電磁流量計安裝中常見問題及處理_電磁流量計選型安裝

電磁流量計選型安裝中常見問題及處理
    摘要: 電磁流量計是一種測量導電介質液體體積流量的儀表, 在很多行業應用非常廣泛。為了得到很好的使用效果, 電磁流量計在選型和安裝中需要滿足一定的要求。文章從實際的工作經驗出發, 就電磁流量計在選型和安裝過程中常見的問題做總結, 并介紹其處理方法, 對使用者可以起到一定的借鑒作用。
   關鍵詞: 電磁流量計; 選型安裝; 問題及處理
      電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。由于其具有壓損極低, 對介質的物理特性, 如密度、粘度、溫度、壓力等參數沒有要求, 對直管段的要求也很低等優點, 目前, 在給排水、造紙、醫藥食品工業、生物工程等行業應用非常廣泛。由于其性能不斷完善, 功能也逐步強大, 對于儀表的選型和現場的安裝也有一定的要求; 如果不按要求選型和安裝, 將會在使用中出現故障。下面就電磁流量計從其原理、選型和安裝方面的注意事項做一下總結, 望能為廣大使用者帶來裨益。
   1.. 工作原理
    目前, 電磁流量計已發展成多種類型, 分類方法也有很多種, 如按勵磁方式分類有直流勵磁型、交流工頻勵磁型、雙頻勵磁型和低頻矩形波勵磁型。但其基本工作原理就是法拉第電磁感應定律, 即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電動勢, 如圖1 所示。圖1.. 感應電勢產生原理圖電勢由下式給出: .. E =K .. B .. v.. D 式中: E 為感應電壓; K 為儀表常數; B 為磁感應強度; v為平均流速; D 為測量管內直徑。導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內流動, 在與流動方向垂直的方向上產生與流量成比例的感應電勢, 其感應電勢的大小與磁感應強度、流體做切割磁力線速度等因素成正比。
    2.. 選型和安裝中常見問題及處理
   2. 1.. 選型有關問題
   ( 1) 液體電導率使用智能電磁流量計的前提是被測液體電導率不能低于規定的下限值, 低于下限值會產生測量誤差直至不能使用, 超過上限值即使變化也可以測量, 示值誤差變化不大, 通用型EMF的閾值在5 .. 10- 6 ~ 10- 4 S / cm 之間, 視型號而異。工業用水及其水溶液的電導率大于10- 4 S /cm, 酸、堿、鹽液的電導率在10- 4 ~ 10- 1S / cm 之間, 使用不存在問題, 低度蒸餾水為10- 5S /cm, 也不存在問題; 石油制品和有機溶劑電導率過低就不能使用。表1列出若干液體在20.. 時的電導率。對于水溶液, 資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的, 實際使用的水溶液可能用工業用水配比, 電導率將略高, 也有利于流量測量。表1.. 若干液體在20.. 時的電導率液體名稱電導率/S.. cm- 1 液體名稱電導率/S.. cm- 1 石油( 3~ 5) .. 10- 13 飲用水.. 10- 4 丙酮( 2~ 6) .. 10- 8 海水.. 4 .. 10- 2 高度蒸餾水4 .. 10- 8 硫酸( 5% ~ 99. 4% ) ( 2. 1 .. 10- 1) ~ ( 8. 5 .. 10- 3) 苯7. 6.. 10- 8 氨水( 4% ~ 30% ) ( 1 .. 10- 3) ~ ( 2.. 10- 4) 液氨1. 3.. 10- 7 氫氧化鈉( 4% ~ 50% ) ( 1. 6.. 10- 1) ~ ( 8.. 10- 2) 甲醇( 4. 4~ 7. 2) .. 10- 7 食鹽水( 2. 5% ) 2.. 10- 1
   .. .. ( 2) 電極材料的選擇在選型過程中, 要想達到良好的測量效果, 應根據被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料, 具體請查有關腐蝕手冊。表2為常見的電極材料及對應耐腐蝕性能, 對于特殊流體應作試驗驗證。表2.. 常見電極材料及耐腐蝕性能材.. 料耐腐蝕性能含鉬不銹鋼硝酸、室溫下< 5% 硫酸、沸騰的磷酸、蟻酸、堿溶液、在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸哈氏合金C, 哈氏合金B (HC, HB) 耐氧化性酸、氧化性鹽、耐海水、耐非氧化懷酸, 非氧化性鹽、堿、常溫硫酸鈦( T i) 海水、各種氯化物和次氯鹽酸、氯化性酸( 包括發煙硝酸) 、有機酸、堿鉭( T a) 除氫氟酸、發煙硫酸、堿外的其余化學介質鉑( P t) 各種酸、堿、鹽, 不包括王水
   .. .. ( 3) 流速、滿度流量、量程比和口徑的選擇選定儀表口徑不一定與管徑相同, 應視流量而定, 根據計算公式或者經驗可以首先確定選定的流量計的口徑。如果過程是工業輸送水等液體, 管道流速是經濟流速1. 5~ 3m / s, 一般電磁流量計用在這樣的管道上, 傳感器口徑與管徑相同即可。電磁流量計滿度流量時液體流速可在1 ~ 10m / s 范圍內選用。上限流速在原理上是不受限制的, 通常建議不超過5m / s, 除非襯里材料能承受液流沖刷。滿度流量的流速下限一般為1m / s, 有些型號儀表則為0. 5m / s。對于新建工程, 運行初期流量可能偏低, 儀表口徑小于管徑, 則應以異徑管連接。用于有易黏附、沉積、結垢等物質的流體, 選用流速不低于2m / s, 提高到3~ 4m / s或以上, 起到自清掃、防止黏附沉積等作用。用于礦漿等磨耗性強的流體, 常用流速應低于2~ 3m / s, 以降低對襯里和電極的磨損。在測量接近閾值的低電導液體時, 盡可能選定較低流速(小于0. 5~ 1m / s), 因流速提高流動噪聲會增加, 而出現輸出晃動現象。電磁流量計的量程比通常不低于20, 帶有量程自動切換功能的儀表, 可超過50~ 100。目前國內外可提供的定型產品的口徑從6mm 到3000mm, 雖然實際應用還是以中小口徑居多, 但與大部分其他原理流量儀表(如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質量式等) 相比, 大口徑儀表還是占有較大比重。
