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(ti)，如髒污流、腐(fǔ)蝕流的測量(liang)。在電磁☎️流量(liang)計選型、安裝(zhuāng)和使用方面(miàn)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(liú)量計的優缺(quē)點

     與其(qí)它流量計相(xiàng)比，電磁流量(liàng)計具有下列(lie)優點：

    （1） 由(yóu)于測量通道(dao)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(xiàng)流體，如紙👨‍❤️‍👨漿(jiang)、泥漿、污水等(deng)。

    （2） 不産生(shēng)流量檢測所(suo)造成的壓力(li)損失，節能效(xiao)果好。

    （3） 所(suo)測的體積流(liu)量受流體密(mi)度、粘度、溫度(dù)、壓力和電導(dao)率變化的影(yǐng)響小。

    （4） 流(liú)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(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(liú)⭕量測量範圍(wei)，而不必拆下(xia)儀表進行離(lí)線實流标定(ding)。

    （5） 電磁流(liu)量計的口徑(jìng)範圍比其他(ta)品種流量儀(yí)表寬，從🏃‍♂️幾⭐毫(hao)米到3m;可(ke)測正反雙向(xiang)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(shang)是線性的。

    （6） 可應用于(yú)腐蝕性流體(tǐ)的測量。

    （7） 與其它流量(liang)計相比，電磁(ci)流量計所需(xu)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(rú)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(lǐ)材料和電氣(qi)絕緣材料的(de)限制，通用型(xing)電磁🈲流量計(jì)不适用于較(jiao)高溫度。

    （4） 投資相對較(jiao)高，特别是大(dà)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(xuan)型時應注意(yi)以下事項：

    （1） 液體電導(dǎo)率應高于允(yǔn)許的下限。各(gè)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(liang)計不能測量(liàng)電導率低于(yu)5μS/cm的液體(tǐ)流量。

    （2） 液(ye)體流速應在(zài)流量計規定(ding)的範圍内。一(yī)般電磁流量(liàng)計所測㊙️流體(tǐ)平均流速應(ying)在1-10m/s範圍(wéi)内，部分廠家(jiā)産品的流速(sù)範圍可在0.3-12m/s如西尼爾(ěr)SINIER的電磁(ci)流量計。若被(bei)測液體流速(su)太低，可以考(kao)慮加裝異徑(jìng)管，使流速控(kong)制在規定範(fan)圍内。爲減小(xiǎo)加裝異徑管(guǎn)造成壓力損(sǔn)失和影響流(liú)速分布，要求(qiú)異徑管中心(xīn)錐角不超過(guò)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(jié)疤、不沾污電(dian)極的♻️流體介(jie)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼質可選标準(zhun)電極；對有污(wu)泥等沾污電(dian)極的應用場(chang)合，可選用具(ju)有手動機械(xie)清污附件的(de)刮刀式電極(jí)或可更換式(shi)電極。

    （4） 襯(chen)裏和電極材(cai)料的選擇。根(gen)據液體的腐(fu)蝕性選用👉合(hé)适的襯裏和(he)電極材料。可(kě)查有關材料(liao)的防腐蝕手(shou)冊選定電極(ji)材料；耐混酸(suan)等成分複雜(za)的介質，應做(zuò)挂片試驗。應(ying)根據被測介(jiè)質🔱的腐蝕性(xing)，磨損性及溫(wēn)度來選擇電(diàn)磁流量計的(de)襯裏材料。

    （5） 滿足直管(guan)段的要求和(he)接地要求。從(cóng)電極軸線開(kai)始🔅測量🈚，一般(ban)入口直管段(duàn)不小于5D（直徑），出(chū)口直管段不(bú)小于3D。爲(wèi)使儀表可靠(kào)工作，提高測(ce)量精度，不受(shòu)外界寄生電(diàn)勢的幹❓擾，電(dian)磁流量計的(de)傳感器應良(liang)好地單獨接(jie)地。

    （6） 機型(xing)的選擇。根據(jù)安裝、使用和(he)維護條件，選(xuǎn)用檢測和變(biàn)送部分組合(hé)在一起的一(yī)體型或分體(ti)型電磁流量(liang)計。

