工業控(kong)制中電磁流量(liàng)計的選型及應(ying)用

引言

      電磁流量計(jì)有一系列優良(liang)特性，可以解決(jue)其它流量計不(bu)易應用的問題(ti)，如髒污流、腐蝕(shi)流的測量。在電(diàn)磁流量計選型(xing)、安裝和使用方(fang)面有一些技巧(qiao)和🈲注意事項，根(gen)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(liu)量計的優缺點(diǎn)

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

    （1） 由(you)于測量通道是(shi)一段光滑直管(guan)，不會發生阻塞(sāi)，因此，适用于測(cè)量含固體顆粒(li)的液固二相流(liu)體，如紙漿、泥漿(jiāng)、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(guo)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(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(xian)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(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(mò)動流量（隻要脈(mo)動頻⁉️率低于激(jī)磁頻率很多）；儀(yi)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(cí)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(di)的液體．如石油(yóu)制品。

    （2） 不能(neng)測量氣體、蒸汽(qi)和含有較大氣(qì)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(yòng)型電磁流量計(ji)不适用于較高(gao)溫度。

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

2. 電(diàn)磁流量計的選(xuan)型

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

    （1） 液體電導(dǎo)率應高于允許(xu)的下限。各制造(zao)廠商生産的✌️産(chan)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(bú)能測量電導率(lü)低于5μS/cm的液(ye)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(ci)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(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(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(xīn)錐角不超過15。，而且越小越(yuè)好。

    （3） 電極形(xíng)式的選擇。通常(chang)，不産生結晶、結(jié)疤、不沾污電☔極(jí)的❄️流體㊙️介質可(kě)選标準電極；對(dui)有污泥等沾污(wu)電極的應用場(chǎng)合，可選用具有(you)手動機械清污(wū)附件的刮刀式(shi)電極或可更換(huàn)式電極。

    （4） 襯(chèn)裏和電極材料(liao)的選擇。根據液(yè)體的腐蝕性選(xuan)用合适的襯裏(lǐ)🤞和電極材料。可(kě)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(zuo)挂片試驗。應根(gēn)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(bú)小于5D（直徑(jìng)），出口直管(guǎn)段不小于3D。爲使儀表可靠(kao)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(jì)的傳感器應良(liáng)好地單獨接地(dì)。

    （6） 機型的選(xuan)擇。根據安裝、使(shǐ)用和維護條件(jian)，選用檢測和變(biàn)送部分組合在(zài)一起的一體型(xing)或分體型電磁(ci)流量計。

    （7） 儀(yi)表防護等級的(de)選擇。按照國标(biao)GB420 8-8規定的應(ying)用環境，選用儀(yi)表外殼防護等(děng)級。例如，IP65爲(wèi)防噴水型，它允(yun)許水從任何方(fāng)向對儀表噴水(shuǐ)，儀表仍能正常(cháng)工作；IP67爲防(fang)浸水型，它允許(xu)儀表短時間内(nei)全部浸入水中(zhong)仍能正常工作(zuò)。

    （8） 儀表安裝(zhuāng)位置的選擇。由(yóu)于電磁流量計(jì)不能在不滿管(guǎn)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(xū)*注滿介質。

3. 電磁流量計的(de)安裝

    安裝(zhuāng)時應注意以下(xià)事項：

    （1） 液體(tǐ)應具有測量所(suo)需的電導率，并(bing)要求電導率分(fèn)布大體上均勻(yún)。因此流量傳感(gan)器安裝要避開(kāi)容易産生電導(dǎo)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼率不均勻的場(chang)所，例如其上遊(yóu)附近加入藥液(yè)，加液點設👅于傳(chuán)感器下遊；液體(tǐ)有混合時，其分(fen)布應大體均勻(yún)。

    （2） 使用時傳(chuan)感器測量管必(bì)須充滿液體（非(fei)滿管型例外）。

    （3） 液體應與地(di)同電位。當工藝(yi)管道是塑料等(deng)絕緣材料時，輸(shu)送液體會産生(sheng)摩擦靜電，造成(chéng)液體與地間有(yǒu)電位差，爲此需(xu)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(ci)流量傳感器對(dui)安裝場所有以(yi)下要求：

    （1） 測(ce)量混合相流體(ti)時，應選擇不會(huì)引起相分離的(de)場🚩所💯安裝傳感(gǎn)器；測量雙組分(fen)液體時，傳感器(qi)應避免裝在❗混(hùn)合尚未均勻的(de)下遊；測量化學(xue)反應物料時，傳(chuán)感器應安裝⛱️在(zài)反應充分完成(cheng)段的下遊。

    （2） 盡量避免測量(liàng)管内形成負壓(ya)。

    （3） 安裝位置(zhi)應選擇震動小(xiǎo)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(gan)擾

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

    （6） 盡可能(neng)遠離腐蝕性氣(qi)體。

    （7） 環境溫(wen)度應在儀表允(yun)許範圍内，一體(ti)型儀表受結👄構(gòu)影‼️響，對安裝環(huan)境溫度的要求(qiú)更高。

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

    （9） 犀可能(néng)避免受陽光直(zhí)照，必要時加防(fang)護罩。

    （10） 儀表(biǎo)防護等級應滿(man)足應用要求。

3.1.2 直管段長度(du)要求

      根據(jù)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(guǎn)段，下遊是3 D的直管段。

3.1.3 安裝位置和流(liú)動方向

      傳(chuán)感器安裝方向(xiang)水平、垂直或傾(qing)斜均可，不受限(xian)制。測量固、液兩(liang)相流體垂直安(ān)裝，自下而上流(liu)動。可防止水平(píng)安裝時襯裏下(xià)半部局部磨損(sǔn)嚴重，低流速㊙️時(shi)固相沉澱等缺(que)點。水平安裝時(shi)要使電極軸線(xiàn)平行于地平線(xian)，如果電🌈極軸線(xian)垂🍓直于地平線(xian)，則處于底部的(de)電極易被沉積(jī)物覆蓋，頂部的(de)電極易被液🙇🏻體(tǐ)中夾帶的氣泡(pao)覆蓋電極表㊙️面(miàn)，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(chu)亦是不适宜的(de)位置。

