工業控制中(zhōng)電磁流量計的選(xuǎn)型及應用

引(yin)言

      電磁流量(liàng)計有一系列優良(liáng)特性，可以解決其(qi)它流量📞計不易應(yīng)用的問題，如髒污(wu)流、腐蝕流的測量(liàng)。在電磁流量計選(xuǎn)型、安裝和使用方(fang)面有一些技巧和(hé)注意事項，根據✊實(shi)際應用經驗對這(zhè)些問題進行分析(xī)和讨論。

1. 電磁(ci)流量計的優缺點(dian)

     與其它流量(liàng)計相比，電磁流量(liàng)計具有下列優點(diǎn)：

    （1） 由于測量通(tōng)道是一段光滑直(zhí)管，不會發生阻塞(sai)，因此，适用于測量(liàng)含固體顆粒的液(yè)固二相流體，如紙(zhǐ)漿、泥漿、污水等。

    （2） 不産生流量檢(jiǎn)測所造成的壓力(lì)損失，節能效果好(hao)。

    （3） 所測的體積(jī)流量受流體密度(du)、粘度、溫度、壓力和(he)電⁉️導💛率變化的影(ying)響小。

    （4） 流量測(ce)量範圍度大，量程(cheng)比可高達L l000可(ke)選流量範圍寬，液(ye)體流速一般可在(zai)0.5--1 0m/s内選定。有些(xiē)型号儀表可在現(xian)場根據需要擴大(da)和縮🤞小流量🔴測💞量(liang)範圍，而不必拆下(xia)儀表進行離線實(shí)🌈流标定。

    （5） 電磁(cí)流量計的口徑範(fan)圍比其他品種流(liu)量儀表寬，從幾毫(hao)米到3m;可測正(zheng)反雙向流量；也可(kě)測脈動流量（隻要(yào)脈動頻率低于‼️激(ji)磁頻率很多）；儀表(biao)輸出本質上是線(xian)性的。

    （6） 可應用(yòng)于腐蝕性流體的(de)測量。

    （7） 與其它(tā)流量計相比，電磁(cí)流量計所需直管(guan)段較短。

    但電(dian)磁流量計也存在(zai)以下缺點：

    （1） 不(bú)能測量電導率很(hen)低的液體．如石油(you)制品。

    （2） 不能測(ce)量氣體、蒸汽和含(hán)有較大氣泡的液(ye)體。

    （3） 由于襯裏(li)材料和電氣絕緣(yuan)材料的限制，通用(yong)型電磁流量計不(bu)适用于較高溫度(dù)。

    （4） 投資相對較(jiào)高，特别是大口徑(jìng)流量的測量。

2. 電磁流量計的選(xuǎn)型

    電磁流量(liàng)計選型時應注意(yì)以下事項：

    （1） 液(yè)體電導率應高于(yú)允許的下限。各制(zhì)造廠商生産的産(chǎn)品對電導率下限(xian)值有不同的數值(zhi)，目前，一般電磁流(liú)量🍉計不🥵能測量電(dian)導率低于5μS/cm的(de)液體流量。

    （2） 液(ye)體流速應在流量(liàng)計規定的範圍内(nei)。一般電磁流量計(ji)🔅所測流體平均流(liú)速應在1-10m/s範圍(wei)内，部分廠家産品(pin)的流速範圍可在(zài)0.3-12m/s如西尼爾SINIER的電磁流量計(ji)。若被測液體流速(sù)太低，可以考慮加(jia)裝異🧡徑管，使流速(su)控制在規定範圍(wei)内。爲減小加裝異(yi)徑管造成壓力損(sǔn)失和影響流速分(fèn)布，要求異徑管中(zhong)心錐角不超過15。，而且越小越好(hǎo)。

    （3） 電極形式的(de)選擇。通常，不産生(shēng)結晶、結疤、不沾污(wu)電❤️極的流體🔴介質(zhì)可選标準電極；對(dui)有污泥等沾污電(diàn)極的應用場合，可(ke)選用具有手動機(jī)械清污附件的✌️刮(gua)刀式電極或可更(gèng)換式電極。

