工(gōng)業控制中電(dian)磁流量計的(de)選型及應用(yòng)

引言

      電磁流量(liàng)計有一系列(liè)優良特性，可(kě)以解決其它(tā)流量計🈲不🈲易(yì)應用的問題(tí)，如髒污流、腐(fu)蝕流的測量(liàng)。在電磁流量(liang)計選型、安裝(zhuang)和使用方面(mian)有一些技巧(qiǎo)和注意事♊項(xiàng)，根據實際應(ying)用經驗對這(zhè)些問題進行(háng)分析和讨論(lùn)。

1. 電磁流(liú)量計的優缺(quē)點

     與其(qi)它流量計相(xiang)比，電磁流量(liàng)計具有下列(lie)優點：

    （1） 由(yóu)于測量通道(dao)是一段光滑(hua)直管，不會發(fa)生阻塞，因此(ci)，适用于測量(liang)含固體顆粒(lì)的液固二相(xiàng)流體，如紙漿(jiāng)、泥漿、污水等(děng)。

    （2） 不産生(shēng)流量檢測所(suo)造成的壓力(lì)損失，節能效(xiào)果好。

    （3） 所(suǒ)測的體積流(liú)量受流體密(mì)度、粘度、溫度(du)、壓力和電導(dǎo)率變化🏃的👄影(ying)響小。

    （4） 流(liu)量測量範圍(wei)度大，量程比(bǐ)可高達L l000可選流量範(fan)圍寬，液體流(liú)速一般可在(zai)0.5--1 0m/s内選定(dìng)。有些型号儀(yi)表可在現場(chǎng)根據需要擴(kuò)大和縮小流(liu)量測量範圍(wei)，而不必拆下(xia)儀表進行離(li)線實流标定(ding)。

    （5） 電磁流(liú)量計的口徑(jìng)範圍比其他(tā)品種流量儀(yi)表寬，從幾毫(hao)米到3m;可(ke)測正反雙向(xiàng)流量；也可測(ce)脈動流量（隻(zhī)要脈動頻率(lǜ)低于激👌磁頻(pin)率很多）；儀表(biao)輸出本質上(shang)是線性的。

    （6） 可應用于(yú)腐蝕性流體(ti)的測量。

    （7） 與其它流量(liàng)計相比，電磁(cí)流量計所需(xu)直管段較短(duan)。

    但電磁(ci)流量計也存(cun)在以下缺點(diǎn)：

    （1） 不能測(ce)量電導率很(hěn)低的液體．如(rú)石油制品。

    （2） 不能測量(liang)氣體、蒸汽和(hé)含有較大氣(qì)泡的液體。

    （3） 由于襯裏(lǐ)材料和電氣(qì)絕緣材料的(de)限制，通用型(xíng)電磁♌流⭕量計(jì)不适用于較(jiao)高溫度。

    （4） 投資相對較(jiao)高，特别是大(dà)口徑流量的(de)測量。

2. 電(dian)磁流量計的(de)選型

    電(dian)磁流量計選(xuǎn)型時應注意(yì)以下事項：

    （1） 液體電導(dǎo)率應高于允(yǔn)許的下限。各(ge)制造廠商生(shēng)産的産品對(dui)電導率下限(xiàn)值有不同的(de)數值，目前，一(yī)般電磁流量(liàng)計不能測量(liàng)電導率低于(yu)5μS/cm的液體(ti)流量。

    （2） 液(yè)體流速應在(zài)流量計規定(dìng)的範圍内。一(yi)般電磁流量(liang)🏃🏻計所測流體(ti)平均流速應(yīng)在1-10m/s範圍(wéi)内，部分廠家(jiā)産品的流速(sù)範圍可在0.3-12m/s如西尼爾(er)SINIER的電磁(cí)流量計。若被(bèi)測液體流速(su)太低，可以考(kao)慮加裝異徑(jìng)管，使流速控(kòng)制在規定範(fàn)圍内。爲減小(xiao)加裝異徑管(guǎn)造成壓力損(sun)👨‍❤️‍👨失和影響流(liú)速分布，要求(qiú)異徑管中心(xīn)錐角不超過(guò)15。，而且越(yue)小越好。

    （3） 電極形式的(de)選擇。通常，不(bú)産生結晶、結(jie)疤、不沾污電(dian)極的流體介(jie)質可選标準(zhun)電極；對有污(wu)泥等沾污電(diàn)極的應用場(chang)合，可選用具(jù)有手動機械(xie)清污附件的(de)刮刀式電極(ji)或可更換🙇🏻式(shì)電極。