    ( 4) 液體中含有混入物
    混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作, 但測得的是含氣泡體積的混合體積流量; 如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流, 因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時斷開, 出現輸出晃動甚至不能正常工作。含有非鐵磁性顆?；蚶w維的固液雙相流體同樣可測得二相的體積流量。雖然還未見到其應用于固液雙相流體中固形物影響的系統實驗報告, 但國外有報告稱固形物含量有14% 時, 誤差在3%范圍以內; 我國黃河水利委員會水利科學研究所的實驗報告稱, 測量高沙含量水的流量, 含沙量體積比17% ~ 40% (沙中值粒徑0. 35mm) , 儀表測量誤差小于3%。
    ( 5) 附著和沉淀
    測量易在管壁附著和沉淀物質的流體時, 若附著的是比液體電導率高的導電物質, 信號電勢將被短路而不能工作, 若是非導電層則首先應注意電極的污染, 譬如選用不易附著尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外定期手動刮出沉垢; 也有暫時斷開測量電路, 在電極簡短時間內流過低壓大電流, 焚燒清除附著油脂類附著層。易產生附著的場所可提高流速以達到自清掃的目的, 還可以采取較方便的易清洗的管道連接, 可不拆卸清洗傳感器。接觸型電極電磁流量計附著非導電膜層, 儀表仍能工作, 但若為高導電層則同樣不能工作。
    2. 2.. 安裝中有關問題
   ( 1) 安裝位置和流動方向傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可, 不受限制。但測量固、液兩相流體垂直安裝, 自下而上流動, 這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重,
低流速時固相沉淀等缺點。水平安裝時要使電極軸線平行于地平線, 不要垂直于地平線, 因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋, 頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面, 使輸出信號波動。圖2所示管系中, c、d為適宜位置; a、b、e為不宜位置; b 處可能液體不充滿, a、e處易積聚氣體, 且e處傳感器后管段短也有可能不充滿, 排放口如f形狀所示; 對于固、液兩相流c處亦是不宜位置。圖2.. 傳感器安裝位置由于當前流量計有測單向流和雙向流2種, 因此在安裝時一定要按要求來做, 這樣就能保證今后的使用效果。
    ( 2) 直管段要求
   為獲得正常測量精確度, 一般智能電磁流量計規定上游至少有5倍管徑長度的直管段, 它的下游至少有3 倍管徑長度的直管段。當然在條件允許的情況下, 尤其是前面有調節閥時, 根據經驗在流量計前置直管道長度在10倍管徑以上, 也可以在直管內安裝整流器, 以達到穩定液流流態, 提高計量準確度的目的。有些型號儀表盡管精確度能達到( .. 0. 2% ~ .. 0. 3% ) R, 但卻有嚴格的安裝條件, 對環境溫度及前后直管段長度都有很高要求。因此在安裝前要詳細閱讀制造廠樣本或說明書并按規定來安裝, 否則就不能保證其測量精度。各標準或檢定規程所提出的上下游直管段長度亦不一致, 匯集如表3所示。表3.. 各種標準或檢定規程要求匯總擾流件名稱標準或檢定規程ISO 6817 ISO 9104 JIS B7554 ZBN 12007 JJG 198 上游下游彎管, 形管, 全開閘閥, 漸擴管漸縮管其他各種閥各類10D 或制造廠規定未提要求10D 5D 5D 可視作直管10D 未提要求5D 10D 2D 2D
      .. .. ( 3) 接地要求
      電磁流量計的安裝中, 要注意傳感器必須單獨接地, 這就要求接地環要可靠接地, 接地電阻要小于10.., 否則可能造成無指示或者報警。這點在現場安裝時要特別注意, 不能把接地環和保護墊片搞混。分離型原則上接地應在傳感器一側, 轉換器接地應在同一接地點。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護管道上, 除了傳感器和接地環一起接地外, 還要用較粗銅導線( 16mm2 )繞過傳感器跨接管道兩連接法蘭上, 使陰極保護電流與傳感器之間隔離。
    ( 4) 安裝位置要求在使用環境中應注意避免外部的電磁干擾, 特別是避免工頻電磁場的干擾。有些現場大功率的電機、大變壓器等設備都會對流量計的測量產生干擾, 產生錯誤指示。另外還需要注意的是一定要使用制造廠隨儀表所附(或規定型號)的信號電纜, 因為轉換器和傳感器間距離受制于被測介質電導率和信號電纜型號, 即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數等。通常單層屏蔽電纜用于工業用水或酸堿液, 可傳送距離100m; 而電導率較低液體和傳輸距離較長時, 按規定要用3層屏蔽電纜。為了避免干擾信號, 信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內, 不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內。
    3.. 結論
    電磁流量計作為一種重要的工業流量測量儀表, 要想在應用中充分發揮其作用, 如何選型和安裝就成了一個關鍵的問題。因此, 自動化儀表專業人員在具備一定的專業知識的前提下, 有必要在其如何正確選型與安裝方面掌握一定的技巧和方法, 才能滿足企業深入管理的要求。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：