    （4） 襯(chen)裏和電極材料的(de)選擇。根據液體的(de)腐蝕性選用合适(shì)㊙️的襯裏和電極材(cái)料。可查有關材料(liao)的防腐蝕手冊選(xuan)定🌏電極🛀材料；耐混(hùn)酸等成分複雜的(de)介質，應做挂片試(shi)驗。應根據被測介(jiè)質的腐蝕性，磨損(sǔn)性及溫度來選擇(ze)電磁流⚽量計的襯(chèn)裏材料。

    （5） 滿足(zú)直管段的要求和(hé)接地要求。從電極(jí)軸線開始🥵測量，一(yi)⛹🏻‍♀️般入🛀🏻口直管段不(bú)小于5D（直徑），出口直管段不(bu)小于3D。爲使儀(yí)表可靠工作，提高(gao)測量精度，不受外(wai)界寄生🌈電勢的幹(gan)🌈擾🌍，電磁流量計的(de)傳感器應良好地(di)單獨接地。

    （6） 機(ji)型的選擇。根據安(ān)裝、使用和維護條(tiao)件，選用檢測和變(bian)送部分🥵組合在一(yī)起的一體型或分(fèn)體型電磁流量計(jì)。

    （7） 儀表防護等(děng)級的選擇。按照國(guó)标GB420 8-8規定的應(ying)用環境，選用儀表(biǎo)外殼防護等級。例(lì)如，IP65爲防噴水(shui)型，它允許水從任(rèn)何方向對儀表噴(pen)水，儀表仍能正常(cháng)工作；IP67爲防浸(jìn)水型，它允許儀表(biǎo)短時間内全部浸(jìn)入水中仍能正常(cháng)工作。

    （8） 儀表安(an)裝位置的選擇。由(yóu)于電磁流量計不(bu)能在不滿管或空(kōng)管情況下工作，所(suo)以應保證測量管(guǎn)在所有時♊間内💋必(bì)須*注滿💞介質。

3. 電磁流量計的安(an)裝

    安裝時應(yīng)注意以下事項：

    （1） 液體應具有測(cè)量所需的電導率(lǜ)，并要求電導率分(fèn)布大體上均勻。因(yin)此流量傳感器安(an)裝要避開容易💰産(chǎn)生🐉電導率不均勻(yun)的場所，例如其上(shàng)遊附近加入藥液(yè)，加💋液點設于傳感(gan)器下遊；液體有混(hùn)合時，其分布應大(da)體均勻。

    （2） 使用(yòng)時傳感器測量管(guan)必須充滿液體（非(fēi)滿管型例外）。

    （3） 液體應與地同電(dian)位。當工藝管道是(shì)塑料等絕緣材料(liao)時，輸🙇🏻送液體會産(chan)生摩擦靜電，造成(cheng)液體與地間有電(dian)位差😄，爲此需良好(hao)接地。

3. 1 流量傳(chuan)感器的安裝

3.1.1 安裝場所

    電(diàn)磁流量傳感器對(dui)安裝場所有以下(xia)要求：

    （1） 測量混(hun)合相流體時，應選(xuan)擇不會引起相分(fen)離的場所安裝📧傳(chuan)感器；測量雙組分(fèn)液體時，傳感器應(ying)避免🆚裝在混合尚(shang)未均勻的下遊；測(ce)量化學反應物料(liao)時，傳感器應安裝(zhuang)👈在反應充分完成(cheng)段的下遊。