    （7） 儀表(biao)防護等級的(de)選擇。按照國(guó)标GB420 8-8規定(ding)的應用環境(jìng)，選用儀表外(wai)殼防護等級(jí)。例如，IP65爲(wèi)防噴水型，它(ta)允許水從任(rèn)何方向對儀(yí)表噴水，儀🤞表(biao)‼️仍能正常工(gong)作；IP67爲防(fáng)浸水型，它允(yun)許儀表短時(shí)間内全部浸(jin)入水中仍能(néng)🈲正常工❤️作。

    （8） 儀表安裝(zhuāng)位置的選擇(zé)。由于電磁流(liú)量計不能在(zai)不滿管或空(kong)管情況下工(gōng)作，所以應保(bǎo)證測量管在(zài)所有時間内(nèi)必須*注滿介(jiè)質。

3. 電磁(cí)流量計的安(an)裝

    安裝(zhuāng)時應注意以(yi)下事項：

    （1） 液體應具有(yǒu)測量所需的(de)電導率，并要(yào)求電導率分(fen)布大體上均(jun)🤟勻。因此流量(liang)傳感器安裝(zhuang)要避開容易(yì)産生電導率(lü)不均勻的場(chang)💘所，例如其上(shang)遊附近加入(ru)藥液，加🧡液點(diǎn)設💋于傳感器(qì)下遊；液體有(yǒu)🔴混合時，其分(fèn)布應大體均(jun1)勻。

    （2） 使用(yòng)時傳感器測(ce)量管必須充(chong)滿液體（非滿(man)管型例外）。

    （3） 液體應與(yǔ)地同電位。當(dāng)工藝管道是(shi)塑料等絕緣(yuán)材料時，輸送(song)⚽液✔️體會産生(sheng)摩擦靜電，造(zào)成液體與地(dì)間有電💜位差(chà)，爲此需良🏃好(hǎo)接地。

3. 1 流(liú)量傳感器的(de)安裝

3.1.1 安(an)裝場所

    電磁流量傳(chuán)感器對安裝(zhuāng)場所有以下(xia)要求：

    （1） 測(cè)量混合相流(liú)體時，應選擇(zé)不會引起相(xiang)分離的場所(suo)安裝傳感器(qì)；測量雙組分(fèn)液體時，傳感(gǎn)器應避免裝(zhuāng)在混合尚未(wei)均勻的下♊遊(you)；測量化學反(fan)應物料時，傳(chuán)感器應安裝(zhuang)在反應充分(fèn)完成段的下(xia)遊。

    （2） 盡量(liang)避免測量管(guǎn)内形成負壓(yā)。

    （3） 安裝位(wei)置應選擇震(zhen)動小的場所(suǒ)，特别是一體(tǐ)型儀⭐表。

    （4） 遠離大電機(jī)、大變壓器等(deng)，避免引入電(dian)磁幹擾

    （5） 選擇易于實(shí)現傳感器單(dan)獨接地的位(wei)置。

    （6） 盡可(kě)能遠離腐蝕(shi)性氣體。

    （7） 環境溫度應(ying)在儀表允許(xǔ)範圍内，一體(tǐ)型儀表受結(jie)構🔆影響，對安(ān)裝環境溫度(du)的要求更高(gao)。

    （8） 環境相(xiàng)對濕度應在(zài)儀表允許範(fan)圍内。

    （9） 犀(xī)可能避免受(shou)陽光直照，必(bi)要時加防護(hu)罩。

    （10） 儀表(biǎo)防護等級應(ying)滿足應用要(yào)求。

3.1.2 直管(guǎn)段長度要求(qiú)

