工(gōng)業控制中電(dian)磁流量計的(de)選型及應用(yong)

引言

      電磁流量(liang)計有一系列(lie)優良特性，可(ke)以解決其它(ta)流量計不易(yi)應用的問題(ti)，如髒污流、腐(fu)蝕流的測量(liàng)。在電磁流量(liàng)計選型、安裝(zhuang)和使用方面(mian)有一些技巧(qiao)和注意事項(xiang)，根據實際應(yīng)用經驗對這(zhe)些問題進行(háng)分🛀析和讨論(lùn)。

1. 電磁流(liu)量計的優缺(que)點

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

    (1) 由(yóu)于測量通道(dào)是一段光滑(huá)直管，不會發(fā)生阻塞，因此(cǐ)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，适用于測量(liang)含固體顆粒(li)的液固二相(xiàng)流體，如紙漿(jiāng)、泥漿、污水等(děng)。

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

    (3) 所(suǒ)測的體積流(liú)量受流體密(mi)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(fan)圍寬，液體流(liu)速一般可在(zai) 0.5--1 0m/s内選定(ding)。有些型号儀(yí)表可在現場(chǎng)根據需要擴(kuo)大和縮小流(liu)量測量範圍(wei)，而不必拆下(xià)儀表進行離(li)線實📞流标定(dìng)。

    (5) 電磁流(liú)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(zhi)要脈動頻💁率(lü)低于激磁🏃‍♂️頻(pín)率很多）；儀表(biao)輸出本質上(shàng)是線性的👅。

    (6) 可應用于(yú)腐蝕性流體(ti)的測量。

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

    但電磁(cí)流量計也存(cun)在以下缺點(dian)：

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

    (2) 不能測量(liàng)氣體、蒸汽和(hé)含有較大氣(qì)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(ji)不适用于較(jiào)高溫度。

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

2. 電(dian)磁流量計的(de)選型

    電(dian)磁流量計選(xuǎn)型時應注意(yì)以下事項：

    (1) 液體電導(dao)率應高于允(yǔn)許的下限。各(ge)制造廠商生(shēng)産的産品對(dui)電👣導率下限(xian)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(yú) 5μS/cm的液體(ti)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(liàng)計所🌈測流🌏體(ti)平均流速應(yīng)在 1-10m/s範圍(wei)内，部分廠家(jia)産品的流速(su)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(sù)太低，可以考(kao)慮加裝異徑(jing)管，使流速控(kong)制在規定範(fan)圍内。爲減小(xiǎo)加裝異徑管(guan)造成壓力損(sun)失和🏃🏻影響流(liú)速分布，要求(qiu)異徑管中心(xīn)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(bú)産生結晶、結(jie)疤、不沾污電(diàn)極的流體介(jie)質可選标準(zhǔn)電極；對有污(wu)泥等沾污電(dian)⛹🏻‍♀️極的應用🛀🏻場(chang)合。

    (4) 襯裏(lǐ)和電極材料(liao)的選擇。根據(jù)液體的腐蝕(shi)性選用☀️合适(shi)的襯裏和電(diàn)極材料。可查(cha)有關材料的(de)防腐蝕🔞手冊(ce)選定電極材(cai)料；耐混酸等(deng)成分複雜的(de)介質，應做挂(guà)片試驗。應根(gēn)據被🙇‍♀️測介質(zhi)的腐蝕性，磨(mo)損性及❌溫度(dù)來選㊙️擇電磁(ci)流量計的襯(chèn)裏材料。

    (5) 滿足直管段(duàn)的要求和接(jiē)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(shi)儀表可靠工(gōng)作，提高測量(liang)精度，不受外(wài)界寄生電💃勢(shi)的幹擾，電磁(ci)流量計的傳(chuan)感器應良好(hao)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(sòng)⚽部分組合在(zài)一起的一體(tǐ)型或分體型(xíng)電磁流量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計(jì)。

    (7) 儀表防(fang)護等級的選(xuǎn)擇。按照國标(biao) GB420 8-8規定的(de)應用環境，選(xuan)用儀表外殼(ké)防護等級。例(lì)如， IP65爲防(fang)噴水型，它允(yǔn)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(jìn)水型，它允許(xu)儀表短時間(jian)内全部浸入(ru)水中仍能🌏正(zhèng)常工作。