3.1.4 旁路(lù)管安裝

      在(zài)連續生産的工(gong)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(chai)裝或内部清洗(xǐ)，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(lu)管安裝），如圖2所示。正常生(shēng)産時截止閥1關閉，截止閥(fa)2、3打開(kai)，流體就可流過(guò)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(zhī)要打開截止閥(fá)l，關閉截止(zhi)閥2，3，就(jiu)能實現在不影(ying)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(guān)閉截止閥2、3，然後打開(kāi)流量計兩端盲(máng)闆即可清洗。

    圖2旁路(lù)管安裝

      但(dan)是對于管徑大(dà)于1. 5n韻管系(xi)因投資和空間(jiān)位置限制，不易(yì)實現旁路管安(ān)裝。此時爲了便(bian)于管系停止運(yun)行時維護人員(yuan)進入管道檢測(cè)、清♊洗傳感器🈲内(nei)壁，需在流量計(jì)附近工藝管道(dào)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(qi)須謹慎地應用(yong)于負壓管系。有(yǒu)可能出現負壓(yā)的正壓管系應(ying)防止産生負壓(ya)，例如液體🐇溫度(du)高于室溫🚩的管(guǎn)系中，當管系停(tíng)止運行關閉傳(chuán)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(ci)時就應設置如(rú)圖3所示的(de)負壓防止連接(jie)。

3.1.6 接地

      傳感器必須單(dān)獨接地（接地電(dian)阻lOOΩ以下）。分(fen)離來自接地線(xiàn)混亂的幹擾：超(chao)聲儀器接地、設(shè)備接地、系統接(jiē)地、保護接地混(hùn)亂，各個接地點(dian)電位分布不均(jun1)，不同接⛹🏻‍♀️地點👄間(jiān)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(gan)擾措施

2.2.1 屏(ping)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(rao)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(gan)擾信号對電源(yuan)的幹擾。

    （2） 信(xin)号線全部采用(yòng)屏蔽線，屏蔽層(ceng)可靠接地，布線(xiàn)時🏃🏻‍♂️盡量遠離變(biàn)❗頻器的進、出線(xiàn)。

    （3） 電機電纜(lan)也采用屏蔽電(diàn)纜，屏蔽層可靠(kao)接地。原勻速段(duàn)的電機控制采(cai)用交流接觸器(qì)控制，接觸器線(xiàn)圈斷、合瞬間産(chǎn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼生電❌磁幹擾。針(zhen)對這種情況，将(jiang)交流接觸器改(gai)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(gòng)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(gan)器一側，轉換器(qì)接地🆚應在🌈同一(yi)接地點。如傳感(gan)器裝在有陰極(jí)腐蝕保護管道(dao)上，除了傳🧑🏾‍🤝‍🧑🏼感器(qi)🔱和接地環一起(qi)接地外，還要用(yong)較粗銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qi)，跨接到管道的(de)2個連接法(fǎ)蘭上，使陰極保(bao)護電流與傳感(gǎn)器之間隔離♉。一(yi)些應用場合的(de)雜散

電流(liú)過大，如電解槽(cáo)沿着電解液的(de)洩漏電流影響(xiang)電磁流量計正(zhèng)常測量時，可采(cai)取在流量傳感(gan)器與其連⭐接的(de)工藝管道之間(jian)進行電氣隔離(li)的辦法。對有陰(yin)極保護的管道(dào)，如果陰極保護(hu)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(cí)流量計不需要(yào)單獨安裝轉換(huan)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(biao)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(ti)式好。其防♉護等(deng)級可降低，例如(ru)，可選IP65或IP64（防塵防濺級(ji)）。安裝場所的要(yào)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各條相同(tóng)。圖7電源淨(jing)化 轉換器(qì)和傳感器間距(ju)離受被測介質(zhi)電導率和信🚶号(hào)🌈電纜🐆型号（即電(dian)纜的分布電容(rong)、導線截面和屏(ping)蔽🧡層數等）的制(zhì)約🔴，需選用制造(zao)廠随儀表所附(fù)（或規定型号）的(de)信号電纜。一般(bān)儀表“使用(yong)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(ju)離爲50 m

       爲避(bi)免引入幹擾信(xin)号，信号電纜必(bi)須單獨穿在接(jie)地保🔴護鋼管内(nei)，不能把信号電(diàn)纜和電源線安(an)裝在同一鋼管(guan)内。

4. 結語

       随着企業全(quan)面走向市場，企(qi)業生産經營管(guan)理将進一步深(shen)👄化，流量計量越(yuè)顯重要。電磁流(liú)量計作爲工業(yè)流量測🏃🏻‍♂️量儀表(biao)的🌈一種，隻有在(zài)正确選型、安裝(zhuāng)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(di)生産成🙇‍♀️本、提高(gao)經濟效益的目(mù)的。

因此廣(guǎng)州迪川儀器儀(yi)表有限公司爲(wèi)更好儀器儀表(biao)而不斷努力