工(gong)業控制中電(diàn)磁流量計的(de)選型及應用(yòng)

引言

      電磁流量(liàng)計有一系列(liè)優良特性，可(ke)以解決其它(tā)流量計㊙️不易(yì)應📧用的問題(tí)，如髒污流、腐(fǔ)蝕流的測量(liàng)。在電磁流量(liang)計選型、安🌂裝(zhuāng)和使用方面(mian)有一些技巧(qiǎo)和注意事項(xiàng)，根據♉實際應(yīng)用經驗對這(zhe)些⁉️問題進行(hang)分析和讨論(lùn)👄。

1. 電磁流(liu)量計的優缺(quē)點

     與其(qi)它流量計相(xiang)比，電磁流量(liang)計具有下列(lie)優點：

    (1) 由(you)于測量通道(dào)是一段光滑(hua)直管，不會發(fa)生阻塞，因此(ci)，适用🌈于測🔱量(liàng)含固體顆粒(li)的液固二相(xiang)流體，如紙漿(jiang)、泥漿、污水等(deng)。

    (2) 不産生(sheng)流量檢測所(suo)造成的壓力(lì)損失，節能效(xiào)果好⭐。

    (3) 所(suo)測的體積流(liu)量受流體密(mì)度、粘度、溫度(dù)、壓力和電💔導(dao)♈率變化的影(ying)響小。

    (4) 流(liu)量測量範圍(wei)度大，量程比(bi)可高達 L l000可選流量範(fàn)圍寬，液體流(liú)速一般可在(zài) 0.5--1 0m/s内選定(ding)。有些型号儀(yi)表可在現場(chang)根據需要擴(kuò)大和縮小流(liú)量測量範圍(wei)，而不必拆下(xià)儀表進行離(lí)線實流标👣定(ding)。

    (5) 電磁流(liu)量計的口徑(jing)範圍比其他(ta)品種流量儀(yí)表寬，從幾毫(háo)米到 3m;可(kě)測正反雙向(xiàng)流量；也可測(cè)脈動流量（隻(zhī)要脈動頻率(lǜ)低于激磁頻(pin)率很多）；儀表(biǎo)輸出本質上(shàng)是線性的。

    (6) 可應用于(yu)腐蝕性流體(tǐ)的測量。

    (7) 與其它流量(liàng)計相比，電磁(ci)流量計所需(xū)直管段較短(duan)。

    但電磁(ci)流量計也存(cun)在以下缺點(diǎn)：

    (1) 不能測(ce)量電導率很(hěn)低的液體．如(ru)石油制品。

    (2) 不能測量(liang)氣體、蒸汽和(hé)含有較大氣(qi)泡的液體。

    (3) 由于襯裏(li)材料和電氣(qì)絕緣材料的(de)限制，通用型(xing)電磁流㊙️量計(jì)😄不适用于較(jiào)高溫度。

    (4) 投資相對較(jiào)高，特别是大(da)口徑流量的(de)測量。

2. 電(diàn)磁流量計的(de)選型

    電(diàn)磁流量計選(xuan)型時應注意(yì)以下事項：

    (1) 液體電導(dǎo)率應高于允(yǔn)許的下限。各(ge)制造廠商生(sheng)産的産品❄️對(duì)電導率下限(xiàn)值有不同的(de)數值，目前，一(yi)般電磁✍️流量(liàng)👌計不能測㊙️量(liang)電導率低于(yu) 5μS/cm的液體(tǐ)流量。

    (2) 液(ye)體流速應在(zai)流量計規定(ding)的範圍内。一(yī)般電磁流量(liang)計所測✊流體(ti)平均流速應(ying)在 1-10m/s範圍(wei)内，部分廠家(jiā)産品的流速(sù)範圍可在 0.3-12m/s如西尼爾(er) SINIER的電磁(cí)流量計。若被(bei)測液體流速(su)太低，可以考(kǎo)慮加裝異徑(jìng)管，使❌流速控(kòng)制在規定範(fàn)圍内。爲減小(xiao)加裝異徑管(guǎn)造成壓力損(sǔn)失和影響流(liú)速分布，要求(qiu)異徑⛹🏻‍♀️管中心(xin)錐角不超過(guo) 15。，而且越(yue)小越好。

    (3) 電極形式的(de)選擇。通常，不(bu)産生結晶、結(jié)疤、不沾污電(diàn)極的🔞流體介(jiè)質可選标準(zhun)電極；對有污(wū)泥等沾污電(diàn)極的應用場(chang)合。

