如何更好的選用電磁流量計 ？

　　1. 引 言

　　電磁流量計 （簡稱EMF）是應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。20世紀(jì)50年月初EMF完成了工業(yè)化使用，近年來活著界局限內(nèi)，EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%～6.5%，特殊是2000年以來，這個數(shù)值有逐年上升的趨向。電磁流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，在其選用方面有一些技巧和留意事項，在這里連系我一些親身經(jīng)歷和人人評論，但愿能對電磁流量計的準(zhǔn)確選用作出奉獻。

　　2.電磁流量計選用

　　2.1 使用概略

　　電磁流量計使用范疇十分普遍。按使用場所有大口徑、中小口徑、小口徑和細(xì)小口徑之分，個中大口徑電磁流量計較多使用于給排水工程，中小口徑常使用于固液雙相等難測流體或高要求場合，如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強侵蝕液、鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)流量計口冷卻水節(jié)制、長間隔管道煤的水力保送的流量測量和節(jié)制等，而小口徑和細(xì)小口徑常使用于醫(yī)藥工業(yè)、食物工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場合。

　　2.2 精度品級和功用

　　市場上通用型EMF的功能有較大差異，有些精度高、功用多，有些精度低、功用簡略。精度高的儀表根本誤差為（±0.5%～±1%）R，精度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價錢相差1～2倍。因而測量精度要求不很高的場合（例如非商業(yè)核算僅以節(jié)制為目標(biāo)，只需求高牢靠性和反復(fù)性的場合）選用高精度儀表在經(jīng)濟上是不合算的。

　　有些型號儀表宣稱有更高的準(zhǔn)確度，根本誤差僅（±0.2%～±0.3%）R，但有嚴(yán)厲的裝置要乞降參比前提，例如情況溫度20～22℃，前后直管段長度要求辨別大于10D和3D（凡間為5D和2D），甚至提出流量傳感器要與前后直管構(gòu)成一體在流量規(guī)范安裝上作實流校準(zhǔn)，以削減夾裝影響。因而在多種型號選擇比擬時不要純真只看高目標(biāo)，要具體閱讀制造廠樣本或仿單做綜合剖析。

　　市場上EMF的功用差異也很大，簡略的就只是測量單向流量，只輸出模仿旌旗燈號帶動后位儀表;多功用儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源割斷報警、小旌旗燈號切除、流量顯數(shù)顯表示和總量核算、主動查對和毛病自診斷、與上位機通訊和活動組態(tài)等。有些型號儀表的串行數(shù)字通訊功用可選多種通訊接口和芯片（ASIC），以銜接HART和談系統(tǒng)、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現(xiàn)場總線等。

　　2.3 流速、滿度流量、局限度和口徑

　　選定儀表口徑紛歧定與管徑一樣，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)保送水等粘度分歧的液體，管道流速普通是經(jīng)濟流速1.5～3m/s。EMF用在如許的管道上，傳感器口徑與管徑一樣即可。

　　EMF滿度流量時液體流速可在1～10m/s局限內(nèi)選用，局限是比擬寬的。上限流速在道理上是不受限制的，但是凡間建議不超越5m/s，除非襯里資料能接受液流沖刷，實踐使用很少江蘇金湖奧特美自動化儀表廠流量計的價格超越7m/s，超越10m/s則更為稀有。滿度流量的流速下限普通為1m/s，有些型號儀表則為0.5m/s。有些新建工程運轉(zhuǎn)初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度角度思索，儀表口徑應(yīng)改用小于管徑，用異徑管銜接之。

　　用于有易粘附、堆積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，進步到3～4m/s或以上，起到自打掃、避免粘附堆積等效果。用于礦漿等磨耗性強的流體，常用流速應(yīng)低于2～3m/s ，以降低對襯里和電極的磨損。

　　在測量接近閾值（即下限值）的低電導(dǎo)液體，盡能夠選定較低流速（小于0.5～1m/s），因流速進步活動噪聲會添加，而呈現(xiàn)輸出晃悠景象。

　　EMF的局限度是比擬大的，凡間不低于20，帶有量程主動切換功用的儀表，可超越50～100。國內(nèi)可以供應(yīng)的定型產(chǎn)物的口徑從10mm到3000mm，隨然實踐使用照樣以中小口徑居多，但與大局部其他道理流量儀表（如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等）比擬，大口徑儀表據(jù)有較大比重。某企業(yè)近萬臺儀表中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大口徑、1000mm以上超大口徑辨別占37%、45%、15%和3%。

