工業控(kong)制中電磁流量(liàng)計的選型及應(yīng)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(bú)易應用的問題(ti)，如髒污流、腐蝕(shí)流的測量。在電(dian)磁流量計選型(xing)、安💃🏻裝和使用方(fang)面有一些技巧(qiao)和👉注意事項，根(gen)據❤️實際應用經(jīng)驗對這些🍓問題(ti)進行分💁析和讨(tǎo)論。

1. 電磁流(liu)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(xia)列優點：

    (1) 由(yóu)于測量通道是(shì)一段光滑直管(guǎn)，不會發生阻塞(sai)，因此，适用于測(cè)量含固體顆粒(li)的液固二相流(liu)體，如紙漿、泥漿(jiāng)、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(guo)好。

    (3) 所測的(de)體積流量受流(liu)體密度、粘度、溫(wen)度、壓力和電導(dao)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(sù)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(kuo)大和縮小流‼️量(liang)測㊙️量範圍，而不(bu)必拆下儀表進(jin)行離線實流标(biāo)定。

    (5) 電磁流(liu)量計的口徑範(fàn)圍比其他品種(zhǒng)流量儀表寬，從(cóng)幾毫米到 3m;可測正反雙向(xiàng)流量；也可測脈(mo)動流量（隻要脈(mo)動頻率低于激(ji)磁❗頻率很多）；儀(yí)表輸出本質上(shang)是線性的🔞。

    (6) 可應用于腐蝕(shí)性流體的測量(liàng)。

    (7) 與其它流(liú)量計相比，電磁(ci)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(you)制品。

    (2) 不能(neng)測量氣體、蒸汽(qi)和含有較大氣(qi)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(yòng)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(bié)是大口徑流量(liàng)的測量。

2. 電(diàn)磁流量計的選(xuan)型

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

    (1) 液體電導(dao)率應高于允許(xǔ)的下限。各制造(zao)廠商生産的産(chǎn)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(lü)低于 5μS/cm的液(ye)體流量。

    (2) 液(yè)體流速應在流(liú)量計規定的範(fàn)圍内。一般電磁(cí)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(pǐn)的流速範圍可(kě)在 0.3-12m/s如西尼(ní)爾 SINIER的電磁(ci)流量計。若被測(ce)液體流速太低(dī)，可以考慮加裝(zhuang)異☂️徑管，使流速(su)控制在規定範(fan)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(xīn)👌錐角不超過 15。，而且越小越(yuè)好。

    (3) 電極形(xíng)式的選擇。通常(cháng)，不産生結晶、結(jie)疤、不沾污電極(jí)的流📧體介質可(kě)選标準電極；對(duì)有污泥等沾污(wū)電極的應用場(chang)合。

    (4) 襯裏和(hé)電極材料的選(xuǎn)擇。根據液體的(de)腐蝕性選用合(he)适的襯🤩裏和電(dian)極材料。可查有(yǒu)關材料的防腐(fu)蝕手冊👌選定💜電(diàn)極材料；耐混酸(suān)等成分複雜的(de)介質，應做挂片(piàn)試驗。應根據被(bèi)測介質的腐蝕(shi)性，磨損性及溫(wen)度來選擇電磁(cí)流量計的襯裏(li)材料。

    (5) 滿足(zú)直管段的要求(qiu)和接地要求。從(cong)電極軸線開始(shǐ)測🔞量，一般入口(kǒu)直管段不小于(yu) 5D(直徑 )，出口直管段不(bú)小于 3D。爲使(shi)儀表可靠工作(zuò)，提高測量精度(du)，不受外界寄生(sheng)電勢的幹🚶‍♀️擾👌，電(diàn)磁流量計的傳(chuán)感器應良好地(dì)單獨接地。

    (6) 機型的選擇。根(gēn)據安裝、使用和(he)維護條件，選用(yong)檢測和變送部(bu)分組合在一起(qǐ)的一體型或分(fen)體型電磁流量(liàng)計。

