹擾信号，信(xin)号電纜必須單(dan)獨穿在接地保(bao)護鋼🐉管内，不能(néng)把信号電纜和(hé)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(sheng)産經營管理将(jiāng)進一步❓深化，流(liú)量計量越顯重(zhong)要。電磁流量計(jì)作爲工業流量(liang)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(cái)能更好地發揮(hui)其作用，滿足企(qi)業計量的要求(qiu)，實現降🤟低生産(chan)成🔴本、提高經🈲濟(ji)效益的目的。

因此廣州迪(dí)川儀器儀表有(you)限公司爲更好(hǎo)儀器儀表而🔱不(bu)斷努力

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