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

引言

      電磁流量(liang)計有一系列(lie)優良特性，可(kě)以解決其它(ta)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(liàng)計選型、安裝(zhuang)和使用方面(mian)有一些技巧(qiǎo)和注意事項(xiang)，根據⛹🏻‍♀️實際應(ying)用經驗對這(zhe)些問題進行(háng)分析和讨論(lun)。

1. 電磁流(liú)量計的優缺(quē)點

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

    （1） 由(you)于測量通道(dào)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(lì)的液固二相(xiàng)流體，如紙漿(jiang)、泥漿、污水等(deng)。

    （2） 不産生(sheng)流量檢測所(suo)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(mì)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(zài)0.5--1 0m/s内選定(ding)。有些型号儀(yi)表可在現場(chǎng)根據需要擴(kuo)大和縮小流(liu)量測量範圍(wéi)，而不必拆下(xia)儀表進行離(li)線實流标定(dìng)。

    （5） 電磁流(liú)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(kě)測正反雙向(xiàng)流量；也可測(cè)脈動流量（隻(zhi)要脈動頻🌈率(lǜ)低于激磁😘頻(pin)率很多）；儀表(biǎo)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(cí)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(cè)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(qi)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(xíng)電磁流量計(jì)不㊙️适用于較(jiào)高溫度。

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

2. 電(diàn)磁流量計的(de)選型

    電(diàn)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(gè)制造廠商生(sheng)産的産品對(duì)‼️電導率下限(xian)值有不同的(de)數值，目前，一(yī)般電磁流量(liàng)計不⛹🏻‍♀️能測量(liang)電導率低于(yu)5μS/cm的液體(tǐ)流量。

    （2） 液(yè)體流速應在(zai)流量計規定(dìng)的範圍内。一(yi)般電磁流量(liang)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(ěr)SINIER的電磁(cí)流量計。若被(bèi)測液體流速(sù)太低，可以考(kǎo)慮加裝異徑(jìng)💛管，使流速控(kòng)制在規定範(fan)圍内。爲減小(xiǎo)加裝異徑管(guan)造🤟成壓力損(sǔn)🏃‍♂️失和影響流(liu)速分布，要求(qiu)異徑管中心(xīn)錐角不超過(guò)15。，而且越(yuè)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(zhǔn)電極；對有污(wu)泥等沾污電(dian)極的應用🚶‍♀️場(chǎng)合，可選用具(ju)有手動機械(xiè)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(cái)料的選擇。根(gēn)據液體的腐(fu)蝕性選用合(he)适☁️的襯裏👨‍❤️‍👨和(hé)電極材料。可(kě)查有關材料(liao)的防腐蝕手(shǒu)冊選定電極(jí)❤️材料📐；耐混酸(suan)等成分複雜(zá)的介質，應做(zuo)挂片試驗。應(ying)根據被測介(jie)質的腐蝕性(xing)，磨損性及溫(wen)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(hé)接地要求。從(cóng)電極軸線開(kāi)始測量，一般(bān)入🌂口直管段(duan)不小于5D（直徑），出(chu)口直管段不(bú)小于3D。爲(wei)使儀表可靠(kào)工作，提高測(ce)量精度，不受(shòu)外界寄生電(dian)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(xíng)的選擇。根據(jù)安裝、使用和(he)維護條件，選(xuǎn)用檢測和變(bian)送部🔴分組合(hé)在一起的一(yī)體型或分體(tǐ)型電磁流量(liang)計。

    （7） 儀表(biao)防護等級的(de)選擇。按照國(guo)标GB420 8-8規定(ding)的應用環境(jìng)，選用儀表外(wai)殼防護等級(ji)。例如，IP65爲(wèi)防噴水型，它(tā)允許水從任(ren)何方向對儀(yí)表噴水，儀表(biao)仍能正常工(gōng)作；IP67爲防(fáng)浸水型，它允(yǔn)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(ze)。由于電磁流(liu)量計不能在(zài)不滿管或空(kōng)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(ān)裝

    安裝(zhuang)時應注意以(yǐ)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(jun1)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(chǎng)🏃所，例如其上(shàng)遊附近加入(ru)藥液，加液點(dian)設于傳感㊙️器(qì)下遊；液體有(you)💚混合時，其分(fèn)布應大體❗均(jun)勻。