    (7) 儀表防(fáng)護等級的選擇(zé)。按照國标 GB420 8-8規定的應用環(huan)境，選用儀表外(wai)殼防護等級。例(li)如， IP65爲防噴(pen)水型，它允許水(shuǐ)從任何方向對(duì)儀表噴水，儀表(biao)仍能正常工作(zuo)； IP67爲防浸水(shuǐ)型，它允許儀表(biao)短時間内全部(bù)浸入水中仍能(néng)正常工作。

    (8) 儀表安裝位置(zhì)的選擇。由于電(dian)磁流量計不能(néng)在不滿管或空(kong)⛱️管情況下工作(zuo)，所以應保證測(ce)量管在所有時(shi)⭐間内必須*注滿(mǎn)介質。

3. 電磁(cí)流量計的安裝(zhuang)

    安裝時應(ying)注意以下事項(xiàng)：

    (1) 液體應具(ju)有測量所需的(de)電導率，并要求(qiú)電導率分🆚布大(dà)體上均勻。因此(ci)流量傳感器安(an)裝要避開容易(yì)産生電導率不(bu)均勻的場所，例(lì)如其上遊附近(jìn)加入藥液，加液(yè)點設于傳感♋器(qi)下遊；液體有混(hùn)合時，其分布應(yīng)大體均勻。

    (2) 使用時傳感器(qì)測量管必須充(chong)滿液體（非滿管(guǎn)型例外）。

    (3) 液(ye)體應與地同電(dian)位。當工藝管道(dao)是塑料等絕緣(yuán)材料時，輸送液(yè)體會産生摩擦(ca)靜電，造成液體(ti)與地間有電位(wei)差，爲此需良好(hǎo)接地。

3. 1 流量(liang)傳感器的安裝(zhuang)

3.1.1 安裝場所(suo)

    電磁流量(liàng)傳感器對安裝(zhuang)場所有以下要(yao)求：

    (1) 測量混(hun)合相流體時，應(yīng)選擇不會引起(qǐ)相分離的場所(suǒ)安❌裝傳感器；測(ce)量雙組分液體(tǐ)時，傳感器應避(bì)免裝在混合💁尚(shàng)未均勻的下遊(yóu)；測量化學反應(yīng)物料時，傳感器(qì)應安裝🛀🏻在反應(ying)充分完成段的(de)下遊。

    (2) 盡量(liàng)避免測量管内(nèi)形成負壓。

    (3) 安裝位置應選(xuan)擇震動小的場(chǎng)所，特别是一體(ti)型儀表。

    (4) 遠(yuan)離大電機、大變(bian)壓器等，避免引(yin)入電磁幹擾

    (5) 選擇易于實(shí)現傳感器單獨(dú)接地的位置。

    (6) 盡可能遠離(lí)腐蝕性氣體。

    (7) 環境溫度應(ying)在儀表允許範(fàn)圍内，一體型儀(yi)表受結構☔影響(xiǎng)，對安♈裝環境溫(wēn)度的要求更高(gao)。

    (8) 環境相對(duì)濕度應在儀表(biao)允許範圍内。

    (9) 犀可能避免(miǎn)受陽光直照，必(bi)要時加防護罩(zhào)。

    (10) 儀表防護(hù)等級應滿足應(ying)用要求。

3.1.2 直(zhí)管段長度要求(qiú)