    (4) 襯裏(lǐ)和電極材料(liào)的選擇。根據(jù)液體的腐蝕(shí)性選用合适(shì)👈的襯裏🔞和電(diàn)極材料。可查(chá)有關材料的(de)防腐蝕手冊(cè)選定電極材(cai)料✨；耐混酸等(děng)成分複雜的(de)介質，應⭐做挂(gua)片試驗。應根(gen)據被測介質(zhì)的腐蝕性，磨(mo)損性及❄️溫度(du)來選擇電磁(ci)流量計的襯(chen)裏材料。

    (5) 滿足直管段(duan)的要求和接(jie)地要求。從電(diàn)極軸線開始(shi)測量，一般入(rù)口直管段不(bú)小于 5D(直(zhi)徑 )，出口(kǒu)直管段不小(xiao)于 3D。爲使(shǐ)儀表可靠工(gong)作，提高測量(liang)精度，不受外(wài)界寄生電勢(shi)♉的幹擾，電磁(cí)流量計的傳(chuan)感器應良好(hǎo)地單獨接地(dì)。

    (6) 機型的(de)選擇。根據安(ān)裝、使用和維(wéi)護條件，選用(yòng)檢測和變送(song)部分♊組合在(zài)一起的一體(ti)型或分體型(xing)電磁流量🥰計(ji)。

    (7) 儀表防(fang)護等級的選(xuan)擇。按照國标(biāo) GB420 8-8規定的(de)應用環境，選(xuan)用儀表外殼(ke)防護等級。例(lì)如， IP65爲防(fáng)噴水型，它允(yun)許水從任何(he)方向對儀表(biǎo)噴水，儀表仍(reng)能正常😍工作(zuo)； IP67爲防浸(jin)水型，它允許(xu)儀表短時間(jiān)内全部浸入(rù)水中仍能正(zheng)常✉️工作。

    (8) 儀表安裝位(wei)置的選擇。由(yóu)于電磁流量(liàng)計不能在不(bú)滿管或空管(guan)☔情況下工作(zuo)，所以應保證(zhèng)測量管在所(suǒ)✔️有時間内必(bi)須*注滿介質(zhì)。

3. 電磁流(liu)量計的安裝(zhuang)

    安裝時(shi)應注意以下(xia)事項：

    (1) 液(ye)體應具有測(ce)量所需的電(dian)導率，并要求(qiu)電導率分🐅布(bu)💋大🤩體上均🚶勻(yún)。因此流量傳(chuán)感器安裝要(yào)避開容易✌️産(chan)生電導率不(bú)均勻的場所(suo)，例如其上遊(you)附近加入藥(yào)液，加液點設(she)于傳感器下(xià)遊💯；液體有混(hun)合時，其分布(bu)應大體均勻(yún)。

    (2) 使用時(shí)傳感器測量(liàng)管必須充滿(mǎn)液體（非滿管(guan)型例外）。

    (3) 液體應與地(di)同電位。當工(gōng)藝管道是塑(su)料等絕緣材(cái)料時，輸送液(yè)體會産生摩(mo)擦靜電，造成(chéng)液體與地間(jian)有電位差，爲(wei)此需良好接(jie)地。

3. 1 流量(liang)傳感器的安(ān)裝

3.1.1 安裝(zhuang)場所

    電(diàn)磁流量傳感(gǎn)器對安裝場(chǎng)所有以下要(yào)求：

    (1) 測量(liang)混合相流體(tǐ)時，應選擇不(bú)會引起相分(fèn)離的場所安(ān)裝傳感器；測(cè)量雙組分液(ye)體時，傳感器(qi)應避免裝在(zai)混合尚未♊均(jun1)勻的下🐪遊；測(cè)量化學反應(yīng)物料時，傳感(gǎn)器☂️應安裝💚在(zai)反應充分完(wán)成段的下遊(yóu)。

    (2) 盡量避(bì)免測量管内(nèi)形成負壓。

    (3) 安裝位置(zhi)應選擇震動(dòng)小的場所，特(tè)别是一體型(xíng)儀表。

    (4) 遠(yuan)離大電機、大(dà)變壓器等，避(bi)免引入電磁(ci)幹擾

    (5) 選(xuǎn)擇易于實現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的位置(zhì)。

    (6) 盡可能(néng)遠離腐蝕性(xing)氣體。

    (7) 環(huan)境溫度應在(zai)儀表允許範(fàn)圍内，一體型(xíng)儀表受結構(gou)影響，對安裝(zhuang)環境溫度的(de)要求更高。

    (8) 環境相對(dui)濕度應在儀(yí)表允許範圍(wéi)内。

    (9) 犀可(ke)能避免受陽(yang)光直照，必要(yào)時加防護罩(zhào)。

    (10) 儀表防(fang)護等級應滿(mǎn)足應用要求(qiú)。

3.1.2 直管段(duan)長度要求

      根據儀表(biǎo)精度要求，電(dian)磁流量傳感(gǎn)器上遊通常(chang)需有 5 D的(de)直管段，下遊(you)是 3 D的直(zhí)管段。

