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如何選擇電磁流量計
2011-8-12 17:03:33

1.1電磁流量計的應用概況

      其中大口徑電磁流量計較多應用於給排水工程,電磁流量計應用領域非常廣泛。按應用場合有大口徑、中小口徑、小口徑和微小口徑之分。中小口徑常應用於固液雙相等難測流體或高要求場所,如丈量造紙工業紙漿液和黑液、有色冶金業的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業的強腐蝕液、鋼鐵工業高爐風口冷卻水控製、長距離管道煤的水力輸送的流量丈量和控製等,而小口徑和微小口徑常應用於醫藥工業、食品工業、生物工程等有衛生要求的場所。

1.2電磁流量計的精度等級和功能

     有些精度高、功能多,市場上通用型EMF性能有較大差別。有些精度低、功能簡單。精度高的儀表 基本誤差為(±0.5%±1%R精度低的儀表則為(±1.5%±2.5%FS兩者價格相差12倍。因此丈量精度要求不很高的場所(例如非貿易核算僅以控製為目的隻要求高可靠性和優良重複性的場所)選用高精度儀表在經濟上是不合算的

      基本誤差僅(±0.2%±0.3%R但有嚴格的裝置要求和參比條件,有些型號儀表聲稱有更高的精確度。例如環境溫度2022℃前後直管段長度要求分別大於10D和3D通常為5D和2D甚至提出流量傳感器 要與前後直管組成一體在流量規範裝置上作實流校準,以減少夾裝影響。因此在多種型號選擇比擬時不要單純隻看高指標,要詳細閱讀製造廠樣本或說明書做綜合分析。 簡單的就隻是丈量單向流量,市場上EMF功能差異也很大。隻輸出模擬信號帶動後位儀表;多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型號儀表的串行數字通信功能可選多種通信接口和專用芯片(A SIC以連接HA RT協議係統、PROFTBUSModbusCONFIGFF現場總線等。

1.3電磁流量計的流速、滿度流量、範圍度和口徑 

       應視流量而定。流程工業輸送水等粘度不同的液體,選定儀表口徑不一定與管徑相同。管道流速一般是經濟流速1.53m/sEMF用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑相同即可。 

 用於有易粘附、堆積、結垢等物質的流體,選用流速不低於2m/s最好提高到34m/s或以上,起到自清掃、防止粘附沉積等作用。用於礦漿等磨耗性強的流體,常用流速應低於23m/s以降低對襯裏和電極的磨損。

1.4電磁流量計的液體電導率

       使用EMF的前提是被測液體必須是導電的,不能低於閾值(即下限值)。電導率低於閾值會產生測量誤差甚至不能使用,超過閾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10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號而異。使用時還取決於傳感器和轉換器間流量信號線長度及其分布電容,製造廠使用說明書中通常規定電導率相對應的信號線長度。非接觸電容耦合大麵積電極的儀表則可測電導率低至5×10-8S/cm的液體。

工業用水及其水溶液的電導率大於10-4S/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。石油製品和有機溶劑電導率過低就不能使用。表1列出若幹液體的電導率。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低,認為不能使用,然而實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的情況,這類雜質增加了電導率。對於水溶液,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,電導率將比查得的要高,也有利於流量測量。

表1 若幹液體在20℃時的電導率
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        根據使用經驗,實際應用的液體電導率最好要比儀表製造廠規定的閾值至少大一個數量級。因為製造廠儀表規定的下限值是在各種使用條件較好狀態下可測量的最低值,是受一些使用條件的限製,如電導率均勻性、連接信號線、外界噪聲等,否則會出現輸出晃動現象等。AG亚游官网就多次遇到測量低度蒸餾水或去離子水,其電導率接近閾值5×10-6S/cm,使用時出現輸出晃動。

1.5電磁流量計的液體中含有混入物

        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,呈現輸出晃動甚至不能正常工作。

如鑽井泥漿、鑽探固井水泥漿、紙漿等實際上已屬非牛頓流體。由於固體在載體液中一起流動, 含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體同樣可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體。兩者之間有滑動,速度上有差別,單相液體校驗的儀表用於固液雙相流體會產生附加誤差。雖然還未見到EMF應用於固液雙相流體中固形物影響的係統實驗演講,但國外有報告稱固形物含量有14%時誤差在3%範圍以內;國黃河水利委員會水利科學研究所的實驗稱,丈量高沙含量水的流量,含沙量體積比17@%沙中值粒徑0.35mm儀表丈量誤差小於3%
頻率較低的矩形激磁的EMF中會產生尖峰狀漿液噪聲,漿液內有較大顆粒擦過電極表麵。使流量信號不穩,就要選用較高頻率的儀表或有較強抑製漿液噪聲能力的儀表,也可選用交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。