    （4） 襯(chen)裏和電極材(cai)料的選擇。根(gēn)據液體的腐(fu)蝕性選用合(hé)适的襯裏和(hé)電極材料。可(kě)查有關材料(liao)的防腐蝕手(shǒu)冊選定電極(jí)🌈材料🈲；耐混酸(suan)等成分複雜(zá)的介質，應做(zuo)挂片試驗。應(yīng)🌈根據被測介(jie)質的腐蝕性(xìng)，磨損性及溫(wen)度來選擇電(diàn)磁流量計的(de)襯❄️裏材料。

    （5） 滿足直管(guǎn)段的要求和(he)接地要求。從(cong)電極軸線開(kai)始測量，一👣般(ban)入口直管段(duan)不小于5D（直徑），出(chū)口直管段不(bú)小于3D。爲(wei)使儀表可靠(kào)工作，提高測(ce)量精度，不受(shòu)外界寄生電(dian)勢的♋幹擾，電(dian)磁流量計的(de)傳感器應良(liang)好地單獨接(jiē)地。

    （6） 機型(xíng)的選擇。根據(ju)安裝、使用和(he)維護條件，選(xuan)用檢測和變(biàn)送部分組合(he)在一起的一(yi)體型或分體(ti)型電磁流量(liàng)計。

    （7） 儀表(biǎo)防護等級的(de)選擇。按照國(guó)标GB420 8-8規定(dìng)的應用環境(jing)，選用儀表外(wài)殼防護等級(ji)。例如，IP65爲(wèi)防噴水型，它(ta)允許水從任(rèn)何方向對儀(yí)表噴水，儀表(biao)👣仍能正📧常👉工(gōng)作；IP67爲防(fáng)浸水型，它允(yun)許儀表短時(shí)間内全部浸(jin)入水中仍能(néng)正常工作。

    （8） 儀表安裝(zhuang)位置的選擇(ze)。由于電磁流(liu)量計不能在(zai)不滿管或空(kong)管情況下工(gong)作，所以應保(bao)證測量管在(zài)所有時間内(nèi)必須*注滿介(jiè)質。

3. 電磁(cí)流量計的安(an)裝

    安裝(zhuang)時應注意以(yǐ)下事項：

    （1） 液體應具有(you)測量所需的(de)電導率，并要(yao)求電導率分(fen)布大體上均(jun)㊙️勻。因此流量(liàng)傳感器安裝(zhuang)要避開容易(yì)産生電導率(lǜ)不均勻💰的場(chang)所，例如其上(shang)遊附近加入(rù)藥液，加液點(diǎn)設于傳感器(qi)下遊；液體有(yǒu)混合時，其分(fèn)布應大體🍉均(jun)勻。

    （2） 使用(yòng)時傳感器測(ce)量管必須充(chōng)滿液體（非滿(man)管型例外）。

    （3） 液體應與(yǔ)地同電位。當(dang)工藝管道是(shì)塑料等絕緣(yuan)材料時，輸🈲送(song)液體會産生(sheng)摩擦靜電，造(zao)成液體與地(dì)間有電位差(chà)🐇，爲此需良好(hǎo)接地。

3. 1 流(liu)量傳感器的(de)安裝

3.1.1 安(an)裝場所

    電磁流量傳(chuan)感器對安裝(zhuāng)場所有以下(xià)要求：

    （1） 測(cè)量混合相流(liu)體時，應選擇(zé)不會引起相(xiàng)分離的場所(suo)😄安裝傳感器(qì)；測量雙組分(fèn)液體時，傳感(gan)器應避免裝(zhuang)在混合❄️尚未(wèi)🌈均勻的下遊(you)；測量化學反(fǎn)應物料時🌈，傳(chuan)感器⛱️應安裝(zhuāng)在反應充分(fèn)完成段的下(xià)遊。

    （2） 盡量(liàng)避免測量管(guǎn)内形成負壓(ya)。

    （3） 安裝位(wèi)置應選擇震(zhèn)動小的場所(suo)，特别是一體(tǐ)型儀✨表。

    （4） 遠離大電機(ji)、大變壓器等(děng)，避免引入電(dian)磁幹擾

    （5） 選擇易于實(shí)現傳感器單(dan)獨接地的位(wei)置。

    （6） 盡可(kě)能遠離腐蝕(shi)性氣體。

    （7） 環境溫度應(ying)在儀表允許(xu)範圍内，一體(tǐ)型儀表受結(jie)構影響，對安(ān)☁️裝環境溫度(dù)的要求更高(gāo)。

    （8） 環境相(xiàng)對濕度應在(zài)儀表允許範(fan)圍内。

    （9） 犀(xi)可能避免受(shou)陽光直照，必(bì)要時加防護(hu)罩。

    （10） 儀表(biǎo)防護等級應(yīng)滿足應用要(yào)求。

3.1.2 直管(guǎn)段長度要求(qiú)

