工業控制中(zhong)電磁流量計的選(xuǎn)型及應用

引(yǐn)言

      電磁流量(liang)計有一系列優良(liang)特性，可以解決其(qí)它流量計🌈不易應(ying)用的問題，如髒污(wu)流、腐蝕流的測量(liang)。在電磁流量計選(xuǎn)👉型、安裝和使用方(fāng)面有一些技巧和(he)📐注意事項，根據🔞實(shi)際應用經驗對這(zhè)些問題進行分析(xī)和讨論💘。

1. 電磁(cí)流量計的優缺點(dian)

     與其它流量(liang)計相比，電磁流量(liàng)計具有下列優點(dian)：

    (1) 由于測量通(tōng)道是一段光滑直(zhi)管，不會發生阻塞(sai)，因此，适用于測量(liang)含固體顆粒的液(ye)固二相流體，如紙(zhi)漿、泥漿、污水等。

    (2) 不産生流量檢(jiǎn)測所造成的壓力(li)損失，節能效果好(hao)🔴。

    (3) 所測的體積(ji)流量受流體密度(du)、粘度、溫度、壓力和(hé)電導🌈率🌈變化的影(ying)響小。

    (4) 流量測(ce)量範圍度大，量程(cheng)比可高達 L l000可(ke)選流量範圍寬，液(yè)體流速一般可在(zài) 0.5--1 0m/s内選定。有些(xie)型号儀表可在現(xian)場根據需要擴大(dà)和💁縮小流量測量(liàng)範圍，而不必拆下(xià)儀表進行離線實(shí)流标定。

    (5) 電磁(ci)流量計的口徑範(fàn)圍比其他品種流(liu)量儀表寬📐，從幾毫(háo)🈲米到 3m;可測正(zhèng)反雙向流量；也可(kě)測脈動流量（隻要(yao)脈動頻💃率低于激(jī)磁頻率很多）；儀表(biǎo)輸出本質上是線(xiàn)性的。

    (6) 可應用(yong)于腐蝕性流體的(de)測量。

    (7) 與其它(ta)流量計相比，電磁(ci)流量計所需直管(guan)段較短。

    但電(dian)磁流量計也存在(zài)以下缺點：

    (1) 不(bú)能測量電導率很(hen)低的液體．如石油(yóu)制品。

    (2) 不能測(cè)量氣體、蒸汽和含(han)有較大氣泡的液(yè)體。

    (3) 由于襯裏(lǐ)材料和電氣絕緣(yuán)材料的限制，通用(yong)型電磁流量計不(bu)适用于較高溫度(dù)。

    (4) 投資相對較(jiao)高，特别是大口徑(jìng)流量的測量。

2. 電磁流量計的選(xuan)型

    電磁流量(liàng)計選型時應注意(yì)以下事項：

    (1) 液(ye)體電導率應高于(yú)允許的下限。各制(zhì)造廠商生産的産(chǎn)品對電導率下限(xian)值有不同的數值(zhi)，目前，一般電磁流(liu)量計不㊙️能測量電(dian)導率低于 5μS/cm的(de)液體流量。

    (2) 液(yè)體流速應在流量(liang)計規定的範圍内(nei)。一般電磁流量✌️計(ji)所測流體平均流(liu)速應在 1-10m/s範圍(wéi)内，部分廠家産品(pǐn)的流速範圍可在(zài) 0.3-12m/s如西尼爾 SINIER的電磁流量計(jì)。若被測液體流速(su)太低，可以考慮加(jiā)裝異徑管，使👈流速(su)控制在規定範圍(wéi)内。爲減小加裝異(yi)徑管造成壓力損(sǔn)失和影響流速分(fèn)布，要求異徑管中(zhōng)心📧錐角不💁超過 15。，而且越小越好(hao)。

    (3) 電極形式的(de)選擇。通常，不産生(sheng)結晶、結疤、不沾污(wu)電🥵極的流體❤️介♻️質(zhì)可選标準電極；對(dui)有污泥等沾污電(dian)極的應用場合📧。