　　2.4 液體電導(dǎo)率

　　運用EMF的前提是被測液體必需是導(dǎo)電的，不克不及低于閾值（即下限值）。電導(dǎo)率低于閾值會發(fā)生測量誤差甚至不克不及運用，超越閾值即便轉(zhuǎn)變也可以測量，示江蘇的熱電偶價格值誤差轉(zhuǎn)變不大，通用型EMF的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號而異。運用時還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量旌旗燈號線長度及其散布電容，制造廠運用仿單中凡間規(guī)則電導(dǎo)率相對應(yīng)的旌旗燈號線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導(dǎo)率低至5×10-8S/cm的液體。

　　工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4～10-1S/cm之間，運用不存在問題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油成品和有機溶劑電導(dǎo)率過低就不克不及運用。表1列出若干液體的電導(dǎo)率。從材料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，以為不克不及運用，但是實踐任務(wù)中會碰到因含有雜質(zhì)而能運用的狀況，這類雜質(zhì)添加了電導(dǎo)率。關(guān)于水溶液，材料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實行室測得的，實踐運用的水溶液能夠用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得的要高，也有利于流量測量。

　　表1 若干液體在20℃時的電導(dǎo)率

　　依據(jù)運用經(jīng)歷，實踐使用的液體電導(dǎo)率要比儀表制造廠規(guī)則的閾值至少大一個數(shù)目級。由于制造廠儀表規(guī)則的下限值是在各類運用前提較好形態(tài)下可測量的zui低值，是受一些運用前提的限制，如電導(dǎo)率平均性、銜接旌旗燈號線、外界噪聲等，不然會呈現(xiàn)輸出晃悠景象等。我們就屢次碰到測量低度蒸餾水或去離子水，其電導(dǎo)率接近閾值5×10-6S/cm，運用時呈現(xiàn)輸出晃悠。

　　2.5 液體中含有混入物

　　混入成泡狀流的細(xì)小氣泡仍可正常任務(wù)，但測得的是含氣泡體積的夾雜體積流量;如氣體含量添加到構(gòu)成彈（塊）狀流，因電極能夠被氣體蓋住使電路瞬時斷開，呈現(xiàn)輸出晃悠甚至不克不及正常任務(wù)。

　　含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體相同可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實踐上已屬非牛頓流體。因為固體在載體液中一江蘇變送器的價格同活動，兩者之間有滑動，速度上有差異，單相液體校驗的儀表用于固液雙相流領(lǐng)會發(fā)生附加誤差。固然還未見到EMF使用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實行申報，但國外有申報稱固形物含量有14%時誤差在3%局限以內(nèi);我國黃河水利委員會水利科學(xué)研討所的實行申報稱，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%。

　　在漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電極外表，在頻率較低的矩形激磁的EMF中會發(fā)生尖峰狀漿液噪聲，使流量旌旗燈號不穩(wěn)，就要選用較高頻率的儀表或有較強按捺漿液噪聲才能的儀表，也可選用交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。

　　含有鐵磁性物質(zhì)的流體對凡間的EMF，因測量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的分歧含量而轉(zhuǎn)變，會發(fā)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈賠償?shù)腅MF，可減小混入鐵磁體的影響。上海光華儀表廠在交流激磁儀表的實行申報中稱，水中含有液固分量比約4：1，顆粒度≤0.15mm鐵精礦石的礦漿，以80mm口徑儀表作清水和漿液比照流量實驗，凡間的儀透露表現(xiàn)值轉(zhuǎn)變7%～10%，裝有磁通檢測線圈的儀表，示值誤差在±2%FS以內(nèi)。

　　對含有礦石顆粒的礦漿使用，應(yīng)留意對傳感器襯里的磨損水平，測量管內(nèi)徑擴展會發(fā)生附加誤差。這種場所應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，還建議傳感器裝置在垂直管道上，使管道磨損平均，消弭程度裝置下半部部分磨損嚴(yán)重的缺陷，也可以在傳感器進口端加裝噴嘴形護套，相對延伸運用期。

　　2.6 附著和沉淀

　　測量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時，若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，旌旗燈號電勢將被短路而不克不及任務(wù)，若長短導(dǎo)電層則起首應(yīng)留意電極的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形凸起電極、可改換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外按期手動刮出沉垢。國外產(chǎn)物曾有電極上裝超聲波換能器，以肅清外表垢層，但現(xiàn)已少見。也有臨時斷開測量電路，在電極連續(xù)工夫內(nèi)流過低壓大電流，燃燒肅清附著油脂類附著層。易發(fā)生附著的場合可進步流速以到達(dá)自打掃的目標(biāo)，還可以接納較便利的易清洗的管道銜接，可不拆開清洗傳感器。

