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電磁流量計的選型與應用研究
發布時間:2021-10-21 08:47:53

摘要:本文介紹了電磁流量計的特點和注意事項。電磁流量計精度高、工作可靠、耐用性好、維護費用低,測量范圍寬。詳細介紹了電極及襯里材料的選擇,流量計安裝和使用注意事項、流量計的選型等,選用什么種類的電磁流量計,應根據被測流體介質的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等物理性質和化學性質來確定。安裝在無振動、無強電磁場的環境中,盡量垂直安.裝,水平安裝需要安裝在低處,信號線使用屏蔽線,走線不能跟強電線路一起。通過合理選型,既提高了流量計測量精度,又延長了使用壽命,現在電磁流量計被廣泛應用于電力、環保、冶金、化工、石化、醫藥、食品等行業,應用前景廣闊。
1電磁流量計的特點
1.1優點
①測量管與工藝管的口徑可以相同,管內無可動部件及節流元件,沒有壓力損失,并且可以測量含有顆粒、懸浮物的介質。②可以用來測量具有強腐蝕性的介質。③輸出信號不受介質的物理性質如壓力、黏度、溫度的影響,輸出信號與流量大小具有很好的線性關系。④測量范圍寬,流量比達1:100,管徑可以做到lm.
1.2缺點
①介質溫度、壓力不影響信號輸出大小與精度,但是管道承壓及襯里性質影響其使用范圍,一般使用壓力不超過4MPa,溫度不超過150℃。②不能測量氣體、蒸汽和石油制品等非導電性介質,要求介質電導率大于5uS/cm.③根據電磁感應定律,感應電勢的大小跟介質流速成正比,因此流速不能太低,一般要求流速下限為50cn/s,當流速不能達到要求時,可以通過縮徑的方式實現。
2電磁流量計傳感器的結構
2.1檢測導管
  檢測導管是由非導磁的高阻材料制成。為了避免勵磁線被檢測導管的管壁短路,并使檢測導管在較強的交變磁場中盡可能地降低渦流損耗,一般為不銹鋼、玻璃鋼或具有高電阻率的鋁合金。
2.2絕緣襯里
  為了防止檢測導管被腐蝕并使內壁光滑,常常在整個檢測導管內壁涂_上絕緣襯里,襯里材料由工作溫度來決定一般常用陶瓷或專門的橡膠、環氧樹脂等。需要指出的是:用不銹鋼等導電材料做導管時,在檢測導管內壁與電極之間必須有絕緣襯里,以防止感應電勢被短路。
2.3電極
  一般由導磁的不銹鋼材料制成,也有用鉑、黃金或不銹鋼鍍鉑、鍍黃金等制成。要求電極與內襯平齊,以便流體通過時不受阻礙。電極宜安裝在管道水平方向,以防止沉淀物堆積在電極上而影響檢測的精度。
2.4傳感器的磁場
  采用直流磁場,交變磁場都可以。直流磁場可以用永久磁鐵來實現,這種結構比較簡單。但是,由于采用直流磁場,在電極.上產生的感應電勢為直流電勢,會引起被測介質的電解,從而在電極上發生極化現象,破壞原來的檢測條件。所以,工業生產上用的電磁流量計一般采用交變磁場。采用交變磁場可以有效地消除極化現象。但是,由于電磁流量計在工作時,管道內充滿導電液體,因而交變磁通就不可避免地要穿過由電極引線、被測液體和轉換部分的輸入阻抗構成的閉合回路,從而在該回路內產生一個附加的干擾電勢,會引起檢測誤差。因此,可在檢測部分的結構上采取相應措施,使進入儀表的干擾電勢互相抵消,消除此項影響。
3選型注意事項
3.1環境條件
  電磁流量計安裝分為兩種:--體式和分體式。(1)現場和環境較好的條件下,一般選用一體式,即傳感器和轉換器組裝成一體。(2)分體式電磁流量計即傳感器和轉換器分開裝于不同地點,一般出現以下情況時選用分體式:
①環境溫度或流量計轉換器表面受輻射溫度超過60℃;
②管道振動較大的場合:③對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場合:
④現場濕度較大或有腐蝕性氣體的場合:⑤流量計裝在高空或不方便調試的場合。
3.2防爆及防護等級
  根據環境要求,選擇本安、隔爆型電磁流量計或普通型,并且滿足一定的防護等級,按規范進行安裝,提高儀表的安全性。
3.3電極材料
  導電介質在電磁流量計管內通過時,在外加磁場的作用下產生感應電勢,電極的作用就是把產生的電動勢引出來,然后放大、輸出標準信號。電極直接跟介質接觸,因此,應根據介質的化學性質,選擇合適的電極,以免出現腐蝕。常用的電極材質有鉭、鈦、316L、HC、鉑銥合金、碳化鎢等。