    (4) 襯裏和電極材(cai)料的選擇。根據液(ye)體的腐蝕性選用(yòng)合适的襯裏和電(diàn)極材料。可查有關(guan)材料的防腐蝕手(shǒu)冊選定🤩電極材料(liào)🆚；耐混酸等成分複(fú)雜的介質，應做挂(guà)片試驗。應根據被(bèi)測介質的腐蝕性(xìng)，磨損性及溫度來(lai)選☎️擇電磁流量計(jì)的襯裏材料。

    (5) 滿足直管段的要(yào)求和接地要求。從(cóng)電極軸線開始🈲測(cè)❄️量👌，一般入口直管(guǎn)段不小于 5D(直(zhi)徑 )，出口直管(guan)段不小于 3D。爲(wei)使儀表可靠工作(zuo)，提高測量精度，不(bu)受外界寄生📞電勢(shi)的📞幹擾，電磁流量(liang)計的傳感器應良(liáng)好地單獨接地。

    (6) 機型的選擇。根(gēn)據安裝、使用和維(wéi)護條件，選用檢測(ce)和變送部分😘組合(hé)在一起的一體型(xíng)或分體型電磁流(liu)量計。

    (7) 儀表防(fang)護等級的選擇。按(àn)照國标 GB420 8-8規定(dìng)的應用環境，選用(yòng)儀表外殼防護等(děng)級。例如， IP65爲防(fáng)噴水型，它允許水(shui)從任何方向對儀(yi)表噴水，儀表仍能(neng)正常工作； IP67爲(wei)防浸水型，它允許(xu)儀表短時間内全(quán)部浸入水中🈚仍能(néng)正常⛱️工😄作。

    (8) 儀(yí)表安裝位置的選(xuǎn)擇。由于電磁流量(liang)計不能在不滿管(guan)或空管情況下工(gong)作，所以應保證測(cè)量管在所💛有時間(jiān)内必須🈲*注滿介質(zhi)。

3. 電磁流量計(jì)的安裝

    安裝(zhuāng)時應注意以下事(shì)項：

    (1) 液體應具(jù)有測量所需的電(diàn)導率，并要求電導(dao)率分布大體上均(jun1)勻。因此流量傳感(gǎn)器安裝要避開容(róng)易産生電導😄率不(bú)🏃🏻均勻的場所，例如(ru)其上遊附近加入(ru)藥液，加液點設于(yu)傳感器下遊；液體(tǐ)有混合時，其分布(bù)應大體均勻。

    (2) 使用時傳感器測(cè)量管必須充滿液(yè)體（非滿管型例外(wài)）。

    (3) 液體應與地(dì)同電位。當工藝管(guan)道是塑料等絕緣(yuan)材料時，輸送👅液體(ti)會産生摩擦靜電(diàn)，造成液體與地間(jiān)有電👈位差，爲此需(xū)良好接地。

3. 1 流(liú)量傳感器的安裝(zhuāng)

3.1.1 安裝場所

    電磁流量傳感(gǎn)器對安裝場所有(yǒu)以下要求：

    (1) 測(ce)量混合相流體時(shi)，應選擇不會引起(qi)相分離的場所安(an)裝🌈傳感器；測量雙(shuang)組分液體時，傳感(gan)器應避免裝在混(hùn)合尚未均勻💰的下(xià)遊；測量化學反應(ying)物料時，傳感器🈲應(yīng)安裝在反應🈲充分(fen)完成段的下遊。

    (2) 盡量避免測量(liàng)管内形成負壓。

    (3) 安裝位置應選(xuǎn)擇震動小的場所(suo)，特别是一體型儀(yí)表。

    (4) 遠離大電(dian)機、大變壓器等，避(bi)免引入電磁幹擾(rao)

