目前,天康集團(tuán)流量計(jì)生產(chǎn)方面已經(jīng)取得*成績(jī)和穩(wěn)固發(fā)展,,目前比較成熟的產(chǎn)品有三大類,,分別是電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì),、渦輪流量計(jì),,以及已經(jīng)研發(fā)投入生產(chǎn)的孔板流量計(jì),。目前這些產(chǎn)品都*,備受各大化工企業(yè)青睞,。其中電磁流量計(jì)使用zui廣zui穩(wěn)定,。以下我就從電磁流量計(jì)流量的選型和安裝來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
一,、電磁流量計(jì)的工作原理:
首先我們要了解電磁流量計(jì)的工作原理,,電磁流量計(jì)的基本原理是依托法拉第感應(yīng)效率,這種測(cè)量原理可應(yīng)用于具有導(dǎo)電性的流體,,該流體流入磁場(chǎng)垂直于流體方向的管道,,在流體中感應(yīng)生成的電勢(shì)可利用對(duì)稱布置的兩個(gè)電極進(jìn)行測(cè)量。信號(hào)電壓U與磁感應(yīng)強(qiáng)度B,,電極間距D以及流體平均流速v成正比,。由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電極間距D為常量,所以信號(hào)電壓U與平均流速v成正比,。用于計(jì)算體積流速的等式表明信號(hào)電壓U與體積流量成線性正比,。感應(yīng)的信號(hào)電壓被轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)換器中的分度,,模擬以及數(shù)字輸出信號(hào),。
二、電磁流量計(jì)選型的八大要素:
1,、精度等級(jí),、功能及輸出信號(hào)
市場(chǎng)上電磁流量計(jì)的性能有較大差別,有些精度高,、功能多,,有些精度低、功能簡(jiǎn)單,。精度高的儀表基本誤差為(±0.5%~±1%)R,,精度低的儀表則為(±1.5%~±2.5%)FS,兩者價(jià)格相差1~2倍,。
有些型號(hào)儀表聲稱有更高的度,,基本誤差僅(±0.2%~±0.3%)R,但有嚴(yán)格的安裝要求和參比條件,,例如環(huán)境溫度,、前后置直管段長(zhǎng)度等。因此在多種型號(hào)選擇比較時(shí)不要單純只看高指標(biāo),,要詳細(xì)閱讀制造廠樣本或說(shuō)明書(shū)做綜合分析,。
市場(chǎng)上電磁流量計(jì)的功能差別也很大,簡(jiǎn)單的就只是測(cè)量單向流量,,只輸出模擬信號(hào)帶動(dòng)后位儀表,;多功能儀表有測(cè)雙向流,、量程切換、上下限流量報(bào)警,、空管和電源切斷報(bào)警,、小信號(hào)切除、流量顯示和總量計(jì)算,、自動(dòng)核對(duì)和故障自診斷,、與上位機(jī)通信和運(yùn)動(dòng)組態(tài)等。有些型號(hào)儀表的串行數(shù)字通信功能,,可選多種通信接口,,如HART協(xié)議系統(tǒng),PROFTBUS,、Modbus,、FF現(xiàn)場(chǎng)總線等。天康電磁流量計(jì)就有以上多動(dòng)能表頭的功能,,同時(shí)也有RS485,、HART、頻率脈沖等輸出方式,,為化工廠生產(chǎn)信號(hào)遠(yuǎn)傳提供了方便,。
下圖是天康電磁流量計(jì)的測(cè)量誤差圖
2、流速,、刻度流量和口徑
選定儀表口徑不一定與管徑相同,,應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不同的液體,,管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5~3m/s,。電磁流量計(jì)用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑相同即可,。電磁流量計(jì)滿度流量時(shí)液體流速可在1~10m/s范圍內(nèi)選用,,范圍是比較寬的。上限流速在原理上是不受限制的,,然而通常建議不超過(guò)5m/s,,除非襯里材料能承受液流沖刷,實(shí)際應(yīng)用很少超過(guò)7m/s,,超過(guò)10m/s則更為罕見(jiàn),。滿度流量的流速下限一般為1m/s,有些型號(hào)儀表則為0.5m/s,。
有些新建工程運(yùn)行初期流量偏低或在流速偏低的管系,,從測(cè)量精度角度考慮,儀表口徑應(yīng)改用小于管徑,,以異徑管連接之,。用于有易粘附,、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體,,選用流速不低于2m/s,,提高到3~4m/s或以上,起到自清掃,、防止粘附沉積等作用,。用于礦漿等磨耗性強(qiáng)的流體,常用流速應(yīng)低于2~3m/s,,以降低對(duì)襯里和電極的磨損,。在測(cè)量接近閾值的低電導(dǎo)液體,盡可能選定較低流速(小于0.5~1m/s),,因流速提高流動(dòng)噪聲會(huì)增加,,而出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象。
3,、液體電導(dǎo)率