    (8) 儀表安裝位(wèi)置的選擇。由(yóu)于電磁流量(liang)計不能在不(bu)🎯滿管或空管(guan)情況下工作(zuo)，所以應保證(zheng)測量管在所(suo)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(yun)。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(suǒ)，例如其上遊(yóu)附近加入藥(yao)液，加液點設(she)于傳感器下(xia)遊；液體有混(hùn)合時，其分布(bu)應大體均勻(yún)。

    (2) 使用時(shi)傳感器測量(liang)管必須充滿(man)液體（非滿管(guǎn)型例外）。

    (3) 液體應與地(di)同電位。當工(gōng)藝管道是塑(sù)料等絕緣材(cai)料時，輸送🎯液(yè)體會産生摩(mo)擦靜電，造成(cheng)液體與地間(jian)有電位差📱，爲(wèi)此需良好接(jie)地。

3. 1 流量(liàng)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(liàng)混合相流體(tǐ)時，應選擇不(bú)會引起相分(fen)離的場所安(an)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(jun)勻🌏的下✂️遊；測(cè)量化學反應(ying)物料時，傳感(gǎn)器應安裝💃在(zai)反應充分完(wan)成段的下遊(you)。

    (2) 盡量避(bì)免測量管内(nèi)形成負壓。

    (3) 安裝位置(zhì)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(da)變壓器等，避(bì)免引入電磁(cí)幹擾

    (5) 選(xuan)擇易于實現(xian)傳感器單獨(du)接地的位置(zhì)。

    (6) 盡可能(néng)遠離腐蝕性(xìng)氣體。

    (7) 環(huán)境溫度應在(zài)儀表允許範(fan)圍内，一體型(xing)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(duì)濕度應在儀(yí)表允許範圍(wéi)内。

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

    (10) 儀表防(fáng)護等級應滿(man)足應用要求(qiu)。

3.1.2 直管段(duàn)長度要求

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

3.1.3 安(an)裝位置和流(liu)動方向

      傳感器安裝(zhuang)方向水平、垂(chuí)直或傾斜均(jun)可，不受限制(zhì)。測量固、液兩(liǎng)相流體垂直(zhí)安裝，自下而(ér)上流動。可防(fáng)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(ping)安裝時要使(shǐ)電極軸線平(ping)行于地平線(xian)，如果電極軸(zhóu)線垂直于地(di)平線，則處于(yú)底部的電極(ji)易被沉積物(wù)㊙️覆蓋，頂部的(de)電極易被液(yè)體中夾帶的(de)氣泡覆蓋電(dian)極表面，造成(chéng)輸出信号波(bō)動。圖 1所(suo)示管系中， c、 d爲适(shi)宜位置； a、 b、 e爲(wei)不宜位置， b處可能液(ye)體不充滿， a、 e處易(yì)積聚氣體，且(qiě) e處傳感(gan)器後管段短(duǎn)也有可能不(bu)充滿。對于固(gu)、液兩相流， c處亦是不(bu)适宜的位置(zhi)。

3.1.4 旁路管(guan)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(qing)況下對儀表(biǎo)進行維修拆(chāi)裝或内部清(qing)洗，傳感器應(yīng)盡可能采用(yong)與主工藝管(guǎn)道并聯安裝(zhuang)的方式（旁路(lù)管安裝），如圖(tú) 2所示。正(zhèng)常生産時截(jié)止閥 1關(guān)閉，截止閥 2、 3打開(kāi)，流體就可流(liú)過流量計實(shi)現流量測量(liàng)。當傳感器發(fā)生故障需拆(chāi)下維修時，隻(zhī)要打開截止(zhǐ)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(dang)需要清洗流(liu)量計内部時(shí)，隻需打開截(jie)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(guan)徑大于 1. 5n韻管系因投(tóu)資和空間位(wei)置限制，不易(yì)實現旁路管(guǎn)安⚽裝。此時爲(wèi)了便于管系(xì)停止運行時(shi)維護人員進(jìn)🛀🏻入管道檢測(cè)、清💘洗傳感器(qi)内壁，需在流(liu)量計附近工(gong)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(chuán)感器須謹慎(shèn)地應用于負(fù)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(yú)室溫的管系(xi)中，當管系停(tíng)止運行關閉(bi)傳感🔴器上下(xia)遊截止閥後(hòu)，由于流體冷(leng)卻收縮就🈚會(huì)形成負壓，此(ci)時就⭐應設置(zhi)如圖 3所(suǒ)示的負壓防(fáng)止連接。