    (5) 選擇易于實(shi)現傳感器單獨接(jiē)地的位置。

    (6) 盡(jin)可能遠離腐蝕性(xing)氣體。

    (7) 環境溫(wēn)度應在儀表允許(xǔ)範圍内，一體型儀(yi)表受結構影響，對(dui)安裝環境溫度的(de)要求更高。

    (8) 環(huán)境相對濕度應在(zai)儀表允許範圍内(nei)。

    (9) 犀可能避免(mian)受陽光直照，必要(yao)時加防護罩。

    (10) 儀表防護等級應(yīng)滿足應用要求。

3.1.2 直管段長度要(yào)求

      根據儀表(biao)精度要求，電磁流(liu)量傳感器上遊通(tong)常需有 5 D的直(zhí)管段，下遊是 3 D的直管段。

3.1.3 安(ān)裝位置和流動方(fāng)向

      傳感器安(ān)裝方向水平、垂直(zhi)或傾斜均可，不受(shou)限制。測量固、液兩(liang)相流體垂直安裝(zhuāng)，自下而上流動。可(ke)防止水平安裝時(shi)襯裏下半部局部(bù)磨損嚴重，低流速(su)時固相🐪沉澱等缺(quē)點。水平安裝時要(yào)使⛷️電極軸線平行(hang)于地平線，如果電(dian)極軸線垂直于地(dì)平線，則處于底部(bù)的電極易被沉積(ji)物☎️覆蓋，頂部的電(diàn)極易被液體中夾(jiá)帶的氣泡覆蓋電(diàn)極表面，造成輸出(chu)信号波動。圖 1所示管系中， c、 d爲适宜位置(zhì)； a、 b、 e爲(wèi)不宜位置， b處(chù)可能液體不充滿(man)， a、 e處易積(jī)聚氣體，且 e處(chu)傳感器後管段短(duan)也有可能不充滿(man)。對于固、液兩相流(liu)， c處亦是不适(shi)宜的位置。

3.1.4 旁(páng)路管安裝

      在(zài)連續生産的工藝(yi)管道上，爲了在不(bú)影響生産的情況(kuàng)下對儀表進行維(wei)修拆裝或内部清(qīng)洗，傳感器應盡可(kě)能采用與主工藝(yi)管道并聯安裝的(de)方式（旁路管安裝(zhuang)），如圖 2所示。正(zheng)常生産時截止閥(fa) 1關閉，截止閥(fa) 2、 3打開，流(liú)體就可流過流量(liàng)計實現流量測量(liang)。當傳感器發生故(gù)❓障需拆下維修時(shí)，隻要打開截止閥(fá) l，關閉截止閥(fá) 2， 3，就能實(shi)現在不影響生産(chan)的情況下對流量(liang)計進行拆🔞除。當需(xū)要清洗流量計内(nei)部時，隻需打開截(jié)止閥 1，關閉截(jie)止閥 2、 3，然(rán)後打開流量計兩(liǎng)端盲闆即可清洗(xǐ)。

    圖 2旁路(lu)管安裝

      但是(shi)對于管徑大于 1. 5n韻管系因投資(zī)和空間位置限制(zhì)，不易實現旁路管(guǎn)💃安裝。此時爲了便(biàn)于管系停止運行(hang)時維護人員進入(ru)管🥵道檢測、清洗傳(chuan)感器🏃🏻‍♂️内壁，需在流(liu)量計附近工藝管(guan)道上設置👈人孔。

3.1.5 負壓管系的安(an)裝

      氟塑料襯(chen)裏傳感器須謹慎(shèn)地應用于負壓管(guǎn)系。有可能出現負(fu)壓的正壓管系應(yīng)防止産生負壓，例(lì)如❤️液體❓溫度高于(yú)室溫的管系中，當(dang)管系停止運行關(guān)閉傳感器上下遊(yóu)截止閥後，由于流(liú)體冷卻收縮就會(hui)形成負壓，此時就(jiù)應設置如圖 3所示的負壓防止(zhi)連接。

3.1.6 接地

      傳感器必須單(dān)獨接地（接地電阻(zǔ) lOOΩ以下）。分離來(lai)自接地線混亂的(de)幹擾：超聲儀器接(jie)地、設備接地、系統(tong)接地、保護接地混(hùn)亂，各個接地點電(dian)位分布不均，不同(tóng)接地點間存在電(dian)位差，引起地環路(lu)電流🏃，影響系統正(zhèng)常工作。

2 .2 抗幹(gan)擾措施

2.2.1 屏蔽(bì)

      變頻器在運(yùn)行時會産生高次(cì)諧波，造成電壓波(bo)形畸變，嚴重♈影響(xiǎng)附近的儀電設備(bei)動作。屏蔽幹擾源(yuán)🧡是抗幹擾zui有效☀️的(de)方法：