      根據儀(yi)表精度要求(qiú)，電磁流量傳(chuan)感器上遊通(tong)常需有5 D的直管段，下(xia)遊是3 D的(de)直管段。

3.1.3 安裝位置和(he)流動方向

      傳感器安(an)裝方向水平(ping)、垂直或傾斜(xie)均可，不受限(xiàn)制✊。測量固、液(ye)兩相流體垂(chui)直安裝，自下(xia)而上流動。可(kě)防止水平安(ān)裝時襯裏下(xià)半✂️部局部磨(mo)損嚴重，低流(liu)速時固相沉(chen)澱等缺點。水(shuǐ)📧平安裝🎯時要(yào)使電極軸線(xian)平行于地平(píng)線，如果電極(ji)軸線垂直于(yu)地平線，則處(chù)于底部的電(dian)極易被沉積(jī)物覆蓋，頂部(bù)的電極易被(bei)液體中夾帶(dài)的氣泡覆蓋(gai)電極表面，造(zào)成輸出信号(hao)波動。圖1所示管系中(zhong)，c、d爲(wei)适宜位置；a、b、e爲不宜位置(zhi)，b處可能(neng)液體不充滿(mǎn)，a、e處(chù)易積聚氣體(tǐ)，且e處傳(chuan)感器後管段(duan)短也有可能(neng)不充滿。對于(yu)固、液兩相流(liú)，c處亦是(shi)不适宜的位(wèi)置。

3.1.4 旁路(lù)管安裝

      在連續生産(chǎn)的工藝管道(dào)上，爲了在不(bú)影響生産的(de)情況下對儀(yí)表進行維修(xiu)拆裝或内部(bù)清洗，傳感器(qì)應盡可能采(cǎi)用與主🆚工藝(yì)管道并聯安(an)裝的方式（旁(pang)路管安裝），如(ru)圖2所示(shi)。正常生産時(shí)截止閥1關閉，截止閥(fá)2、3打(da)開，流體就可(ke)流過流量計(jì)實現流量測(ce)量。當傳感器(qi)發生故障✊需(xū)拆下維修時(shí)，隻要打開截(jié)止閥l，關(guān)閉截止閥2，3，就能(néng)實現在不影(yǐng)響生産的情(qíng)況下對流量(liàng)計進行拆除(chú)。當需💃要清洗(xǐ)流量計内部(bu)時，隻需打開(kāi)截止閥1，關閉截止閥(fá)2、3，然(ran)後打開流量(liàng)計兩端盲闆(pan)即可清洗。

    圖2旁(páng)路管安裝

      但是對于(yu)管徑大于1. 5n韻管系因(yin)投資和空間(jian)位置限制，不(bu)易實現旁路(lù)管安裝。此💋時(shí)爲了便于管(guǎn)系停止運行(háng)時維護人員(yuán)進入管道檢(jian)測、清洗傳感(gǎn)器内壁，需在(zài)流量計附近(jin)工🐉藝管道上(shang)設置人孔。

3.1.5 負壓管系(xi)的安裝

      氟塑料襯裏(li)傳感器須謹(jǐn)慎地應用于(yu)負壓管系。有(yǒu)可能出現負(fu)壓的正壓管(guan)系應防止産(chan)生負壓，例如(ru)液體溫度高(gao)于室溫的管(guan)⛱️系中，當管系(xi)停止運行關(guan)閉傳感器上(shàng)下遊截止🏃閥(fá)後，由于流體(ti)🌈冷卻收縮就(jiu)會形成負壓(ya)，此時就應設(she)置如圖3所示的負壓(ya)防止連接。

3.1.6 接地

      傳感器必須(xū)單獨接地（接(jie)地電阻lOOΩ以下）。分離來(lái)自接地線混(hùn)亂的幹擾：超(chao)聲儀器接地(dì)、設備接地、系(xì)統接地、保護(hù)接地混亂，各(gè)個接地點電(diàn)位分布不均(jun1)，不同接地點(diǎn)間存在電位(wei)差，引起地環(huan)路電流，影響(xiang)系統正常工(gong)作。

2 .2 抗幹(gan)擾措施

2.2.1 屏蔽

      變(biàn)頻器在運行(hang)時會産生高(gao)次諧波，造成(chéng)電壓波形畸(ji)變，嚴重影響(xiang)附近的儀電(diàn)設備動作。屏(píng)蔽幹擾源🙇‍♀️是(shi)抗幹擾zui有效(xiào)的方法：