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

    （3） 液體應與(yu)地同電位。當(dāng)工藝管道是(shì)塑料等絕緣(yuán)材料時，輸送(sòng)液體會産生(shēng)摩擦靜電，造(zào)成液體與地(dì)間🌈有電位差(cha)，爲此需良好(hao)接地。

3. 1 流(liú)量傳感器的(de)安裝

3.1.1 安(ān)裝場所

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

    （1） 測(cè)量混合相流(liu)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(zhuang)在☀️混合尚未(wei)均勻的下遊(you)；測量化學反(fǎn)應物料時，傳(chuán)感器應安裝(zhuāng)在反應充分(fen)完成段的🐆下(xià)遊。

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

    （3） 安裝位(wèi)置應選擇震(zhèn)動小的場所(suǒ)，特别是一體(ti)型儀表。

    （4） 遠離大電機(jī)、大變壓器等(deng)，避免引入電(diàn)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(ke)能遠離腐蝕(shi)性氣體。

    （7） 環境溫度應(ying)在儀表允許(xu)範圍内，一體(tǐ)型儀表受結(jie)🤞構‼️影響🌐，對安(an)裝環境溫度(dù)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(shòu)陽光直照，必(bì)要時加防護(hu)罩。

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

3.1.2 直管(guǎn)段長度要求(qiu)

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

3.1.3 安裝位置和(he)流動方向

      傳感器安(ān)裝方向水平(ping)、垂直或傾斜(xie)均可，不受限(xian)制。測量固👅、液(yè)兩相流體垂(chui)直安裝，自下(xia)而上流動。可(ke)防止水平安(ān)裝時❗襯裏下(xia)半部局部磨(mo)損嚴重，低流(liú)速時固相沉(chen)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(chu)于🛀底部的電(diàn)極易被沉積(jī)物覆蓋，頂部(bu)的電極易被(bei)液體中夾帶(dai)的氣泡覆蓋(gai)電極表面，造(zào)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(zhi)，b處可能(néng)液體不充滿(man)，a、e處(chù)易積聚氣體(ti)，且e處傳(chuán)感器後管段(duàn)短也有可能(néng)不充滿。對于(yú)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(dào)上，爲了在不(bu)影響生産的(de)情況下對儀(yí)表進行維修(xiū)拆裝或内部(bù)清洗，傳感器(qì)應盡可能采(cǎi)用與主工藝(yi)管道并聯安(an)裝的方式（旁(páng)路管安裝），如(ru)圖2所示(shi)。正常生産時(shi)截止閥1關閉，截止閥(fá)2、3打(dǎ)開，流體就可(ke)流過流量計(jì)實現流量測(cè)量。當傳感器(qì)發生💞故障需(xu)拆下維修時(shí)，隻要打開截(jié)止閥l，關(guān)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(bu)時，隻需打開(kai)截止閥1，關閉截止閥(fa)2、3，然(ran)後打開流量(liàng)計兩端盲闆(pan)即可清洗。

    圖2旁(pang)路管安裝

      但是對于(yu)管徑大于1. 5n韻管系因(yīn)投資和空間(jiān)位置限制，不(bú)易實現旁路(lù)管安裝。此時(shi)爲了便于管(guǎn)系停止運行(hang)時維護人員(yuan)進入管道檢(jiǎn)測、清洗傳感(gan)器内壁，需在(zài)流量計附近(jìn)工藝管道上(shang)設置人孔。

3.1.5 負壓管系(xi)的安裝

      氟塑料襯裏(lǐ)傳感器須謹(jǐn)慎地應用于(yú)負壓管系。有(yǒu)可能出🙇🏻現負(fù)壓的正壓管(guan)系應防止産(chan)生負壓，例如(rú)液體溫度高(gao)于室溫💛的管(guan)系中，當管系(xì)停止運行關(guan)🏃‍♀️閉傳感器上(shàng)下遊截止閥(fa)後，由于流體(ti)冷卻收縮就(jiu)會形成負壓(yā)，此時就應設(shè)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(jiē)地電阻lOOΩ以下）。分離來(lái)自接地線混(hùn)亂的幹擾：超(chao)聲儀器接地(dì)、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(jun)，不同接地點(dian)間存在電位(wèi)差，引起地環(huan)路電流，影響(xiǎng)系統正常🧑🏾‍🤝‍🧑🏼工(gōng)作。

