工業控(kòng)制中電磁流量(liàng)計的選型及應(ying)用

引言

      電磁流量計(ji)有一系列優良(liang)特性，可以解決(jue)其它流量✨計不(bu)易🐪應用的問題(tí)，如髒污流、腐蝕(shí)流的測量。在電(diàn)磁流量計選型(xing)、安裝和使用方(fang)面有一些技巧(qiǎo)和注意事♍項，根(gen)據實際應用經(jing)驗對這些問題(ti)進行分析和讨(tǎo)論。

1. 電磁流(liú)量計的優缺點(diǎn)

     與其它流(liu)量計相比，電磁(cí)流量計具有下(xia)列優點：

    （1） 由(yóu)于測量通道是(shi)一段光滑直管(guan)，不會發生阻塞(sai)，因此，适🌍用于👉測(cè)量含固體顆粒(lì)的液固二相流(liu)體，如紙漿、泥⭐漿(jiang)、污🧑🏾‍🤝‍🧑🏼水等。

    （2） 不(bu)産生流量檢測(ce)所造成的壓力(lì)損失，節能效果(guǒ)好。

    （3） 所測的(de)體積流量受流(liú)體密度、粘度、溫(wen)度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響(xiǎng)小。

    （4） 流量測(cè)量範圍度大，量(liàng)程比可高達L l000可選流量範(fàn)圍寬，液體流速(su)一般可在0.5--1 0m/s内選定。有些型(xing)号儀表可在現(xiàn)場根據需要擴(kuò)大和縮小流♉量(liàng)測量範圍，而不(bú)必拆下儀表進(jìn)行離線實流标(biāo)定。

    （5） 電磁流(liu)量計的口徑範(fan)圍比其他品種(zhong)流量儀表寬，從(cóng)幾毫👌米到3m;可測正反雙向(xiang)流量；也可測脈(mo)動流量（隻要脈(mò)動頻💋率低于激(jī)磁頻率很多）；儀(yi)表輸出本質上(shang)是線性的。

    （6） 可應用于腐蝕(shi)性流體的測量(liang)。

    （7） 與其它流(liú)量計相比，電磁(ci)流量計所需直(zhi)管段較短。

    但電磁流量計(jì)也存在以下缺(que)點：

    （1） 不能測(cè)量電導率很低(di)的液體．如石油(yóu)制品。

    （2） 不能(néng)測量氣體、蒸汽(qì)和含有較大氣(qì)泡的液體。

    （3） 由于襯裏材料(liào)和電氣絕緣材(cai)料的限制，通用(yong)型電🛀🏻磁流量計(ji)不适用于較高(gao)溫度。

    （4） 投資(zī)相對較高，特别(bie)是大口徑流量(liàng)的測量。

2. 電(diàn)磁流量計的選(xuǎn)型

    電磁流(liu)量計選型時應(ying)注意以下事項(xiang)：

    （1） 液體電導(dao)率應高于允許(xu)的下限。各制造(zao)廠商生産的産(chan)品😘對電🙇‍♀️導率下(xià)限值有不同的(de)數值，目前，一般(ban)🌐電磁流量❤️計不(bu)能測量電導率(lü)低于5μS/cm的液(ye)體流量。

    （2） 液(ye)體流速應在流(liú)量計規定的範(fan)圍内。一般電磁(ci)流量計所測流(liú)體平均流速應(ying)在1-10m/s範圍内(nèi)，部分廠家産品(pin)的流速範圍可(ke)在0.3-12m/s如西尼(ni)爾SINIER的電磁(ci)流量計。若被測(cè)液體流速太低(di)，可以考慮加裝(zhuāng)異🐆徑管，使流速(su)控制在規定範(fàn)圍内。爲減小加(jia)裝🙇‍♀️異徑管造成(chéng)壓力損失和影(yǐng)響流速分布，要(yào)求異徑管中心(xīn)錐角不超過15。，而且越小越(yue)好。

    （3） 電極形(xing)式的選擇。通常(chang)，不産生結晶、結(jié)疤、不沾污電💋極(ji)的✍️流體介質可(kě)選标準電極；對(duì)有污泥等沾污(wu)電極的應用🐕場(chǎng)合⭐，可選用具有(yǒu)手動機械清污(wū)附件的🐇刮刀式(shì)電極或可更換(huan)式電極。