    （1） 在變頻器的(de)進線側安裝(zhuang)進線電抗器(qì)及進線濾波(bo)器，抑制幹擾(rǎo)信号對電源(yuan)的幹擾。

    （2） 信号線全部(bù)采用屏蔽線(xiàn)，屏蔽層可靠(kao)接地，布線時(shí)盡量遠離變(bian)頻器的進、出(chu)線。

    （3） 電機(jī)電纜也采用(yong)屏蔽電纜，屏(ping)蔽層可靠接(jie)地。原勻速段(duan)的☎️電機控制(zhì)采用交流接(jie)觸器控制，接(jie)觸器線圈斷(duàn)、合瞬間産生(shēng)電⚽磁幹擾。針(zhēn)對這種情況(kuàng)，将交流接觸(chù)器改換成無(wu)噪聲固态接(jiē)觸器，其控制(zhì)電源改用24直流穩壓(ya)電源。

2.2.2 接(jie)地、濾波、阻容(róng)吸收保護

     針對供給(gei)超聲儀器使(shǐ)用的電源直(zhi)接引至電網(wǎng)的問題，将儀(yí)⭐器電源和系(xì)統電源分開(kai)，采用圖7所示的解止(zhi)

     圖3負壓防止連(lian)接

型儀(yí)表原則上接(jiē)地應在傳感(gan)器一側，轉換(huan)器接地✨應在(zài)同一💜接🐆地點(diǎn)。如傳感器裝(zhuāng)在有陰極腐(fǔ)蝕保護管道(dào)上，除了傳感(gan)器和接地環(huan)一起接地外(wài)，還要用較粗(cū)銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qi)，跨接到管道(dào)的2個連(lián)接法蘭上，使(shi)陰極保護電(diàn)流與傳感器(qì)之間隔離。一(yī)些應用場合(he)的雜散

電流過大，如(ru)電解槽沿着(zhe)電解液的洩(xie)漏電流影響(xiang)電📧磁流✂️量計(jì)正常測量時(shí)，可采取在流(liú)量傳感器與(yǔ)💰其連✂️接的工(gōng)藝管道之間(jian)進行電氣隔(ge)離的辦法。對(duì)有陰極保護(hù)的管道，如果(guǒ)陰極保護電(dian)流影響EMF測量時，也可(kě)以采取本方(fāng)法。

3.2 轉換(huan)器安裝和連(lián)接電纜

      一體型電磁(cí)流量計不需(xu)要單獨安裝(zhuāng)轉換器；分體(ti)式電磁流♻️量(liàng)計的轉換器(qi)安裝在傳感(gan)器附近或儀(yí)表室，安裝場(chǎng)所的選擇餘(yu)♋地較大，轉換(huan)器安裝環境(jing)條件比一體(ti)式好。其防護(hù)等級可降低(di)，例如，可選IP65或IP64（防(fáng)塵防濺級）。安(ān)裝場所的要(yao)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各(gè)條相同。圖7電源淨化(huà) 轉換器(qì)和傳感器間(jian)距離受被測(cè)介質電導率(lǜ)和信🏒号電纜(lan)型号（即電纜(lan)的分布電容(rong)、導線截面和(hé)屏蔽層數等(děng)）的制約✍️，需選(xuǎn)用制🛀🏻造廠随(suí)儀表所附（或(huo)規定型号）的(de)信号電纜。一(yī)般儀表“使用說明書(shu)”對不同(tóng)電導率液體(ti)提供允許的(de)傳輸距離範(fàn)圍。通常，單層(céng)屏蔽電纜的(de)傳送距離爲(wei)50 m

       爲避免(miǎn)引入幹擾信(xin)号，信号電纜(lǎn)必須單獨穿(chuan)在接地保護(hu)鋼管内，不能(neng)把信号電纜(lan)和電源線安(an)裝在同一🌈鋼(gang)管㊙️内。

4. 結(jié)語

       随着(zhe)企業全面走(zou)向市場，企業(yè)生産經營管(guan)理将進一🐕步(bu)深化，流量計(jì)量越顯重要(yào)。電磁流量計(ji)作爲工業流(liú)量測量儀表(biao)的一種，隻有(you)在正确選型(xíng)、安裝和使用(yong)的前提下才(cái)能更💘好地發(fa)揮其作用，滿(mǎn)足企業計量(liang)的要求，實現(xiàn)降低生産成(cheng)本、提高經濟(jì)效益的目的(de)。

因此廣(guang)州迪川儀器(qì)儀表有限公(gōng)司爲更好儀(yí)器儀表而不(bú)斷🌐努力