      根據儀表(biǎo)精度要求，電磁(cí)流量傳感器上(shang)遊通常需有 5 D的直管段，下(xia)遊是 3 D的直(zhí)管段。

3.1.3 安裝(zhuang)位置和流動方(fāng)向

      傳感器(qi)安裝方向水平(píng)、垂直或傾斜均(jun1)可，不受限制。測(ce)量固、液兩🛀相流(liu)體垂直安裝，自(zì)下而上流動。可(kě)防止水平安裝(zhuāng)時襯裏💁下半部(bu)局部磨損嚴重(zhong)，低流速時固相(xiàng)沉澱等缺點。水(shui)平安裝時要使(shǐ)電極軸線平行(hang)于地平線，如果(guo)電極軸線垂直(zhi)于地平線，則處(chù)于😘底部的電極(ji)易被沉積物覆(fu)蓋，頂部的🏃🏻電極(jí)易被液❄️體中夾(jiá)帶的氣泡覆蓋(gài)電極表💃🏻面，造成(chéng)輸出信号波動(dong)。圖 1所示管(guan)系中， c、 d爲适宜位置； a、 b、 e爲(wèi)不宜位置， b處可能液體不(bu)充滿， a、 e處易積聚氣體(ti)，且 e處傳感(gan)器後管段短也(ye)有可能不充滿(man)。對于固、液兩相(xiàng)流， c處亦是(shì)不适宜的位置(zhi)。

3.1.4 旁路管安(ān)裝

      在連續(xu)生産的工藝管(guan)道上，爲了在不(bú)影響生産的情(qing)況㊙️下對儀表進(jin)行維修拆裝或(huo)内部清洗，傳感(gan)器應盡可能采(cǎi)用與主工藝管(guan)道并聯安裝的(de)方式（旁路管安(ān)裝），如圖 2所(suo)示。正常生産時(shi)截止閥 1關(guan)閉，截止閥 2、 3打開，流體(tǐ)就可流過流量(liang)計實現流量測(cè)量。當傳感器發(fa)生故✨障需拆下(xia)維修時，隻要打(dǎ)開截止閥 l，關閉截止閥 2， 3，就能實(shi)現在不影響生(shēng)産的情況下對(dui)流量計進行拆(chāi)❄️除。當👣需🚩要清洗(xi)流量計内部時(shí)，隻需打開截止(zhi)閥 1，關閉截(jie)止閥 2、 3，然後打開流量(liàng)計兩端盲闆即(jí)可清洗。

    圖(tú) 2旁路管安(an)裝

      但是對(duì)于管徑大于 1. 5n韻管系因投(tou)資和空間位置(zhi)限制，不易實現(xian)旁路管安裝。此(ci)時🔅爲了便于管(guan)系停止運行時(shí)維護人員進入(rù)管道檢測、清洗(xǐ)傳感器内壁，需(xu)在流量計附近(jìn)工🌈藝管道上設(shè)置🍓人孔。

3.1.5 負(fù)壓管系的安裝(zhuang)

      氟塑料襯(chèn)裏傳感器須謹(jǐn)慎地應用于負(fù)壓管系。有可能(neng)出現負壓的正(zhèng)壓管系應防止(zhǐ)産生負壓，例如(ru)液體溫度高于(yú)👅室溫的管系中(zhong)，當管系停止運(yun)行關閉傳感器(qi)上下遊截止閥(fá)後，由于流體冷(lěng)卻收縮就♌會形(xíng)成負壓，此時就(jiu)應設置如圖 3所示的負壓(yā)防止連接。

3.1.6 接地

      傳感(gan)器必須單獨接(jie)地（接地電阻 lOOΩ以下）。分離來(lái)自接地線混亂(luàn)的幹擾：超聲儀(yi)器接地、設備接(jie)地、系統接地、保(bao)護接地混亂，各(gè)個接地點電位(wei)分布不均，不同(tong)接🥵地點間存在(zài)電位差，引起地(di)環路電流，影響(xiang)系統正常🈚工作(zuò)。

2 .2 抗幹擾措(cuò)施

2.2.1 屏蔽

      變頻器在運(yùn)行時會産生高(gao)次諧波，造成電(dian)壓波形畸變🌈，嚴(yan)重🈲影響附近的(de)儀電設備動作(zuò)。屏蔽幹擾源是(shì)抗幹擾☎️zui有效💋的(de)方法：