      會產生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈補償的EMF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驗演講中稱,含有鐵磁性物質的流體對通常的EMF因丈量管內磁導率受鐵磁體的不同含量而變化。水中含有液固重量比約41顆粒度≤0.15mm鐵精礦石的礦漿,以80mm口徑儀表作清水和漿液對比流量試驗,通常的儀表示值變化7%裝有磁通檢測線圈的儀表,示值誤差在±2%FS以內。

應注意對傳感器襯裏的磨損水平,對含有礦石顆粒的礦漿應用。丈量管內徑擴大會產生附加誤差。這種場所應選用耐磨性較好的陶瓷襯裏或聚氨酯橡膠襯裏,同時建議傳感器裝置在垂直管道上,使管道磨損均勻,消除水平裝置下半部局部磨損嚴重的缺點,也可以在傳感器進口端加裝噴嘴形護套,相對延長使用期。

1.6電磁流量計的附著和沉澱

        若附著的比液體電導率高的導電物質,丈量易在管壁附著和沉澱物質的流體時。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汙染,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。國外AG亚游官网产品曾有電極上裝超聲波換能器,以清除表麵垢層,但現已少見。也有暫時斷開測量電路,電極間斷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,可不裝配清洗傳感器。

儀表仍能工作,非接觸型電極EMF附著非導電膜層。但若為高導電層則同樣不能工作。

1.7電磁流量計與流體接觸零部件材料的選擇 

         其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對流體的適應性。由於零部件少,與流體接觸的傳感器零部件有襯裏(或絕緣材料製成的丈量管)電極、接地環和密封墊片。形狀簡單,資料選擇靈活,電磁流量傳感器對流體的適應性強。

1電磁流量計的襯裏資料(或直接與介質接觸的丈量管)

如工業用水、廢汙水及弱酸堿,常用襯裏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%A I2O3陶瓷製成襯裏的但隻限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃鋼用於非腐蝕性或弱腐蝕性液體。價格最為低廉。

2電磁流量計的電極和接地環材料

       其次考慮是否會發生鈍化等表麵效應和所形成的噪聲。電極對測量介質的耐腐是選擇資料首先考慮的因素。

①選擇耐腐蝕材料

        常用金屬資料有含鉬耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti哈氏合金(耐蝕鎳基合金)BC鈦、鉭、鉑銥合金,EMF電極的耐腐蝕性要求很高。幾乎可覆蓋全部化學液。此外還有適用於漿液等的低噪聲電極,導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,或包覆這些材料的金屬電極。原則上電極材料的選擇應從使用者借鑒該介質在其他設備的應用實際或以往的經驗來確定。有時要做必要的實驗,如現場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗,最好的實驗是現場掛片,這是最接近實際應用條件的腐蝕性試驗,可以得出比擬可靠的結論。

②防止電極表麵效應

     但有時候電極材料對被測介質有很好的耐腐蝕性,電極的耐腐蝕性是選擇資料的重要因素。卻不一定就是適用的資料,還要防止發生電極表麵效應。電極外表效應分為外表化學反應、電化學和極化現象以及電極的觸媒作用三個方麵。 

     形成鈍化膜或氧化層。對耐腐蝕性能可能起到積極維護作用,化學反應效應如電極表麵與被測介質接觸後。但也有可能增加表麵接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。對於防止或減輕電極表麵效應的介質----電極材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,隻有一些有限經驗,尚待在實踐中積累。

耐腐蝕要求比電極低,接地環連接在塑料管道或襯絕緣襯裏金屬管道的流量傳感器兩端。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積大,從經濟上考慮較少采用鉭、鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環。

3.總論

      企業生產經營管理將進一步深化,隨著企業全麵走向市場。流量計量越顯重要,電磁流量計作為工業流量測量儀表的一種,要發揮其作用,第一步要做好的工作就是選用好電磁流量計。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,有必要在其選用方麵掌握一定的技巧和注意事項,隻有如此,才幹滿足企業的要求,使流量計量發揮重要作用。
 

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