工業控(kòng)制中電磁流量(liang)計的選型及應(ying)用

引言

      電磁流量計(ji)有一系列優良(liáng)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(gēn)據實際應用經(jing)驗對這些⚽問題(ti)進行分析和讨(tao)論。

1. 電磁流(liú)量計的優缺點(diǎn)

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

    （1） 由(yóu)于測量通道是(shì)一段光滑直管(guan)，不會發生阻塞(sāi)，因💛此，适用🍓于測(cè)量含固體顆粒(lì)的液固二相流(liú)體，如紙漿、泥漿(jiang)、污水等。

    （2） 不(bu)産生流量檢測(cè)所造成的壓力(lì)損失，節能效果(guo)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(xiang)小。

    （4） 流量測(ce)量範圍度大，量(liàng)程比可高達L l000可選流量範(fan)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(bu)必拆下儀表進(jìn)行離線實流标(biāo)定。

    （5） 電磁流(liú)量計的口徑範(fan)圍比其他品種(zhǒng)流量儀表寬，從(cong)幾毫米到3m;可測正反雙向(xiang)流量；也可測脈(mò)動流量（隻要脈(mò)動頻率低于激(ji)磁頻率很多）；儀(yí)表輸出本質上(shàng)是線性的。

    （6） 可應用于腐蝕(shi)性流體的測量(liàng)。

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

    但電磁流量計(ji)也存在以下缺(quē)點：

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

    （2） 不能(neng)測量氣體、蒸汽(qi)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(cái)料的限制，通用(yong)型電磁流量計(ji)不适用于較高(gāo)溫度。

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

2. 電(dian)磁流量計的選(xuan)型

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

    （1） 液體電導(dǎo)率應高于允許(xǔ)的下限。各制造(zao)廠商生産💞的🈲産(chan)品🧡對🚶電㊙️導率下(xia)限值有不同的(de)數值，目前，一般(bān)電磁流量計不(bú)能測量電導率(lǜ)低于5μS/cm的液(ye)體流量。

    （2） 液(ye)體流速應在流(liu)量計規定的範(fàn)圍内。一般電磁(ci)流量計所測🚶流(liu)體平均流速應(ying)在1-10m/s範圍内(nèi)，部分廠家産品(pǐn)的流速範圍可(kě)在0.3-12m/s如西尼(ni)爾SINIER的電磁(cí)流量計。若被測(ce)液體流速太低(di)，可以考慮加裝(zhuang)異徑管，使流速(sù)控制在規定範(fàn)圍内。爲減小加(jiā)裝異徑管造成(chéng)壓力損失和影(yǐng)響流速分布，要(yao)求異徑管中心(xin)錐角不超過15。，而且越小越(yue)好。

    （3） 電極形(xíng)式的選擇。通常(chang)，不産生結晶、結(jie)疤、不沾污電極(ji)的流體🧡介質可(kě)選标準電極；對(dui)有污泥等沾污(wu)電極的應用場(chang)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(ye)體的腐蝕性選(xuan)用合适的襯裏(li)🚶和電極材料。可(kě)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(gēn)據被測介質🎯的(de)腐蝕💃🏻性，磨損性(xing)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(xian)開始測量，一般(bān)入口直管段不(bú)小于5D（直徑(jing)），出口直管(guan)段不小于3D。爲使儀表可靠(kao)工作，提高測量(liàng)精度，不受外界(jie)寄生電勢的幹(gàn)擾，電磁流量計(jì)的傳感器應良(liáng)好地單獨🐅接地(di)。

    （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(zài)一起的一體型(xing)或分體型電磁(ci)流量計。

    （7） 儀(yí)表防護等級的(de)選擇。按照國标(biao)GB420 8-8規定的應(yīng)用環境，選用儀(yí)表外殼防護等(děng)級。例如，IP65爲(wèi)防噴水型，它允(yun)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(fáng)浸水型，它允許(xǔ)儀表短時間内(nei)全部浸入水中(zhong)仍能正👄常工作(zuo)。

    （8） 儀表安裝(zhuāng)位置的選擇。由(yóu)于電磁流量計(jì)不能在不🈚滿管(guǎn)或空管♈情況下(xià)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(zhuāng)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(yún)。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(chang)所，例如其上遊(yóu)附近加入藥液(ye)，加液點設于傳(chuán)感器下遊；液體(ti)有混合時，其分(fen)布應大體均勻(yún)。

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

    （3） 液體應與地(di)同電位。當工藝(yi)管道是塑料等(děng)絕緣材料時，輸(shu)送液體會産生(shēng)摩擦靜電，造成(chéng)液體與地間有(you)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(ci)流量傳感器對(dui)安裝場所有以(yi)下要求：

    （1） 測(ce)量混合相流體(ti)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(fèn)液體時，傳感器(qì)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(chuan)感器應安裝🍉在(zai)反應㊙️充分完成(chéng)段的下遊。

