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如何選擇電磁流量計
閱讀：246 發(fā)布時間：2015-8-19如何選擇電磁流量計詳細(xì)參數(shù)：
1.1電磁流量計的應(yīng)用概況
其中大口徑電磁流量計較多應(yīng)用于給排水工程，電磁流量計應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。按應(yīng)用場合有大口徑、中小口徑、小口徑和微小口徑之分。中小口徑常應(yīng)用于固液雙相等難測流體或高要求場所，如丈量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液、鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制、長距離管道煤的水力輸送的流量丈量和控制等，而小口徑和微小口徑常應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場所。
1.2電磁流量計的精度等級和功能
有些精度高、功能多，市場上通用型EMF性能有較大差別。有些精度低、功能簡單。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兩者價格相差12倍。因此丈量精度要求不很高的場所(例如非貿(mào)易核算僅以控制為目的只要求高可靠性和優(yōu)良重復(fù)性的場所)選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。
基本誤差僅(±0.2%±0.3%R但有嚴(yán)格的裝置要求和參比條件，有些型號儀表聲稱有更高的度。例如環(huán)境溫度2022℃前后直管段長度要求分別大于10D和3D通常為5D和2D甚至提出流量傳感器要與前后直管組成一體在流量規(guī)范裝置上作實(shí)流校準(zhǔn)，以減少夾裝影響。因此在多種型號選擇比擬時不要單純只看高指標(biāo)，要詳細(xì)閱讀制造廠樣本或說明書做綜合分析。
簡單的就只是丈量單向流量，市場上EMF功能差異也很大。只輸出模擬信號帶動后位儀表;多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機(jī)通信和運(yùn)動組態(tài)等。有些型號儀表的串行數(shù)字通信功能可選多種通信接口和芯片(ASIC以連接HART協(xié)議系統(tǒng)、PROFTBUSModbusCONFIGFF現(xiàn)場總線等。
1.3電磁流量計的流速、滿度流量、范圍度和口徑
應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，選定儀表口徑不一定與管徑相同。管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.53m/sEMF用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。
用于有易粘附、堆積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s提高到34m/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23m/s以降低對襯里和電極的磨損。
1.4電磁流量計的液體電導(dǎo)率使用EMF的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的，不能低于閾值(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會產(chǎn)生測量誤差甚至不能使用，超過閾值即使變化也可以測量，示值誤差變化不大，通用型EMF的閾值在10-4～(5×10-6)S/cm之間，視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號線長度及其分布電容，制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對應(yīng)的信號線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導(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，使用不存在問題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。
石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用。表1列出若干液體的電導(dǎo)率。從資料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，認(rèn)為不能使用，然而實(shí)際工作中會遇到因含有雜質(zhì)而能使用的情況，這類雜質(zhì)增加了電導(dǎo)率。對于水溶液，資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)驗(yàn)室測得的，實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得的要高，也有利于流量測量。
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數(shù)量級。因?yàn)橹圃鞆S儀表規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的zui低值，是受一些使用條件的限制，如電導(dǎo)率均勻性、連接信號線、外界噪聲等，否則會出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象等。我們就多次遇到測量低度蒸餾水或去離子水，其電導(dǎo)率接近閾值5×10-6S/cm，使用時出現(xiàn)輸出晃動。
1.5電磁流量計的液體中含有混入物
混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作，但測得的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斷開，呈現(xiàn)輸出晃動甚至不能正常工作。
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，含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體同樣可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體。兩者之間有滑動，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產(chǎn)生附加誤差。雖然還未見到EMF應(yīng)用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)演講，但國外有報告稱固形物含量有14%時誤差在3%范圍以內(nèi);國黃河水利委員會水利科學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)稱，丈量高沙含量水的流量，含沙量體積比17@%沙中值粒徑0.35mm儀表丈量誤差小于3%
頻率較低的矩形激磁的EMF中會產(chǎn)生尖峰狀漿液噪聲，漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電極表面。使流量信號不穩(wěn)，就要選用較高頻率的儀表或有較強(qiáng)抑制漿液噪聲能力的儀表，也可選用交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。
會產(chǎn)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈補(bǔ)償?shù)腅MF可減小混入鐵磁體的影響。上海光華儀表廠在交流激磁儀表的實(shí)驗(yàn)演講中稱，含有鐵磁性物質(zhì)的流體對通常的EMF因丈量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的不同含量而變化。水中含有液固重量比約41顆粒度≤0.15mm鐵精礦石的礦漿，以80mm口徑儀表作清水和漿液對比流量試驗(yàn)，通常的儀表示值變化7%裝有磁通檢測線圈的儀表，示值誤差在±2%FS以內(nèi)。
應(yīng)注意對傳感器襯里的磨損水平，對含有礦石顆粒的礦漿應(yīng)用。丈量管內(nèi)徑擴(kuò)大會產(chǎn)生附加誤差。這種場所應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，同時建議傳感器裝置在垂直管道上，使管道磨損均勻，消除水平裝置下半部局部磨損嚴(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，相對延長使用期。
1.6電磁流量計的附著和沉淀
若附著的比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，丈量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時。信號電勢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刮出沉垢。國外產(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。也有暫時斷開測量電路，電極間斷時間內(nèi)流過低壓大電流，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，可不裝配清洗傳感器。
儀表仍能工作，非接觸型電極EMF附著非導(dǎo)電膜層。但若為高導(dǎo)電層則同樣不能工作。
1.7電磁流量計與流體接觸零部件材料的選擇
其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對流體的適應(yīng)性。由于零部件少，與流體接觸的傳感器零部件有襯里(或絕緣材料制成的丈量管)電極、接地環(huán)和密封墊片。形狀簡單，資料選擇靈活，電磁流量傳感器對流體的適應(yīng)性強(qiáng)。
1電磁流量計的襯里資料(或直接與介質(zhì)接觸的丈量管)
如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿，常用襯里資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99.99%AI2O3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。價格zui為低廉。
2電磁流量計的電極和接地環(huán)材料
其次考慮是否會發(fā)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪聲。
①選擇耐腐蝕材料
常用金屬資料有含鉬耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti哈氏合金(耐蝕鎳基合金)BC鈦、鉭、鉑銥合金，EMF電極的耐腐蝕性要求很高。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，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。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)際或以往的經(jīng)驗(yàn)來確定。有時要做必要的實(shí)驗(yàn)，如現(xiàn)場取液體樣品在實(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)，可以得出比擬可靠的結(jié)論。
②防止電極表面效應(yīng)
但有時候電極材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性，電極的耐腐蝕性是選擇資料的重要因素。卻不一定就是適用的資料，還要防止發(fā)生電極表面效應(yīng)。電極外表效應(yīng)分為外表化學(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方面。
形成鈍化膜或氧化層。對耐腐蝕性能可能起到積極維護(hù)作用，化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)如電極表面與被測介質(zhì)接觸后。但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化，生成絕緣層。對于防止或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)----電極材料匹配，還沒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。
耐腐蝕要求比電極低，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。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積大，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)。
3.總論
企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理將進(jìn)一步深化，隨著企業(yè)全面走向市場。流量計量越顯重要，電磁流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，要發(fā)揮其作用，*步要做好的工作就是選用好電磁流量計。因此，自動化儀表專業(yè)人員在具備一定的專業(yè)知識的前提下，有必要在其選用方面掌握一定的技巧和注意事項(xiàng)，只有如此，才干滿足企業(yè)的要求，使流量計量發(fā)揮重要作用。