3.1.6 接地

      傳(chuán)感器必須單(dān)獨接地（接地(di)電阻 lOOΩ以(yǐ)下）。分離來自(zì)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(jiē)地混亂，各個(gè)接地點電🏃‍♂️位(wèi)分布不均，不(bu)同接地點間(jian)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(ping)蔽

      變頻(pín)器在運行時(shi)會産生高次(cì)諧波，造成電(dian)壓波形📐畸變(bian)，嚴重影響附(fu)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(jí)進線濾波器(qi)，抑制幹擾信(xin)号對電源的(de)幹擾。

    (2) 信(xin)号線全部采(cǎi)用屏蔽線，屏(ping)蔽層可靠接(jie)地，布線時盡(jin)量遠離🔴變頻(pín)器的進、出線(xiàn)。

    (3) 電機電(diàn)纜也采用屏(ping)蔽電纜，屏蔽(bì)層可靠接地(dì)。原勻速段的(de)電機控制采(cai)用交流接觸(chù)器控制，接觸(chù)器線圈斷、合(he)瞬🏒間産生電(diàn)磁幹擾。針對(dui)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(diàn)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(chāo)聲儀器使用(yòng)的電源直接(jie)引至電網的(de)🔱問✔️題，将儀器(qi)電源和系統(tǒng)電源分開，采(cǎi)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(dì)應在傳感器(qi)一側，轉換器(qì)接地應在同(tóng)🛀一接🔞地點。如(ru)傳感器裝在(zài)有陰極腐蝕(shi)保護管道上(shàng)，除了傳感器(qì)和接📞地環一(yi)起接地外，還(hái)要用較粗銅(tóng)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(yīn)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(diàn)解槽沿着電(diàn)解液的洩漏(lou)電流影響電(dian)磁💁流♉量計正(zhèng)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(jìn)行電氣隔離(lí)的辦法。對有(you)陰極保護的(de)管道，如果陰(yīn)極保護電流(liú)影響 EMF測(ce)量時，也可以(yi)采取本方法(fa)。

3.2 轉換器(qì)安裝和連接(jie)電纜

      一(yī)體型電磁流(liu)量計不需要(yào)單獨安裝轉(zhuǎn)換器；分體式(shi)電磁流量計(jì)的轉換器安(an)裝在傳感器(qì)附近或儀表(biǎo)室，安裝📧場所(suo)的選擇餘🌍地(di)較大，轉換器(qì)安裝環境條(tiáo)件比一體式(shi)好。其防🧑🏾‍🤝‍🧑🏼護等(děng)級可降低🐉，例(li)如，可選 IP65或 IP64（防塵(chén)防濺級）。安裝(zhuāng)場所的要求(qiu)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(he)傳感器間距(jù)離受被測介(jie)質電導率和(hé)信号電纜型(xíng)㊙️号（即電纜的(de)分布電容、導(dao)線截面和屏(píng)蔽層數等）的(de)制約👉，需選用(yòng)制‼️造廠随儀(yí)表所附（或規(gui)定型号）的🌂信(xin)号電纜。一般(ban)儀表 “使(shi)用說明書 ”對不同電(dian)導率液體提(tí)供允許的傳(chuán)輸距離範圍(wéi)。通常，單層屏(ping)🏃蔽電纜的傳(chuan)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(zài)接地保護⛱️鋼(gāng)管💯内，不能把(bǎ)信号電纜和(hé)電源線安裝(zhuang)在同一鋼管(guan)内。

4. 結語(yu)

       随着企(qi)業全面走向(xiàng)市場，企業生(shēng)産經營管理(li)将進一步深(shēn)化，流🌏量計量(liàng)越顯重要。電(dian)磁流量計作(zuo)爲工🙇🏻業流量(liàng)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(neng)更⁉️好地發🏒揮(hui)其作用，滿足(zú)企業計量的(de)要求，實現降(jiàng)低生産成本(běn)、提高經濟效(xiao)益的目的。

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