從使用角度認(rèn)識電磁流量計

從使用角度認(rèn)識電磁流量計
摘要.. 電磁流量計是一種應(yīng)用廣泛的流量計量儀表。很多場合質(zhì)量流量計用不好, 而電磁流量計用得好, 由于實際工況和測量介質(zhì)的多樣性和特殊性, 在使用中要確切有效的發(fā)揮它的作用, 就得在選用流量計時需要從多方面進行考慮。本文通過對電磁流量計特點的介紹和對不同勵磁方式的分析, 從而可以恰當(dāng)、有效的選擇和使用它。
關(guān)鍵詞.. 電磁流量計.. 勵磁.. 特點和應(yīng)用
 1 .. 前言由于電磁流量計具有可靠性高、耐腐蝕性強、容易變更測量范圍等特點, 在國內(nèi)外好多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用并重點對它進行開發(fā)。
 2 .. 使用情況在我們所涉及的工程, 例如輕工行業(yè)中電磁流量計常應(yīng)用在食品、造紙、精細化工和污水處理等行業(yè), 用來測量乳液、番茄醬、啤酒、紙漿、填料、黑液、其他化學(xué)品等液體或具有氣液、液固兩相的液體流量。這些液體中除干凈液體外, 大多為易粘、易堵、含氣泡、含固體顆粒, 有的還具有強腐蝕性。目前, 電磁流量計具有傳感器、轉(zhuǎn)換器一體型和分離型二種結(jié)構(gòu)形式, 高達IP68 的防護等級, 多種可選的耐腐耐磨忖里和電極材料, 精度可達0. 2 級, 醫(yī)藥工程設(shè)計雜志.. Pharmaceutical & Eng ineering Design 2005, 26( 5) 這使得電磁流量計基本上能滿足上述工況的流量測量需要。
 3 .. 電磁流量計的特點和不足
 3. 1 .. 特點
 ( 1) 結(jié)構(gòu)簡單, 無活動部件和阻礙被測介質(zhì)流動的擾動件或節(jié)流件, 對易黏附和固液二相介質(zhì)不易發(fā)生管道堵塞、磨損等問題。可彌補質(zhì)量流量計不易測量此類介質(zhì)的不足。
 ( 2)智能電磁流量計是一種測量體積流量的儀表, 其測量不受流體的密度、溫度、壓力、粘度、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率的變化的影響。電磁流量計只需用水作為試驗介質(zhì)進行標(biāo)定, 而不需要作附加修正就可用來測量其它導(dǎo)電性液體。這是其他流量計所不具備的優(yōu)點。
 ( 3) 電磁流量計測量范圍很大, 有的產(chǎn)品測量范圍達1000: 1。對同一口徑傳感器, 其滿量程只要介質(zhì)流速在0. 3~ 15m/ s 范圍內(nèi)可任意設(shè)定。電磁流量計的測量范圍可涵蓋紊流和層流狀態(tài)兩種速度分布狀態(tài), 這是差壓式流量計、渦輪式、渦街等流量計不能與之相比擬的。
 ( 4) 測量原理上是線性的, 測量準(zhǔn)確度高, 而且*電信號輸出, 測量的反映速度快, 可測脈動流量和快速累積總量。
 ( 5) 耐腐蝕性能好。
 ( 6) 原理上是測量過水?dāng)嗝娴钠骄魉? 對流速分布的要求較低。因此, 傳感器前后的直管段要求比其他流量計短。
 ( 7) 可測正、反兩個方向的流動流體。
 3. 2 .. 不足之處
 ( 1) 電磁流量計不能用于測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體。
 ( 2) 電磁流量計目前還不能用來測量導(dǎo)電率很低的液體介質(zhì), 被測液體介質(zhì)的電導(dǎo)率不能低于10- 5S/ cm( 相當(dāng)于蒸餾水的電導(dǎo)率) 。對石油制品或者有機溶劑等還無能為力。
 ( 3) 由于測量管絕緣襯里材料受溫度的限制, 目前工業(yè)電磁流量計還不能測量高溫高壓流體。
 ( 4) 電磁流量計受流速分布影響, 在軸對稱分布的條件下, 流量信號與平均流速成正比。所以, 電磁流量計前后也必須有一定長度的前后直管段。
 ( 5) 電磁流量計易受外界電磁干擾的影響。
  4 .. 勵磁對測量的影響
 電磁流量計在使用中的效果受諸多因素影響。測量的真實、可靠及精度除了與轉(zhuǎn)換器有關(guān)外, 更主要是取決于傳感器, 而傳感器的勵磁技術(shù)對流量檢測影響很大。了解勵磁技術(shù)發(fā)展過程, 對我們選用、維護電磁流量計很有現(xiàn)實意義。
  4. 1 .. 直流勵磁
 上個世紀(jì)初, 歐洲國家曾研制出用直流勵磁的電磁流量計, 并開始其工業(yè)應(yīng)用。圖1 .. 直流勵磁示意圖直流勵磁技術(shù)是利用永磁體或者直流電源給電磁流量傳感器勵磁繞組供電, 以形成恒定的勵磁磁場, 如圖1 所示。直流勵磁技術(shù)的問題是直流感應(yīng)電動勢在兩電極表面上形成固定的正負極性, 引起被測流體介質(zhì)電解, 導(dǎo)致電極表面極化現(xiàn)象。
 4. 2 .. 工頻正弦波勵磁
 為了消除直流勵磁中電極極化效應(yīng)等弊病, 在以后的幾十年中, 發(fā)達國家又提出了用工頻正弦波勵磁, 如圖2 所示。是利用工頻50Hz 正弦波電源給電磁流量傳感器勵磁繞組供電。其主要特點是能夠基本消除電極表面的極化現(xiàn)象, 降低電極電化學(xué)電勢的影響和傳感器的內(nèi)阻。圖2 .. 工頻正弦波勵磁示意圖但是, 工頻正弦波勵磁技術(shù)的采用會帶來一系列電磁感應(yīng)干擾和噪聲。上個世紀(jì)七, 八十年我國代造紙行業(yè)在使用國產(chǎn)電磁流量計中, 發(fā)現(xiàn)電磁流量計經(jīng)常出現(xiàn)零點和示值不穩(wěn)。嚴(yán)格的接地和遠離電磁干擾源也不能完, 影響了生產(chǎn)。這與工頻勵磁的弱點有關(guān)。
 4. 3 .. 低頻矩形波勵磁
 為了*解決孔板流量計工頻干擾問題, 提高流量測量精度, 介于直流勵磁和工頻交流勵磁之間的低頻矩形波勵磁技術(shù)被提出。此項勵磁技術(shù), 如圖3 所示, 既具有直流勵磁技術(shù)不產(chǎn)生渦流效應(yīng)、變壓器效應(yīng)( 正交干擾) 的特點, 又具有工頻正弦波勵磁基本不產(chǎn)生極化效應(yīng), 便于放大信號處理, 而能避