      根據儀(yi)表精度要求(qiu)，電磁流量傳(chuan)感器上遊通(tōng)常需有5 D的直管段，下(xià)遊是3 D的(de)直管段。

3.1.3 安裝位置和(hé)流動方向

      傳感器安(an)裝方向水平(píng)、垂直或傾斜(xié)均可，不受限(xiàn)制。測量固、液(yè)兩相流體垂(chuí)直安裝，自下(xià)而上流動。可(ke)防止水平安(ān)裝時襯裏💞下(xià)半部局部磨(mo)損嚴重，低流(liú)速時固相沉(chén)澱等✌️缺點。水(shui)平安裝時要(yào)使電極軸線(xiàn)平行于地平(ping)線，如果電🈚極(jí)軸線垂直于(yu)地平🐪線，則處(chù)于底部的電(diàn)極易被沉積(ji)物覆蓋，頂部(bu)的電極易被(bèi)液體中夾帶(dài)的氣泡覆蓋(gai)電極表面，造(zao)成輸出信号(hao)波動。圖1所示管系中(zhōng)，c、d爲(wei)适宜位置；a、b、e爲不宜位置(zhì)，b處可能(neng)液體不充滿(man)，a、e處(chù)易積聚氣體(tǐ)，且e處傳(chuan)感器後管段(duan)短也有可能(neng)不充滿。對于(yu)固、液兩😘相🚶‍♀️流(liú)，c處亦是(shì)不适宜的位(wèi)置。

3.1.4 旁路(lù)管安裝

      在連續生産(chǎn)的工藝管道(dao)上，爲了在不(bu)影響生産的(de)情⭐況下對儀(yi)表進行維修(xiū)拆裝或内部(bu)清洗，傳感器(qì)💰應盡可能采(cǎi)用👉與主工藝(yì)管道并聯安(ān)裝的方式（旁(pang)路管安👉裝），如(rú)圖2所示(shi)。正常生産時(shí)截止閥1關閉，截止閥(fa)2、3打(da)開，流體就可(ke)流過流量計(jì)實現流量測(ce)量。當傳感器(qì)發生故障需(xū)拆下維修時(shi)，隻要打開截(jie)止閥l，關(guan)閉截止閥2，3，就能(neng)實現在不影(ying)響生産的情(qing)況下對流量(liang)計進行拆除(chu)。當需要清洗(xi)流量計内部(bù)時，隻需打開(kai)截止閥1，關閉截止閥(fá)2、3，然(ran)後打開流量(liang)計兩端盲闆(pan)即可清洗。

    圖2旁(páng)路管安裝

      但是對于(yú)管徑大于1. 5n韻管系因(yīn)投資和空間(jiān)位置限制，不(bu)易實現旁路(lù)管🚶‍♀️安裝。此🤟時(shí)爲了便于管(guan)系停止運行(hang)時維護人員(yuán)進入管💁道檢(jiǎn)測、清洗傳⭐感(gan)器内壁，需在(zài)流量計附近(jin)工藝管道上(shàng)設置人孔。

3.1.5 負壓管系(xì)的安裝

      氟塑料襯裏(li)傳感器須謹(jǐn)慎地應用于(yú)負壓管系。有(yǒu)可能🔆出現✌️負(fu)壓的正壓管(guan)系應防止産(chǎn)生負壓，例如(ru)液體溫度高(gao)于室溫的管(guan)系中，當管系(xì)停止運行關(guān)閉傳感器上(shàng)下遊截止閥(fá)後，由♍于流體(tǐ)冷卻收縮就(jiù)會形成負💞壓(yā)，此時就應設(she)置如圖3所示的負壓(ya)防止連接。

3.1.6 接地

      傳感器必須(xū)單獨接地（接(jie)地電阻lOOΩ以下）。分離來(lai)自接地線混(hùn)亂的幹擾：超(chao)聲儀器接地(di)、設備接💔地、系(xi)統接地、保護(hu)接地混亂，各(ge)個接地點電(diàn)🈲位分布不㊙️均(jun1)，不同接地點(diǎn)間存在電位(wei)差，引起地環(huán)路電流，影響(xiǎng)系統正常工(gong)作。

2 .2 抗幹(gàn)擾措施

2.2.1 屏蔽

      變(biàn)頻器在運行(háng)時會産生高(gao)次諧波，造成(chéng)電壓波形畸(ji)變，嚴重影🍓響(xiang)附近的儀電(dian)設備動作。屏(ping)蔽幹擾源是(shi)抗幹擾zui有效(xiao)🏃🏻的方法：