    （2） 盡(jin)量避免測量管内(nèi)形成負壓。

    （3） 安(ān)裝位置應選擇震(zhèn)動小的場所，特别(bié)是一體型儀表。

    （4） 遠離大電機、大(dà)變壓器等，避免引(yin)入電磁幹擾

    （5） 選擇易于實現傳(chuan)感器單獨接地的(de)位置。

    （6） 盡可能(néng)遠離腐蝕性氣體(ti)。

    （7） 環境溫度應(yīng)在儀表允許範圍(wéi)内，一體型儀表受(shòu)結💜構影💘響，對安裝(zhuang)環境溫度的要求(qiú)更高。

    （8） 環境相(xiang)對濕度應在儀表(biǎo)允許範圍内。

    （9） 犀可能避免受陽(yang)光直照，必要時加(jiā)防護罩。

    （10） 儀表(biao)防護等級應滿足(zu)應用要求。

3.1.2 直(zhi)管段長度要求

      根據儀表精度(du)要求，電磁流量傳(chuán)感器上遊通常需(xu)有5 D的直管段(duàn)，下遊是3 D的直(zhi)管段。

3.1.3 安裝位(wei)置和流動方向

      傳感器安裝方(fang)向水平、垂直或傾(qīng)斜均可，不受限制(zhi)。測量👄固、液兩🛀🏻相流(liu)體垂直安裝，自下(xia)而上流動。可防止(zhǐ)水平安裝時♉襯裏(li)下半🍓部局部磨損(sǔn)嚴重，低流速時固(gù)相📱沉澱等缺點。水(shuǐ)平安裝時要使電(dian)極軸線平行于地(di)平線，如果電👌極軸(zhóu)線垂直于地平線(xian)，則處于📧底部的電(dian)極易被沉積物❄️覆(fu)蓋，頂部的電極易(yì)被液體中夾帶的(de)氣泡覆蓋電極表(biao)面，造成輸出信号(hao)波動。圖1所示(shì)管系中，c、d爲适宜位置；a、b、e爲不宜(yí)位置，b處可能(neng)液體不充滿，a、e處易積聚氣(qì)體，且e處傳感(gǎn)器後管段短也有(yǒu)可能不充滿。對于(yú)固、液兩相流，c處亦是不适宜的(de)位置。

3.1.4 旁路管(guan)安裝

      在連續(xu)生産的工藝管道(dao)上，爲了在不影響(xiǎng)生産的情況下對(dui)儀表進行維修拆(chāi)裝或内部清洗，傳(chuan)感器應盡可能采(cǎi)用與主工藝管道(dao)并聯安裝的方式(shì)（旁🔱路管安裝），如圖(tu)2所示。正常生(sheng)産時截止閥1關閉，截止閥2、3打開，流體就(jiu)可流過流量計實(shi)現流量測量。當傳(chuan)感器發生💰故障需(xu)拆下維修時，隻要(yào)打開截止閥l，關閉截止閥2，3，就能實現在(zai)不影響生産的情(qing)況下對流量計進(jin)行拆💃🏻除。當需要清(qīng)洗流量計内部時(shi)，隻需打開截止閥(fá)1，關閉截止閥(fa)2、3，然後打(da)開流量計兩端盲(máng)闆即可清洗。

    圖2旁路管安(ān)裝

      但是對于(yú)管徑大于1. 5n韻(yun)管系因投資和空(kōng)間位置限制，不易(yì)實現旁路管安裝(zhuāng)❓。此🔱時爲🔴了便于管(guǎn)系停止運行時維(wei)護人員進🐇入管道(dao)檢測、清洗傳感器(qì)☎️内壁，需在流量計(ji)附近工藝管道🏃上(shàng)設置人孔。

3.1.5 負(fù)壓管系的安裝

      氟塑料襯裏傳(chuan)感器須謹慎地應(ying)用于負壓管系。有(you)可能出☀️現🔅負壓的(de)正壓管系應防止(zhi)産生負壓，例如♌液(ye)體溫度高于室溫(wēn)的管🥰系中，當管系(xì)停止運行關閉傳(chuán)感器上下遊截止(zhǐ)閥後，由于流體冷(lěng)卻收縮就會形成(chéng)負✏️壓，此時就應設(she)置如圖3所示(shi)的負壓防止連接(jiē)。

3.1.6 接地

      傳(chuan)感器必須單獨接(jiē)地（接地電阻lOOΩ以下）。分離來自接(jiē)地線混亂的幹擾(rao)：超聲儀器接地、設(she)🌈備接地、系統接地(di)、保護接地混亂，各(gè)個接地點電位分(fen)布不均，不💜同接地(dì)點📱間存在電位差(chà)，引起地環路電流(liú)，影響系統正常工(gōng)作。

2 .2 抗幹擾措(cuo)施

2.2.1 屏蔽

      變頻器在運行時(shí)會産生高次諧波(bō)，造成電壓波形畸(jī)變，嚴🥵重影響附近(jìn)的儀電設備動作(zuò)。屏蔽幹擾源🛀是抗(kàng)幹擾zui有效💘的方法(fa)：