3.1.3 安(ān)裝位置和流(liú)動方向

      傳感器安裝(zhuang)方向水平、垂(chuí)直或傾斜均(jun1)可，不受限制(zhi)。測量固、液兩(liang)🌈相流體垂直(zhi)安裝，自下而(er)上流動。可防(fang)止水平安裝(zhuāng)時襯裏下半(ban)⛷️部局部磨損(sǔn)嚴重，低流速(su)時固相沉澱(dian)等🐅缺點。水平(píng)安裝時要使(shǐ)電極軸線平(ping)行于地平線(xian)，如果電極軸(zhou)線垂直于地(dì)平線，則處于(yú)😘底部的電極(jí)易被沉積物(wù)覆蓋，頂部的(de)電極易被液(ye)💘體中夾帶的(de)氣泡覆蓋電(dian)極表面，造成(chéng)輸出信♍号波(bo)動。圖 1所(suo)示管系中， c、 d爲适(shì)宜位置； a、 b、 e爲(wèi)不宜位置， b處可能液(yè)體不充滿， a、 e處易(yì)積聚氣體，且(qiě) e處傳感(gǎn)器後管段短(duǎn)也有可能不(bu)充滿。對于固(gù)、液兩相流， c處亦是不(bú)适宜的位置(zhi)。

3.1.4 旁路管(guǎn)安裝

      在(zài)連續生産的(de)工藝管道上(shàng)，爲了在不影(yǐng)響生産的情(qíng)況下♻️對📱儀表(biǎo)進行維修拆(chai)裝或内部清(qīng)洗，傳感器應(yīng)盡💋可能采用(yong)☀️與主工藝管(guan)道并聯安裝(zhuāng)的方式（旁路(lù)管安🙇‍♀️裝），如圖(tu) 2所示。正(zheng)常生産時截(jié)止閥 1關(guan)閉，截止閥 2、 3打開(kāi)，流體就可流(liú)過流量計實(shí)現流量測量(liang)。當傳感器發(fa)生故障需拆(chai)下維修時，隻(zhi)要打開截止(zhi)閥 l，關閉(bi)截止閥 2， 3，就能實(shí)現在不影響(xiǎng)生産的情況(kuàng)下對流量計(jì)進行拆除。當(dāng)需要清洗流(liu)量計内部時(shi)，隻需打開截(jié)止閥🐇 1，關(guan)閉截止閥 2、 3，然後(hou)打開流量計(jì)兩端盲闆即(jí)可清洗。

    圖 2旁路(lù)管安裝

      但是對于管(guǎn)徑大于 1. 5n韻管系因投(tou)資和空間位(wèi)置限制，不易(yì)實現旁路管(guan)安裝。此時爲(wei)🤞了便于管系(xì)停止運行時(shí)維護人員進(jin)入管道檢🌈測(cè)、清洗傳感器(qi)内壁，需在流(liú)量計附近工(gōng)♋藝管道上設(she)置人孔。

3.1.5 負壓管系的(de)安裝

      氟(fú)塑料襯裏傳(chuan)感器須謹慎(shèn)地應用于負(fu)壓管系。有可(kě)♍能🐉出現負壓(yā)的正壓管系(xì)應防止産生(shēng)負壓，例如液(yè)體溫度😄高于(yu)室溫的管系(xì)中，當管系停(tíng)止運行關閉(bì)傳感器上下(xià)遊截止閥後(hou)，由于流體💁冷(lěng)卻收縮就會(hui)形成負壓，此(cǐ)時就應設置(zhi)如圖 3所(suo)示的負壓防(fáng)止連接。

3.1.6 接地

      傳(chuan)感器必須單(dān)獨接地（接地(dì)電阻 lOOΩ以(yǐ)下）。分離來自(zi)接地線混亂(luàn)的幹擾：超聲(sheng)儀器接地、設(she)☂️備接地🔅、系統(tong)接地、保護接(jie)地混亂，各個(ge)接地點電位(wèi)分🌏布不均，不(bú)同接地點間(jiān)存在電位差(cha)，引起地環路(lù)電流，影響系(xi)統正常工作(zuò)。

2 .2 抗幹擾(rao)措施

2.2.1 屏(píng)蔽

      變頻(pin)器在運行時(shi)會産生高次(cì)諧波，造成電(diàn)壓波形畸變(biàn)，嚴重影響附(fù)近的儀電設(she)備動作。屏蔽(bì)幹擾源是抗(kàng)💰幹擾zui有效的(de)方法：