    （2） 盡量避免測量(liang)管内形成負壓(ya)。

    （3） 安裝位置(zhì)應選擇震動小(xiǎo)的場所，特别是(shì)一體型儀表。

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

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

    （6） 盡可能(néng)遠離腐蝕性氣(qi)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(gou)影響💘，對安裝環(huán)境溫度的要求(qiú)更高。

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

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

    （10） 儀表(biǎo)防護等級應滿(man)足應用要求。

3.1.2 直管段長度(du)要求

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

3.1.3 安裝位置和流(liu)動方向

      傳(chuan)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(xià)半部局部磨損(sǔn)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(xian)，則處于底部的(de)電極易被沉積(jī)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(miàn)，造成輸出信号(hào)波動。圖1所(suo)示管系中，c、d爲适宜位(wei)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(duan)短也有可能不(bú)充滿。對于固、液(yè)兩🌈相流，c處(chù)亦是不适宜的(de)位置。

3.1.4 旁路(lù)管安裝

      在(zai)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(ke)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(kāi)，流體就可流過(guò)流量計實現流(liú)量測量。當傳感(gǎn)器發生故💃🏻障需(xū)拆下維修時，隻(zhī)要打開截止閥(fá)l，關閉截止(zhǐ)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(yao)清洗流量計内(nèi)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(lù)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(jian)位置限制，不易(yì)實現旁路管安(an)裝🔱。此時爲了便(bian)于管系停止運(yùn)行時維護人員(yuán)進㊙️入管道檢測(ce)、清洗傳感器内(nèi)壁，需在流量計(ji)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(sù)料襯裏傳感器(qì)須謹慎地應用(yong)于負壓管系。有(you)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(guan)系中，當管系停(tíng)止運行關閉傳(chuán)感器上下遊截(jié)止♊閥後，由于流(liu)體冷卻收縮就(jiù)會形成負💞壓，此(cǐ)時就應設置如(ru)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(fen)離來自接地線(xiàn)混亂的幹擾：超(chao)聲儀器接地、設(she)備👣接地、系統接(jiē)地、保護接地混(hun)亂，各個接地點(diǎn)電💋位分布不均(jun)，不同接地點💞間(jiān)存在電位差，引(yin)起地環路電流(liu)⛷️，影響系統正常(cháng)工作。

2 .2 抗幹(gan)擾措施

2.2.1 屏(ping)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(jìn)線側安裝進線(xian)電抗器及進線(xiàn)濾波器，抑制幹(gàn)擾信号對電源(yuán)的幹擾。

    （2） 信(xin)号線全部采用(yong)屏蔽線，屏蔽層(ceng)可靠接地，布線(xiàn)時盡量遠離變(bian)頻器的進、出線(xiàn)。

    （3） 電機電纜(lan)也采用屏蔽電(dian)纜，屏蔽層可靠(kào)接地。原勻速段(duan)的電機控制采(cǎi)用交流接觸器(qì)控制，接觸器線(xiàn)圈斷、合瞬間産(chan)🔞生電⛷️磁幹擾。針(zhen)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(lü)波、阻容吸收保(bao)護

     針對供(gong)給超聲儀器使(shǐ)用的電源直接(jiē)引至電網的問(wen)題，将😄儀器電源(yuan)和系統電源分(fen)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(shàng)接地應在傳感(gan)器一側，轉換器(qì)接地應在同😄一(yī)接地點。如傳感(gan)器裝在有陰極(ji)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(yòng)較粗銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qì)，跨接到管道的(de)2個連接法(fa)蘭上，使陰極保(bǎo)護電流與傳感(gǎn)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(xiang)電磁流量計正(zheng)常測量時，可采(cǎi)取在流量傳感(gǎn)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(dao)，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(yao)單獨安裝轉換(huan)器；分體式電磁(cí)流🐪量計的轉換(huan)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(ti)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(tong)。圖7電源淨(jing)化 轉換器(qì)和傳感器間距(ju)離受被測介質(zhi)電導率和信号(hao)電纜型号（即電(diàn)纜的分布電容(róng)、導線截面和屏(píng)蔽層數等）的制(zhi)約，需選用制造(zào)廠随儀表所附(fù)（或規定型号）的(de)信号電纜。一般(bān)儀表“使用(yòng)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(wei)。通常，單層屏🔆蔽(bi)電纜的傳送距(jù)離爲50 m

       爲避(bi)免引入幹擾信(xin)号，信号電纜必(bì)須單獨穿在接(jie)地保護鋼管内(nèi)，不能把信号電(diàn)纜和電源線安(an)裝在同一鋼管(guǎn)内。

4. 結語

       随着企業全(quán)面走向市場，企(qi)業生産經營管(guǎn)理将進✊一步深(shēn)化，流🌍量計量越(yuè)顯重要。電磁流(liu)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(gāo)經濟效益的目(mù)的。

因此廣(guang)州迪川儀器儀(yi)表有限公司爲(wèi)更好儀器儀表(biao)而不斷努力