    （1） 在變頻器的(de)進線側安裝進線(xian)電抗器及進線濾(lǜ)波器，抑🛀制幹擾信(xìn)号對電源的幹擾(rǎo)。

    （2） 信号線全部(bù)采用屏蔽線，屏蔽(bi)層可靠接地，布線(xiàn)時盡量遠離變頻(pin)器的進、出線。

    （3） 電機電纜也采用(yong)屏蔽電纜，屏蔽層(ceng)可靠接地。原勻速(su)🔞段的電機控制采(cai)用交流接觸器控(kong)制，接觸器線圈斷(duan)、合瞬🔱間産🐆生電磁(cí)幹擾。針對這種情(qing)況，将交流接觸器(qì)改換成☎️無噪聲固(gù)态接觸器，其控制(zhi)電源改用24直(zhi)流穩壓電源。

2.2.2 接地、濾波、阻容吸(xī)收保護

     針對(duì)供給超聲儀器使(shi)用的電源直接引(yǐn)至電網的問題，将(jiāng)儀器電源和系統(tǒng)電源分開，采用圖(tu)7所示的解止(zhǐ)

     圖3負壓(ya)防止連接

型(xing)儀表原則上接地(di)應在傳感器一側(ce)，轉換器接地應在(zài)同一接地點。如傳(chuan)感器裝在有陰極(jí)腐蝕保護管道上(shang)，除了傳感器和接(jie)🌈地環一起接地外(wai)，還要用較粗銅導(dao)線（  16IT11112）繞道傳感(gǎn)器，跨接到管道的(de)2個連接法蘭(lán)上，使陰極保護電(dian)流與傳感器之間(jiān)隔🔞離。一些應用場(chǎng)合的雜散

電(dian)流過大，如電解槽(cao)沿着電解液的洩(xie)漏電流影響電磁(ci)流量💘計正常測量(liàng)時，可采取在流量(liang)傳感器與其連接(jiē)的工藝管道之間(jiān)進行電氣隔離的(de)辦法。對有陰極保(bao)護的📐管道，如果陰(yin)極保護電流影響(xiǎng)EMF測量時，也可(kě)以采取本方法。

3.2 轉換器安裝和(he)連接電纜

      一(yī)體型電磁流量計(ji)不需要單獨安裝(zhuāng)轉換器；分體式🐪電(diàn)磁🔴流🔱量計的轉換(huàn)器安裝在傳感器(qì)附近或儀表室，安(ān)裝場所♋的選擇餘(yu)地較大，轉換器安(an)裝環境條件比一(yī)體式♍好。其防護等(děng)級💘可降低，例如，可(kě)選IP65或IP64（防(fang)塵防濺級）。安裝場(chǎng)所的要求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各條相同(tóng)。圖7電源淨化(hua) 轉換器和傳(chuán)感器間距離受被(bei)測介質電導率和(hé)信号電纜型号（即(jí)電纜的分布電容(róng)、導線截面和屏蔽(bi)層數等）的制約，需(xu)選用制造廠随儀(yi)表所附（或規定📐型(xing)号）的⛷️信号電纜。一(yi)般儀表“使用(yong)說明書”對不(bu)同電導率液體提(tí)供允許的傳輸距(jù)離範圍。通常，單層(ceng)屏蔽電纜的傳送(sòng)距離爲50 m

       爲避(bì)免引入幹擾信号(hao)，信号電纜必須單(dan)獨穿在接地保護(hu)鋼管内，不能把信(xin)号電纜和電源線(xian)安裝在同一鋼管(guǎn)内。

4. 結語

       随着企業全面走(zǒu)向市場，企業生産(chǎn)經營管理将進🙇🏻一(yi)步深化，流量計量(liàng)越顯重要。電磁流(liu)量計作爲工❤️業流(liu)量測量儀表的👈一(yi)種🏃‍♂️，隻有在正确選(xuan)型、安裝和使用的(de)前提下👈才能更好(hao)地發揮其作用，滿(man)足企業✊計量的要(yao)求，實現降低生産(chan)成本、提高經濟效(xiao)益的🛀🏻目的。

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