    (1) 在變頻(pin)器的進線側安裝(zhuāng)進線電抗器及進(jin)線濾波器，抑💛制幹(gan)擾信号對電源的(de)幹擾。

    (2) 信号線(xian)全部采用屏蔽線(xian)，屏蔽層可靠接地(di)，布線時✉️盡量遠離(lí)✉️變頻器的進、出線(xiàn)。

    (3) 電機電纜也(yě)采用屏蔽電纜，屏(ping)蔽層可靠接地。原(yuán)勻速段的電✌️機控(kòng)制采用交流接觸(chù)器控制，接觸器線(xiàn)圈斷、合瞬間産生(sheng)電磁幹擾。針對這(zhè)種情況，将交流接(jie)觸器改換成💰無噪(zao)聲固态接觸器，其(qí)控制電源改用 24直流穩壓電源(yuán)。

2.2.2 接地、濾波、阻(zu)容吸收保護

     針對供給超聲儀(yí)器使用的電源直(zhi)接引至電網的問(wen)題，将儀器電源和(he)系統電源分開，采(cǎi)用圖 7所示的(de)解止

     圖 3負壓防止連接

型儀表原則上(shang)接地應在傳感器(qì)一側，轉換器接地(di)應在🈲同一♉接♊地點(dian)。如傳感器裝在有(yǒu)陰極腐蝕保護👅管(guǎn)道🐇上，除了傳㊙️感器(qì)和接地環一起接(jiē)地外，還要用較粗(cū)銅導線 (  16IT11112)繞道(dào)傳感器，跨接到管(guǎn)道的 2個連接(jie)法蘭上，使陰極保(bǎo)護電流與傳感器(qì)之間隔離。一些應(ying)用場合的雜散

電流過大，如電(diàn)解槽沿着電解液(yè)的洩漏電流影響(xiang)電磁♌流量計✉️正常(cháng)測量時，可采取在(zài)流量傳感器與🐉其(qí)連接的工藝管道(dao)之間進行電氣隔(gé)離的辦法。對有陰(yīn)極保護的管道，如(rú)果陰極保護電流(liú)影響 EMF測量時(shi)，也可以采取本方(fang)法。

3.2 轉換器安(ān)裝和連接電纜

      一體型電磁流(liu)量計不需要單獨(du)安裝轉換器；分體(ti)式電磁🏃🏻‍♂️流量❄️計的(de)轉換器安裝在傳(chuan)感器附近或儀表(biao)室，安裝場所的選(xuǎn)📱擇餘地較大，轉換(huàn)器安裝環境條件(jiàn)比一體式好。其防(fáng)護等級☁️可降低，例(lì)如，可選 IP65或 IP64（防塵防濺級）。安(ān)裝場所的要求與(yǔ) 3 L 1+(3)、 (4)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)各條(tiao)相同。圖 7電源(yuan)淨化  轉換器(qì)和傳感器間距離(li)受被測介質電導(dǎo)率和信号電🏒纜型(xíng)号（即電纜的分布(bù)電容、導線截面和(hé)屏蔽層數🔅等）的⭐制(zhì)約💯，需選用制造廠(chǎng)随儀表所附（或規(guī)定型号）的信号電(dian)㊙️纜。一般儀表 “使用說明書 ”對不同電導率液(yè)體提供允許的傳(chuan)輸距離範圍。通常(chang)，單🥵層屏蔽電纜的(de)傳送距離爲 50 m

       爲避免引入幹擾(rao)信号，信号電纜必(bì)須單獨穿在接地(dì)保護鋼管内，不能(neng)把信号電纜和電(diàn)源線安裝在同一(yi)鋼管内。

4. 結語(yǔ)

       随着企業全(quan)面走向市場，企業(ye)生産經營管理将(jiāng)進一步🚩深化，流量(liàng)計量越顯重要。電(diàn)磁流量計作爲工(gong)業流量測量儀表(biǎo)的一種🧡，隻有在正(zhèng)确選型、安裝和使(shi)用的前提下才能(néng)更好地發揮其作(zuò)用，滿足企業計量(liang)的要求，實現降低(dī)生産成本、提高經(jīng)🐉濟效益的目的。

因此廣州迪川(chuan)儀器儀表有限公(gōng)司爲更好儀器儀(yi)表而不斷努力

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