    （4） 襯(chen)裏和電極材料(liao)的選擇。根據液(yè)體的腐蝕性選(xuan)用🏃‍♂️合适的襯裏(li)和電極材料。可(ke)查有關材料的(de)防腐蝕手冊選(xuan)定電極🐪材料；耐(nai)混酸等成分複(fu)雜的介質，應做(zuo)挂片試驗。應根(gen)據被測介質的(de)腐蝕🈚性，磨損性(xìng)及溫度來選🛀擇(ze)電磁流量計的(de)襯裏材料。

    （5） 滿足直管段的(de)要求和接地要(yao)求。從電極軸線(xiàn)開始測量，一般(ban)入口直管段不(bu)小于5D（直徑(jìng)），出口直管(guǎn)段不小于3D。爲使儀表可靠(kào)工作，提高測量(liang)精度，不受外界(jie)寄生電勢的幹(gan)擾，電磁流量計(jì)的傳感器應良(liang)好地單獨接地(dì)。

    （6） 機型的選(xuǎn)擇。根據安裝、使(shǐ)用和維護條件(jian)，選用檢測和變(bian)送部分組合在(zai)一起的一體型(xíng)或分體型電磁(cí)流量計。

    （7） 儀(yi)表防護等級的(de)選擇。按照國标(biāo)GB420 8-8規定的應(yīng)用環境，選用儀(yi)表外殼防護等(deng)級。例如，IP65爲(wèi)防噴水型，它允(yǔn)許水從任何方(fang)向對儀表噴水(shuǐ)，儀表仍能正常(chang)工作；IP67爲防(fang)浸水型，它允許(xu)儀表短時間内(nèi)全部浸入水中(zhong)仍😘能正常工作(zuò)。

    （8） 儀表安裝(zhuang)位置的選擇。由(yóu)于電磁流量計(ji)不能在不滿管(guan)或空管情況下(xia)工作，所以應保(bǎo)證測量管在所(suo)有時間内必須(xu)*注滿介質。

3. 電磁流量計的(de)安裝

    安裝(zhuang)時應注意以下(xià)事項：

    （1） 液體(tǐ)應具有測量所(suǒ)需的電導率，并(bing)要求電導率分(fèn)布大體上均勻(yun)。因此流量傳感(gan)器安裝要避開(kāi)容易産生⛹🏻‍♀️電導(dao)✔️率不均勻的場(chǎng)❌所，例如其上遊(yóu)附近加入藥液(yè)，加液點設于傳(chuan)感器下遊；液體(ti)有混合時，其分(fèn)布應大體均勻(yún)。

    （2） 使用時傳(chuán)感器測量管必(bì)須充滿液體（非(fei)滿管型例外）。

    （3） 液體應與地(di)同電位。當工藝(yì)管道是塑料等(děng)絕緣材料⭐時㊙️，輸(shu)送液體會産生(sheng)摩擦靜電，造成(cheng)液體與地間有(yǒu)電位差，爲此需(xu)良好接地。

3. 1 流量傳感器的(de)安裝

3.1.1 安裝(zhuāng)場所

    電磁(cí)流量傳感器對(dui)安裝場所有以(yi)下要求：

    （1） 測(cè)量混合相流體(tǐ)時，應選擇不會(hui)引起相分離的(de)場所安裝傳感(gan)器；測量雙組分(fen)液體時，傳感器(qi)應避免裝在混(hùn)合尚未👉均勻的(de)下遊；測量化學(xué)反應物料時，傳(chuán)感器應安裝🧑🏾‍🤝‍🧑🏼在(zài)反應充分完成(cheng)段的下遊。