使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的,,不能低于閾值(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差甚至不能使用,,超過(guò)閾值即使變化也可以測(cè)量,,示值誤差變化不大,通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,,視型號(hào)而異,。使用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線長(zhǎng)度及其分布電容,,制造廠使用說(shuō)明書(shū)中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)線長(zhǎng)度,。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測(cè)電導(dǎo)率低至5×10-8S/cm的液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm,,酸,、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4~10-1S/cm之間,,使用不存在問(wèn)題,,低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問(wèn)題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過(guò)低就不能使用,。有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,,雖然被認(rèn)為不能使用,但是實(shí)際工作中會(huì)遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例,,這類雜質(zhì)對(duì)增加電導(dǎo)率有利,。
根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),實(shí)際應(yīng)用的液體電導(dǎo)率要比儀表制造廠規(guī)定的閾值至少大一個(gè)數(shù)量級(jí),。因?yàn)橹圃鞆S儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測(cè)量的zui低值,。是受到一些使用條件限制,,如電導(dǎo)率均勻性、連接信號(hào)線,、外界噪聲等,,否則會(huì)出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象等。我們就多次遇到測(cè)量低度蒸餾水或去離子水,,其電導(dǎo)率接近閾值5×10-6S/cm,,使用時(shí)出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。
4,、液體是否為單一相
混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作,,但測(cè)得的是含氣泡體積的混合體積流量;如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流,,因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時(shí)斷開(kāi),,出現(xiàn)輸出晃動(dòng)甚至不能正常工作。含有非鐵磁性顆?;蚶w維的固液雙相流體同樣可測(cè)得二相的體積流量,。固體含量較高的流體,如鉆井泥漿,、鉆探固井水泥漿,、紙漿等實(shí)際上已屬非牛頓流體。由于固體在載體液中一起流動(dòng),,兩者之間有滑動(dòng),,速度上有差別,單相液體校驗(yàn)的儀表用于固液雙相流體會(huì)產(chǎn)生附加誤差,。雖然還未見(jiàn)到電磁流量計(jì)應(yīng)用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,,但國(guó)外有報(bào)告稱固形物含量有14%時(shí)誤差在3%范圍以內(nèi);
對(duì)含有礦石顆粒的礦漿應(yīng)用,,應(yīng)注意對(duì)傳感器襯里的磨損程度,,測(cè)量管內(nèi)徑擴(kuò)大會(huì)產(chǎn)生附加誤差。這種場(chǎng)合應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里,,同時(shí)建議傳感器安裝在垂直管道上,,使管道磨損均勻,消除水平安裝下半部局部磨損嚴(yán)重的缺點(diǎn),。也可以在傳感器進(jìn)口端加裝噴嘴形護(hù)套,,相對(duì)延長(zhǎng)使用期。
5,、介質(zhì)是否易沉淀和附著
測(cè)量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時(shí),,若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì),信號(hào)電勢(shì)將被短路而不能工作,,若是非導(dǎo)電層則首先應(yīng)注意電極的污染,,譬如選用不易附著尖形或半球形突出電極,、可更換式電極、刮刀式清垢電極等,。刮刀式電極可在傳感器外定期手動(dòng)刮出沉垢,。國(guó)外產(chǎn)品曾有電極上裝超聲波換能器,以清除表面垢層,,但現(xiàn)已少見(jiàn),。也有暫時(shí)斷開(kāi)測(cè)量電路,在電極簡(jiǎn)短時(shí)間內(nèi)流過(guò)低壓大電流,,焚燒清除附著油脂類附著層,。易產(chǎn)生附著的場(chǎng)所可提高流速以達(dá)到自清掃的目的,還可以采取較方便的易清洗的管道連接,,可不拆卸清洗傳感器,。非接觸型電極電磁流量計(jì)附著非導(dǎo)電膜層,儀表仍能工作,,但若為高導(dǎo)電層則同樣不能工作,。