3.4接地環或接液環
  電磁流量計的輸出信號比較小,一般只有2.5~8mV,小流量時信號可能低至幾微伏,外界稍有干擾就會影響測量精度。因此,儀表外殼、測量管、介質、儀表屏蔽線等要做好等電位連接,并進行可靠、單獨接地。與介質連接的金屬部.分,就叫接地環或接液環。接地環的材料選擇--般考慮經濟性和耐腐蝕性,對于大口徑的金屬管道上的電磁流量計,為了節約成本,可以不設接地環,將流量計的法蘭和管道連起來然后再接地;如果電磁流量計用在小口徑的管道上或用在非金屬管道上,必須設置接地環。
3.5內襯材料
  內襯主要作用是絕緣,預防電極短路,同時保護測量管不受介質腐蝕。常用的內襯材料包括:聚氨酯橡膠、PFA、天然軟橡膠、EPDM橡膠,選擇時應根據介質溫度、腐蝕性、是否含有固體顆粒、耐磨性能等情況,選擇合適的內襯,延.長儀表使用壽命。
3.6供電電源
  一般廠家的電磁流量計采用四線制接線,信號線與電源線分開,可以采用交流220V電源供電,也可以采用直流24V電源供電。原則上采用直流24V安全電源供電,特別是在易燃易爆的環境。
4安裝注意事項
4.1安裝地點的選擇
①盡量避免將電磁流量計安裝在溫度經常變化的地點,降低溫度變化引起的溫漂,減少流量不穩情況。如果現場受到熱源的輻射,必須采用熱隔離或通風設施。②避免將流量計安裝在受振動或撞擊的地方。③盡量避免將電磁流量計安裝在腐蝕性環境中,若不能避免,盡量選擇通風良好的環境。④電磁流量計盡量避免陽光直曬。⑤請勿將電磁流量計安裝在電動機、變壓器和其他強電源附近,減少電磁干擾。⑥留足必要的安裝及檢修空間。
4.2流量計可自動檢測正反方向
  安裝儀表時,應使流向箭頭同現場實際正流向保持一致。對分離型儀表,交換轉換器或傳感器一端的CD1和CD2端子上的連線,相當于切換流向。
4.3傳感器(含--體型)與管道的連接要求
  首先,要注意傳感器本身不能作為荷重支撐點,它不能支撐毗連的工作管道。同時,傳感器安裝時應當使其不受過大的拉緊應力,應考慮消除毗連管道因熱膨脹產生的應力影響。安裝傳感器時,應保證測量管與工藝管道同軸。法蘭之間加裝的法蘭墊圈,應有良好的耐腐蝕性能,該墊圈不得伸入管道內部。在傳感器鄰近管道進行焊接或火焰切割時,要采取隔離措施,防止襯里受熱。為可靠測量,重要的是電極應當完全浸沒在被測流體中,傳感器可以安裝在任何方位(水平、垂直、傾斜),只要通過電極的連線基本處于水平位置即可(與水平線夾角一般<10度),為了進一步減小夾帶氣泡對測量的影響,可以適當提高工作壓力。要避免管道內產生負壓,損壞襯里。儀表安裝場所的磁場強度應小于400A/m。
4.4與金屬管道的連接、連線和接地
  流量信號是以介質為參考點(0V)的差動信號,傳感器內部已將信號參考點(OV)與金屬測量管連通。一般通過管道法蘭與儀表法蘭的連接螺栓雖然能使流量計取得介質電位(0V),但正規的方法是加裝電氣連線,確保以介質為OV的流量信號可靠輸出。傳感器還應加接地線,接地電阻應小.于10歐姆。
4.5其他安裝注意事項
①電磁流量計接地裝置應獨立設置,不能與電氣系統共用接地裝置,接地電阻≤109.②儀表安裝完畢,通過2mm2銅芯軟線將電磁流量計接地極連接到接地裝置。③為了保護電磁流量計內襯不被機械劃傷,建議管道吹掃完畢后,再安裝電磁流量計。同時,在焊接管道時,嚴格控制電焊機接地線搭接位置,避免用電磁流量計本體作為導體通過焊接電流,以防電子線路被擊穿,造成儀表損壞。④為了防止電磁流量計受到管道的振動、熱脹冷縮的影響,避免將電磁流量計單獨固定,可以通過管道--起進行支撐。⑤電磁流量計中心軸應與管道中心軸保持同心,以免引起測量誤差。⑥搬運電磁流量計時,應保證流量計測量管部位均衡受力,或通過本體的吊環進行搬運,不能讓流量計信號引出管和接線盒受力。⑦當介質中含有固體沉淀物時,電磁流量計應垂直安裝,避免安裝在水平管道的最低點,以防物料堆積在管道內。⑧盡量遠離泵出口安裝,因為泵出口介質狀態不穩定并且距離電動機太近,容易產生干擾。
5結束語.
  電磁流量計是化工生產中常用的-種流量計,在設計、選型、安裝過程中,應結合安裝地點、使用現場環境情況(防爆)以及介質的物理、化學性質,選擇合適的規格型號,進行規范安裝,以滿足不同的生產需要。

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