    （2） 盡量避免測量(liàng)管内形成負壓(yā)。

    （3） 安裝位置(zhì)應選擇震動小(xiao)的場所，特别是(shi)一體型儀☀️表。

    （4） 遠離大電機(jī)、大變壓器等，避(bi)免引入電磁幹(gan)擾

    （5） 選擇易(yi)于實現傳感器(qi)單獨接地的位(wèi)置。

    （6） 盡可能(neng)遠離腐蝕性氣(qì)體。

    （7） 環境溫(wen)度應在儀表允(yǔn)許範圍内，一體(tǐ)型儀表受結構(gòu)影響，對安裝環(huan)境溫度的要求(qiu)更高。

    （8） 環境(jing)相對濕度應在(zài)儀表允許範圍(wéi)内。

    （9） 犀可能(neng)避免受陽光直(zhi)照，必要時加防(fáng)護罩。

    （10） 儀表(biao)防護等級應滿(man)足應用要求。

3.1.2 直管段長度(dù)要求

      根據(jù)儀表精度要求(qiu)，電磁流量傳感(gǎn)器上遊通常需(xu)有5 D的直管(guǎn)段，下遊是3 D的直管段。

3.1.3 安裝位置和流(liu)動方向

      傳(chuán)感器安裝方向(xiang)水平、垂直或傾(qing)斜均可，不受限(xian)制。測量固、液兩(liang)👈相流體垂直安(ān)裝，自下而上流(liu)動。可防止水♊平(píng)安裝時襯裏下(xia)半部局部磨損(sun)嚴重，低流速時(shí)固相🚶‍♀️沉澱等缺(que)點。水平安裝🚶時(shí)要使🧡電極軸線(xiàn)平⭐行于地平線(xian)，如果電極軸線(xian)垂直于地平線(xiàn)，則處于底部的(de)電極易被沉積(ji)物覆蓋，頂部的(de)電極易被液體(ti)中夾帶的🥰氣🈚泡(pao)覆蓋電極表🔆面(mian)，造成輸出信号(hao)波🐪動。圖1所(suǒ)示管系中，c、d爲适宜位(wèi)置；a、b、e爲不宜位置(zhì)，b處可能液(ye)體不充滿，a、e處易積聚(jù)氣體，且e處(chù)傳感器後管段(duàn)短也有可能不(bú)充滿。對于固、液(ye)兩相流，c處(chù)亦是不适宜的(de)位置。

3.1.4 旁路(lu)管安裝

      在(zài)連續生産的工(gōng)藝管道上，爲了(le)在不影響生産(chan)的❓情🌍況下對儀(yí)表進行維修拆(chai)裝或内部清洗(xi)，傳感器應盡可(kě)能采用與主工(gong)藝管道并聯安(an)裝的方式（旁路(lù)管安裝），如圖2所示。正常生(sheng)産時截止閥1關閉，截止閥(fá)2、3打開(kai)，流體就可流過(guo)流量計實現流(liú)量測量。當傳感(gan)器🤞發生故障📞需(xū)拆下維修時，隻(zhi)要打開截止閥(fa)l，關閉截止(zhi)閥2，3，就(jiu)能實現在不影(yǐng)響生産的情況(kuàng)下對流量計進(jin)行拆除。當需要(yào)清洗流量計内(nei)部時，隻需打開(kai)截止閥1，關(guān)閉截止閥2、3，然後打開(kai)流量計兩端盲(mang)闆即可清洗。

    圖2旁路(lu)管安裝

      但(dan)是對于管徑大(dà)于1. 5n韻管系(xi)因投資和空間(jiān)位置限制，不易(yi)實現旁路管安(ān)🎯裝。此時爲🐆了便(bian)于管系停止運(yun)行時維護人員(yuan)進入管道檢測(cè)、清洗傳感器内(nèi)壁，需在流量計(jì)附近工藝管道(dao)👨‍❤️‍👨上設置人孔。

3.1.5 負壓管系的(de)安裝

      氟塑(su)料襯裏傳感器(qì)須謹慎地應用(yong)于負壓管系。有(yǒu)可能出現負壓(ya)的正壓管系應(yīng)防止産生負壓(ya)，例如液體溫度(du)高于室溫💜的管(guǎn)系中，當管系停(ting)止運行關✉️閉傳(chuan)感🏃器上下✂️遊截(jie)止閥後，由于流(liu)體冷卻收縮就(jiu)會形成負壓，此(ci)時就應設置如(rú)圖3所示的(de)負壓防止連接(jiē)。

3.1.6 接地

      傳感器必須單(dān)獨接地（接地電(diàn)阻lOOΩ以下）。分(fèn)離來自接地線(xian)混亂的幹擾：超(chao)聲儀器接地、設(she)備接⭕地、系統接(jie)地、保護接地混(hun)亂，各個接地點(dian)電位分♊布不均(jun)，不同接地點間(jiān)存在電位差，引(yǐn)起地環㊙️路電流(liú)，影響系🥰統正常(cháng)工作。

2 .2 抗幹(gàn)擾措施

2.2.1 屏(píng)蔽

      變頻器(qì)在運行時會産(chǎn)生高次諧波，造(zao)成電壓波形畸(jī)變，嚴🤩重影響附(fu)近的儀電設備(bèi)動作。屏蔽幹擾(rao)源是抗幹擾❗zui有(you)效的方法：