2 .2 抗幹(gan)擾措施

2.2.1 屏蔽

      變(bian)頻器在運行(háng)時會産生高(gāo)次諧波，造成(chéng)電壓波形畸(jī)變🈲，嚴重影響(xiang)附近的儀電(diàn)設備動作。屏(píng)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(qi)及進線濾波(bō)器，抑制幹擾(rǎo)信号對電源(yuan)的幹擾。

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

    （3） 電機(ji)電纜也采用(yong)屏蔽電纜，屏(ping)蔽層可靠接(jie)地。原勻👅速段(duàn)💞的電機控制(zhi)采用交流接(jiē)觸器控制，接(jiē)觸器線圈斷(duan)、合瞬間産❗生(sheng)電磁幹擾。針(zhen)對這種情況(kuang)，将交流接觸(chù)器改換成無(wú)噪聲固态接(jie)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(gěi)超聲儀器使(shi)用的電源直(zhí)接引至電網(wang)的問題，将🌈儀(yí)器電源和系(xì)統電源分開(kai)，采用圖7所示的解止(zhi)

     圖3負壓防止連(lián)接

型儀(yí)表原則上接(jiē)地應在傳感(gǎn)器一側，轉換(huan)器接地應在(zai)同一接地點(dian)。如傳感器裝(zhuang)在有陰極腐(fǔ)蝕保護管道(dao)上，除了傳感(gǎn)器和接🚶地環(huan)一起接地外(wai)，還要用較粗(cu)銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qì)，跨接到管道(dào)的2個連(lian)接法蘭上，使(shǐ)陰極保護電(diàn)流與傳感器(qi)之間隔離。一(yī)些應💘用🚶‍♀️場合(hé)的雜散

電流過大，如(ru)電解槽沿着(zhe)電解液的洩(xiè)漏電流影響(xiǎng)電磁流量計(jì)正常測量時(shí)，可采取在流(liu)量傳感器與(yu)其連接的工(gong)藝🥰管道之間(jian)進行電氣隔(ge)離的辦法。對(duì)有陰極💋保護(hu)的管道，如果(guǒ)陰極保護電(diàn)流影響EMF測量時，也可(ke)以采取本方(fāng)法。

3.2 轉換(huan)器安裝和連(lián)接電纜

      一體型電磁(ci)流量計不需(xu)要單獨安裝(zhuang)轉換器；分體(ti)式電磁⁉️流量(liang)計的轉換器(qì)安裝在傳感(gǎn)器附近或儀(yi)🌍表室，安裝場(chang)所的選擇餘(yú)地較大，轉換(huan)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(yào)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各(ge)條相同。圖7電源淨化(hua) 轉換器(qi)和傳感器間(jiān)距離受被測(ce)介質電導率(lü)和信号❗電纜(lǎn)型号（即電纜(lǎn)的分布電容(rong)、導線截面和(hé)屏蔽層數等(deng)）的制約，需選(xuan)㊙️用制造廠随(suí)儀表所附（或(huo)規定型号）的(de)信号電纜。一(yī)般🍓儀表“使用說明書(shū)”對不同(tong)電導率液體(tǐ)提供允許的(de)傳輸距離範(fàn)圍。通常，單層(céng)屏蔽電纜的(de)傳送距離爲(wei)50 m

       爲避免(mian)引入幹擾信(xin)号，信号電纜(lan)必須單獨穿(chuān)在接地保㊙️護(hu)鋼⭐管内，不能(neng)把信号電纜(lan)和電源線安(ān)裝在同一鋼(gāng)管🤩内。

4. 結(jié)語

       随着(zhe)企業全面走(zou)向市場，企業(yè)生産經營管(guan)理将進一步(bù)深💘化，流量計(jì)量越顯重要(yao)。電磁流量計(jì)作爲工業流(liú)量測量儀🐅表(biǎo)的一種，隻有(yǒu)在正确選型(xíng)、安裝和使用(yòng)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(xiàn)降🏃低生産成(cheng)本、提高經濟(ji)效益的🔞目的(de)。

因此廣(guǎng)州迪川儀器(qi)儀表有限公(gong)司爲更好儀(yí)器儀表而🏃🏻不(bu)斷努力