    (1) 在變(biàn)頻器的進線側(ce)安裝進線電抗(kang)器及進線濾波(bo)🌍器，抑制幹擾信(xin)号對電源的幹(gan)擾。

    (2) 信号線(xiàn)全部采用屏蔽(bì)線，屏蔽層可靠(kao)接地，布線時🍉盡(jìn)量💁遠離變頻器(qì)的進、出線。

    (3) 電機電纜也采(cǎi)用屏蔽電纜，屏(píng)蔽層可靠接地(dì)。原勻速♋段的☎️電(dian)機🚩控制采用交(jiāo)流接觸器控制(zhi)，接觸器線圈斷(duàn)、合瞬間産生電(dian)磁幹擾。針對這(zhe)種情況，将交流(liú)接觸器改換成(cheng)無噪聲固态接(jie)觸器，其控制電(diàn)源改♉用 24直(zhi)流穩壓電源。

2.2.2 接地、濾波、阻(zu)容吸收保護

     針對供給超(chao)聲儀器使用的(de)電源直接引至(zhi)電網的問題，将(jiāng)儀器電源和系(xì)統電源分開，采(cǎi)用圖 7所示(shì)的解止

     圖(tu) 3負壓防止(zhi)連接

型儀(yí)表原則上接地(dì)應在傳感器一(yī)側，轉換器接地(di)應在同一🔴接地(di)點。如傳感器裝(zhuāng)在有陰極腐蝕(shi)保護管道㊙️上，除(chú)了傳感器和接(jie)地環一起接地(di)外，還要用較粗(cu)銅導線 (  16IT11112)繞(rao)道傳感器，跨接(jie)到管道的 2個連接法蘭上(shang)，使陰極保護電(diàn)流與傳感器之(zhī)間隔離。一☁️些應(ying)用場合的雜散(sàn)

電流過大(dà)，如電解槽沿着(zhe)電解液的洩漏(lou)電流影響電磁(cí)流量計正常測(cè)量時，可采取在(zai)流量傳感器與(yu)其連接的工藝(yì)管道之間進行(háng)電氣隔離的辦(bàn)法。對有陰極保(bao)護的管道，如果(guo)陰極保護電♻️流(liú)影響 EMF測量(liang)時，也可以采取(qu)本方法。

3.2 轉(zhuan)換器安裝和連(lián)接電纜

      一(yi)體型電磁流量(liàng)計不需要單獨(du)安裝轉換器；分(fen)體式電磁流📱量(liang)計的轉換器安(an)裝在傳感器附(fù)近或儀✊表室🌏，安(an)裝場所的選擇(zé)餘地較大，轉換(huan)器安裝環境條(tiao)件比一體式好(hǎo)。其防護等級可(kě)降低，例如，可選(xuǎn) IP65或 IP64（防(fang)塵防濺級）。安裝(zhuāng)場所的要求與(yǔ) 3 L 1+(3)、 (4)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)各條相同。圖 7電源淨化  轉換器和傳(chuan)感器間距離受(shòu)被測介質電導(dao)率和信号電纜(lan)型号（即電纜的(de)分布電容、導線(xiàn)截面和屏蔽層(céng)數等）的制約✔️，需(xu)選用制造廠随(suí)儀表所附（或規(guī)定👈型号）的信号(hao)電纜。一般儀表(biǎo) “使用說明(míng)書 ”對不同(tóng)電導率液體提(tí)供允許的傳輸(shū)距離範圍。通常(chang)，單層屏❤️蔽電纜(lan)的傳送距離爲(wèi) 50 m

       爲避免引(yin)入幹擾信号，信(xìn)号電纜必須單(dan)獨穿在接地保(bǎo)護鋼管内，不能(neng)把信号電纜和(hé)電源線安裝在(zai)同一鋼管内。

4. 結語

       随(sui)着企業全面走(zǒu)向市場，企業生(sheng)産經營管理将(jiang)進一步深化，流(liu)量計量越顯重(zhòng)要。電磁流量計(jì)作爲工業流量(liang)測量儀表的一(yī)種，隻有在正确(què)選型、安裝和使(shǐ)用的✍️前提下才(cái)能更好地發揮(huī)其作用，滿足企(qǐ)業🙇‍♀️計量的要🔞求(qiu)，實現降低生産(chǎn)成本、提高經濟(jì)效益的目的。

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