    （1） 在變頻器的進(jin)線側安裝進線(xian)電抗器及進線(xiàn)濾波📞器，抑制幹(gan)擾信号對電源(yuan)的幹擾。

    （2） 信(xìn)号線全部采用(yòng)屏蔽線，屏蔽層(céng)可靠接地，布線(xian)時盡量遠離變(bian)頻器的進、出線(xian)。

    （3） 電機電纜(lǎn)也采用屏蔽電(dian)纜，屏蔽層可靠(kao)接地。原勻速段(duàn)的電機控制采(cǎi)用交流接觸器(qì)控制，接觸器線(xian)圈斷🌐、合瞬間産(chǎn)生電磁幹擾。針(zhēn)對這種情況，将(jiāng)交流接觸器改(gai)換成無噪聲固(gù)态接觸器，其控(kong)制電源改用24直流穩壓電(dian)源。

2.2.2 接地、濾(lǜ)波、阻容吸收保(bǎo)護

     針對供(gòng)給超聲儀器使(shǐ)用的電源直接(jie)引至電網的問(wèn)題，将儀器電源(yuan)和系統電源分(fèn)開，采用圖7所示的解止

     圖3負壓(yā)防止連接

型儀表原則上(shang)接地應在傳感(gan)器一側，轉換器(qì)接地🐪應在同一(yi)接地點。如傳感(gan)器裝在有陰極(jí)腐蝕保護管道(dào)上，除了傳感器(qì)⭐和接地環一起(qǐ)接地外，還要用(yong)較粗銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qì)，跨接到管道的(de)2個連接法(fǎ)蘭上，使陰極保(bao)護電流與傳感(gan)器之間隔離✔️。一(yī)些應用🔞場合的(de)雜散

電流(liu)過大，如電解槽(cao)沿着電解液的(de)洩漏電流影響(xiǎng)電磁流量計正(zhèng)常測量時，可采(cǎi)取在流量傳感(gan)器與其連接的(de)工藝管道💚之間(jiān)♈進行電氣隔離(lí)的辦法。對有陰(yīn)極保護的管道(dào)，如果陰極保護(hu)電流影響EMF測量時，也可以(yi)采取本方法。

3.2 轉換器安裝(zhuāng)和連接電纜

      一體型電磁(cí)流量計不需要(yào)單獨安裝轉換(huan)器；分體🌈式❌電㊙️磁(ci)流量計的轉換(huàn)器安裝在傳感(gan)器附近或儀表(biǎo)室，安裝場所的(de)選擇餘地較大(da)，轉換器安裝環(huán)境🌈條件比🤩一體(tǐ)式好。其防護等(děng)級可降低，例如(ru)，可選IP65或IP64（防塵防濺級(ji)）。安裝場所的要(yao)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各條相同(tóng)。圖7電源淨(jing)化 轉換器(qi)和傳感器間距(ju)離受被測介質(zhì)電導率和信号(hao)電纜型号（即電(dian)纜的分布電容(rong)、導線截面和屏(ping)蔽層數等）的制(zhì)約，需選用制💋造(zào)廠随儀表所附(fu)（或規定型号）的(de)🔆信号電纜。一般(bān)儀表“使用(yong)說明書”對(duì)不同電導率液(yè)體提供允許的(de)傳輸距離範圍(wéi)。通常，單層屏蔽(bi)電纜的傳送距(jù)離爲50 m

       爲避(bì)免引入幹擾信(xin)号，信号電纜必(bì)須單獨穿在接(jiē)地保護鋼管内(nèi)，不能把信号電(dian)纜和電源線安(ān)裝在同一💔鋼管(guan)内。

4. 結語

       随着企業全(quan)面走向市場，企(qǐ)業生産經營管(guan)理将進一步深(shen)☎️化，流🌍量計量越(yue)顯重要。電磁流(liú)量計作爲工業(yè)流量測量儀表(biǎo)的☔一種，隻有在(zai)正确選型、安裝(zhuāng)和使用的前提(ti)下才能更好地(dì)發揮其作用，滿(man)足企業計量的(de)要求，實現降低(di)生産成🈲本、提高(gao)經濟效益的目(mù)的。

因此廣(guǎng)州迪川儀器儀(yí)表有限公司爲(wei)更好儀器儀表(biao)而不斷努力