    （1） 在變頻器的(de)進線側安裝(zhuāng)進線電抗器(qì)及進線濾波(bō)器🈚，抑🤞制幹🥵擾(rao)信号對電源(yuán)的幹擾。

    （2） 信号線全部(bu)采用屏蔽線(xiàn)，屏蔽層可靠(kào)接地，布線時(shi)盡量遠離變(bian)頻器的進、出(chū)線。

    （3） 電機(ji)電纜也采用(yòng)屏蔽電纜，屏(ping)蔽層可靠接(jiē)地。原勻速段(duan)的電機💃🏻控制(zhi)采用交流接(jie)觸器控制，接(jiē)觸器線🏃🏻圈斷(duan)、合瞬間産生(shēng)電磁幹擾。針(zhen)對這種情況(kuàng)，将交流接觸(chù)器改換成🌈無(wú)噪聲👌固态接(jiē)觸器，其控制(zhì)電源改用24直流穩壓(yā)電源。

2.2.2 接(jiē)地、濾波、阻容(róng)吸收保護

     針對供給(gei)超聲儀器使(shǐ)用的電源直(zhí)接引至電網(wǎng)的問題，将儀(yí)器電源和系(xi)統電源分開(kāi)，采用圖7所示的解止(zhǐ)

     圖3負壓防止連(lián)接

型儀(yi)表原則上接(jie)地應在傳感(gan)器一側，轉換(huàn)器接地♉應💔在(zài)同一接💯地點(dian)。如傳感器裝(zhuang)在有陰極腐(fǔ)蝕保護🌈管道(dào)上，除✌️了傳感(gǎn)器💁和接地環(huan)一起接地外(wài)，還要用較粗(cū)銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qi)，跨接到管道(dào)的2個連(lian)接法蘭上，使(shi)陰極保護電(diàn)流與傳感器(qì)之間隔離。一(yī)些應用場合(hé)的雜散

電流過大，如(rú)電解槽沿着(zhe)電解液的洩(xiè)漏電流影響(xiǎng)電磁流量計(ji)正常測量時(shi)，可采取在流(liú)量傳感器與(yǔ)其連接的🈲工(gong)藝管道之間(jiān)進行電氣隔(gé)離的辦法。對(duì)👣有陰極保護(hu)的管道，如果(guo)陰極保護電(diàn)流影響EMF測量時，也可(kě)以采取本方(fāng)法。

3.2 轉換(huan)器安裝和連(lian)接電纜

      一體型電磁(cí)流量計不需(xū)要單獨安裝(zhuāng)轉換器；分體(tǐ)式電磁流✔️量(liàng)計的轉換器(qi)安裝在傳感(gan)器附近或儀(yí)♉表室👄，安裝場(chang)所的選擇餘(yú)地較大，轉換(huàn)器安裝環境(jing)條件比一體(ti)式好。其防護(hù)等級可降低(di)，例如，可選IP65或IP64（防(fáng)塵防濺級）。安(ān)裝場所的要(yao)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各(ge)條相同。圖7電源淨化(huà) 轉換器(qì)和傳感器間(jiān)距離受被測(cè)介質電導率(lü)和信号電纜(lǎn)型号（即電纜(lan)的分布電容(róng)、導線截面和(hé)屏蔽層數等(děng)）的制約，需選(xuǎn)用制造廠随(suí)儀表所附（或(huò)規定型号）的(de)信号電纜。一(yī)般儀表“使用說明書(shu)”對不同(tong)電導率液體(tǐ)提供允許的(de)傳輸距離範(fan)圍。通常，單層(céng)屏蔽♌電纜的(de)傳送距離爲(wei)50 m

       爲避免(miǎn)引入幹擾信(xìn)号，信号電纜(lǎn)必須單獨穿(chuān)在接地保👅護(hu)鋼管内，不能(néng)把信号電纜(lǎn)和電源線安(an)裝在同一鋼(gang)管内。

4. 結(jié)語

       随着(zhe)企業全面走(zǒu)向市場，企業(ye)生産經營管(guan)理将進一🧡步(bù)深化⭐，流量計(ji)量越顯重要(yào)。電磁流量計(jì)作爲工✔️業流(liu)量測量儀表(biǎo)的一種，隻有(yǒu)在正确選型(xing)、安裝和使用(yong)的前提下才(cái)能更好地發(fa)揮其作用，滿(mǎn)足企業計量(liàng)的要求，實現(xian)降低生産成(cheng)本、提高經濟(jì)效益的目的(de)。

因此廣(guang)州迪川儀器(qi)儀表有限公(gong)司爲更好儀(yí)器儀表而不(bú)斷努力