    (1) 在(zài)變頻器的進(jin)線側安裝進(jìn)線電抗器及(ji)進線濾波器(qì)，抑㊙️制幹擾信(xìn)号對電源的(de)幹擾。

    (2) 信(xìn)号線全部采(cǎi)用屏蔽線，屏(ping)蔽層可靠接(jiē)地，布線時🏃盡(jìn)量遠離變頻(pin)器的進、出線(xian)。

    (3) 電機電(dian)纜也采用屏(ping)蔽電纜，屏蔽(bì)層可靠接地(di)。原勻速段的(de)電機控制采(cǎi)用交流接觸(chù)器控制，接觸(chù)器線圈斷、合(hé)瞬間産生電(diàn)磁幹擾。針對(duì)這種情況，将(jiāng)交流接觸器(qi)改換成無噪(zào)聲固态接觸(chu)器，其控制電(dian)源改用 24直流穩壓電(diàn)源。

2.2.2 接地(dì)、濾波、阻容吸(xi)收保護

     針對供給超(chao)聲儀器使用(yong)的電源直接(jie)引至電網的(de)問題，将儀器(qì)電源和系統(tong)電源分開，采(cai)用圖 7所(suǒ)示的解止

     圖 3負(fù)壓防止連接(jiē)

型儀表(biao)原則上接地(di)應在傳感器(qi)一側，轉換器(qi)接地應🏃‍♀️在😘同(tóng)一接地點。如(rú)傳感器裝在(zài)有陰極腐蝕(shi)保護🚶‍♀️管道上(shang)，除了傳🙇🏻感器(qì)⛹🏻‍♀️和接地環一(yi)起接地外，還(hái)要用較粗銅(tong)導線 (  16IT11112)繞(rào)道傳感器，跨(kuà)接到管道的(de) 2個連接(jie)法蘭上，使陰(yin)極保護電流(liú)與傳感器之(zhī)間隔離💃。一些(xiē)應用👈場合的(de)雜散

電(dian)流過大，如電(dian)解槽沿着電(diàn)解液的洩漏(lòu)電流影響電(dian)磁流量計正(zheng)常測量時，可(kě)采取在流量(liàng)傳感器與其(qi)連接的🔆工藝(yì)管道之間進(jin)行電氣隔離(li)的辦法。對有(yǒu)陰極保護的(de)管道，如果陰(yīn)極保護電🐪流(liú)影響 EMF測(cè)量時，也可以(yǐ)采取本方法(fa)。

3.2 轉換器(qi)安裝和連接(jie)電纜

      一(yi)體型電磁流(liu)量計不需要(yao)單獨安裝轉(zhuan)換器；分體🈲式(shi)電磁流量計(ji)的轉換器安(an)裝在傳感器(qi)附近或儀表(biao)室🔞，安裝場所(suo)的選擇餘地(dì)較大，轉換器(qì)安裝環境㊙️條(tiao)件比一體式(shì)好。其防護等(děng)級👣可降低❄️，例(li)如，可選 IP65或 IP64（防塵(chen)防濺級）。安裝(zhuāng)場所的要求(qiú)與 3 L 1+(3)、 (4)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)各條(tiáo)相同。圖 7電源淨化  轉換器和(hé)傳感器間距(jù)離受被測介(jie)質電導率和(hé)信号電㊙️纜型(xing)号（即電纜的(de)分布電容、導(dao)線截面和屏(ping)蔽層數等）的(de)制約，需選⛷️用(yong)制造廠随儀(yí)表所附（或規(guī)定型号）的信(xin)号電纜。一般(ban)儀表 “使(shǐ)用說明書 ”對不同電(dian)導率液體提(ti)供允許的傳(chuan)輸距離範圍(wéi)。通常，單層屏(ping)蔽電纜的傳(chuán)送距離爲 50 m

       爲避免引(yǐn)入幹擾信号(hào)，信号電纜必(bi)須單獨穿在(zai)接地保🔴護鋼(gang)🔅管内，不能把(bǎ)信号電纜和(he)電源線安裝(zhuang)在同一鋼管(guǎn)内。

4. 結語(yu)

       随着企(qi)業全面走向(xiang)市場，企業生(shēng)産經營管理(lǐ)将進一步深(shen)化🌈，流量計量(liang)越顯重要。電(dian)磁流量計作(zuo)爲工業流量(liang)測量儀✨表的(de)💁一種，隻有在(zài)正确選型、安(an)裝和使用的(de)前提下才能(néng)更♻️好地發✏️揮(huī)其作用，滿足(zu)企業計量的(de)要求，實現降(jiang)低生産成本(ben)、提高經濟效(xiào)益的🈚目的。

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