天康電磁流量計(jì)主要是在電極選擇上來(lái)避免介質(zhì)沉淀和附著帶來(lái)的影響。大部分情況我們標(biāo)配紐扣式的電極,,這種電極對(duì)附著有較好的抵抗力,,同時(shí)能一定程度上抗磨損。但是如果介質(zhì)中固體雜質(zhì)比較少,,對(duì)電極磨損很小,,但是介質(zhì)易附著,這個(gè)時(shí)候我們就推薦使用子彈頭式的電極材料,,可以避免附著帶來(lái)的誤差噪聲,。
6、襯里的選擇
襯里材料(或直接與介質(zhì)接觸的測(cè)量管)常用襯里材料有氟塑料,、聚氨酯橡膠,、氯丁橡膠和陶瓷等。近年有采用高純氧化鋁陶瓷制成襯里的,,但只限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃鋼用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體,,如工業(yè)用水,、廢污水及弱酸堿,價(jià)格zui為低廉,。氟塑料具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性,,但耐磨性差,不能用于測(cè)量礦漿液,。氟塑料中zui早應(yīng)用的是聚四氟乙烯,,因與測(cè)量管間僅靠壓貼,,無(wú)粘結(jié)力,不能用于負(fù)壓管道,,后開(kāi)發(fā)各種改性品種,,實(shí)現(xiàn)注塑成形,與測(cè)量管有較強(qiáng)結(jié)合力,,可用于負(fù)壓,,聚氨酯橡膠有*的耐磨耗性,但耐酸堿的腐蝕性較差,。它的耐磨性相當(dāng)于天然橡膠的10倍,,適用于煤漿、礦漿等;介質(zhì)溫度要低于40~60/70℃,。氧化鋁陶瓷有*的耐磨耗性和對(duì)強(qiáng)酸堿的耐磨腐蝕性,,耐磨性約為聚氨酯橡膠的10倍,適用于具有腐蝕性的礦漿;但性脆,,安裝夾緊時(shí)疏忽易碎,,可用于較高溫度(120~140/180℃)但要防止溫度劇變,如通蒸汽滅菌,,一般溫度突變不能大于100℃,,升溫150℃要有10min時(shí)間。
7,、電極材料和接地環(huán)的選擇
電極對(duì)測(cè)量介質(zhì)的耐腐是選擇材料首先考慮的因素,,其次考慮是否會(huì)產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪聲。
1)選擇耐腐蝕材料
電磁流量計(jì)電極的耐腐蝕性要求很高,,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼,,哈氏合金等,幾乎可覆蓋全部化學(xué)液,。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,,它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,,或包覆這些材料的金屬電極,。在原則上電極材料的選擇應(yīng)從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的應(yīng)用實(shí)際和以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。有時(shí)后要做必要的實(shí)驗(yàn),,如現(xiàn)場(chǎng)取液體樣品在實(shí)驗(yàn)室做待用材料的腐蝕性試驗(yàn),。的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)場(chǎng)掛片,這是zui接近實(shí)際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗(yàn),,可以得出比較可靠能否適用的結(jié)論,。
2)避免電極表面效應(yīng)
電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時(shí)候電極材料對(duì)被測(cè)介質(zhì)有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,,還要避免產(chǎn)生電極表面效應(yīng),。電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象以及電極的觸媒作用三個(gè)方面,?;瘜W(xué)反應(yīng)效應(yīng)如電極表面與被測(cè)介質(zhì)接觸后,形成鈍化膜或氧化層,。他們對(duì)耐腐蝕性能可能起到積極保護(hù)作用,,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會(huì)被氧化,,生成絕緣層,。對(duì)于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)------電極材料匹配,還沒(méi)有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,,只有一些有限經(jīng)驗(yàn),,尚待在實(shí)踐中積累。接地環(huán)連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,,他們的耐腐蝕要求比電極低,,充分有一定腐蝕,定期更換,。通常選用耐酸鋼或哈氏合金,。因體積大從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán),。
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