　　非接觸型電極 EMF附著非導(dǎo)電膜層，儀表仍能任務(wù)，但若為高導(dǎo)電層則相同不克不及任務(wù)。

　　2.7 與流體接觸零部件資料的選擇

　　與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣資料制成的測量管）、電極、接地環(huán)和密封墊片，其資料的耐侵蝕性、耐磨耗性和運用溫度上限等影響儀表對流體的順應(yīng)性。因為零部件少，外形簡略，資料選擇靈敏，電磁流量傳感器對流體的順應(yīng)性強。

　　（1） 襯里資料（或直接與介質(zhì)接觸的測量管）

　　常用襯里資料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。近年有采用高純氧化鋁99.99%AI2O3）陶瓷制成襯里的，但只限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃鋼用于非侵蝕性或弱侵蝕性液體，如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿，價錢zui為低價。氟塑料具有的耐化學(xué)侵蝕性，但耐磨性差，不克不及用于測量礦漿液。氟塑估中zui早使用的是聚四氟乙烯，因與測量管間僅靠壓貼，無粘結(jié)力，不克不及用于負(fù)壓管道，后開拓各類改性種類，完成注塑成形，與測量管有較強連系力，可用于負(fù)壓。聚氨酯橡膠有*的耐磨耗性，但耐酸堿的侵蝕性較差，它的耐磨性相當(dāng)于自然橡膠的10倍，合用于煤漿、礦漿、介質(zhì)溫度低于40～60/70℃的場所。氧化鋁陶瓷有*的耐磨耗性和對強酸堿的耐磨侵蝕性，耐磨性約為聚氨酯橡膠的10倍，合用于具有侵蝕性的礦漿，但性脆，裝置夾緊時易碎，可用于較高溫度（120～140/180℃）但要避免溫度劇變，如通蒸汽滅菌，普通溫度漸變不克不及大于100℃，升溫150℃ 要有10min工夫。 通用型EMF幾種資料的壓力、溫度大體合用局限可參閱下圖。

　　（2）電極和接地環(huán)資料

　　電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇資料起首思索的要素，其次思索能否會發(fā)生鈍化等外表效應(yīng)和所構(gòu)成的噪聲。

　　①選擇耐侵蝕資料

　　EMF電極的耐侵蝕性要求很高，常用金屬資料有含鉬耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti，哈氏合金（耐蝕鎳基合金）B、C、鈦、鉭、鉑銥合金，簡直可掩蓋悉數(shù)化學(xué)液。此外還有合用于漿液等的低噪聲電極，它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極，或包覆這些資料的金屬電極。在準(zhǔn)則上電極資料的選擇應(yīng)從運用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的使用實踐或以往的經(jīng)歷來確定。有時要做需要的實行，如現(xiàn)場取液體樣品在實行室做待用資料的侵蝕性實驗，的實行是現(xiàn)場掛片，這是zui接近實踐使用前提的侵蝕性實驗，可以得出比擬牢靠的結(jié)論。

　　②防止電極外表效應(yīng)

　　電極的耐侵蝕性是選擇資料的主要要素，但有時分電極資料對被測介質(zhì)有很好的耐侵蝕性，卻紛歧定就是合用的資料，還要防止發(fā)生電極外表效應(yīng)。電極外表效應(yīng)分為外表化學(xué)反響、電化學(xué)和極化景象以及電極的觸媒效果三個方面。

　　化學(xué)反響效應(yīng)如電極外表與被測介質(zhì)接觸后，構(gòu)成鈍化膜或氧化層。他們對耐侵蝕功能能夠起到積極維護效果，但也有能夠添加外表接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化，生成絕緣層。關(guān)于防止或減輕電極外表效應(yīng)的介質(zhì)----電極資料匹配，還沒有像侵蝕性那樣有足夠的材料可查，只要一些有限經(jīng)歷，尚待在理論中積聚。

　　接地環(huán)銜接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩頭，他們的耐侵蝕要求比電極低，凡間選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積大，從經(jīng)濟上思索較少采用鉭、鉑等寶貴金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需求接地環(huán)。

　　3.結(jié)論

　　跟著企業(yè)具體走向市場，企業(yè)出產(chǎn)運營治理將進一步深化，流量計量越顯主要，電磁流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，要發(fā)揚其效果，*步要做好的任務(wù)就是選用好電磁流量計。因而，主動化儀表專業(yè)人員在具有必然的專業(yè)常識的前提下，有需要在其選用方面把握必然的技巧和留意事項，只要如斯，才干知足企業(yè)的要求，使流量計量發(fā)揚主要效果。