摘要(yao):電磁(ci)流量(liang)計
在(zai)工業(ye)生産(chan)中應(ying)用普(pu)遍,它(ta)的日(ri)常管(guan)理和(he)維護(hu)工作(zuo)成爲(wei)從業(ye)🔴人員(yuan)的關(guan)注要(yao)點。從(cong)組成(cheng)結構(gou)、工作(zuo)原理(li)和特(te)點出(chu)發🌏,介(jie)紹電(dian)磁流(liu)量計(ji)選型(xing)使用(yong)和維(wei)護方(fang)法,并(bing)對接(jie)地問(wen)題進(jin)行探(tan)讨,以(yi)供同(tong)行參(can)考。
0引(yin)言
電(dian)磁流(liu)量計(ji)是一(yi)種新(xin)型的(de)流量(liang)測量(liang)儀表(biao),它的(de)出現(xian)得益(yi)于電(dian)💛子技(ji)術的(de)發展(zhan),采用(yong)電磁(ci)感應(ying)原理(li),利🏃🏻用(yong)電動(dong)勢測(ce)量導(dao)電流(liu)體的(de)流量(liang)甲。随(sui)着我(wo)國工(gong)業🔴的(de)發展(zhan),電磁(ci)流量(liang)計的(de)應用(yong)領域(yu)更加(jia)廣泛(fan),常見(jian)于⚽石(shi)油、化(hua)工、冶(ye)金、礦(kuang)山、化(hua)工化(hua)纖、給(gei)排水(shui)等行(hang)業。掌(zhang)握👣電(dian)磁流(liu)量計(ji)的使(shi)用方(fang)法,做(zuo)好維(wei)護工(gong)作,能(neng)提高(gao)其使(shi)用性(xing)能、延(yan)長其(qi)使用(yong)壽命(ming)。
1電磁(ci)流量(liang)計的(de)組成(cheng)結構(gou)、工作(zuo)原理(li)和特(te)點
1.1組(zu)成結(jie)構
一(yi)個典(dian)型的(de)電磁(ci)流量(liang)計由(you)以下(xia)幾部(bu)分組(zu)成。
(1)磁(ci)路系(xi)統,可(ke)産生(sheng)均勻(yun)的交(jiao)流磁(ci)場或(huo)直流(liu)磁場(chang)。
(2)測量(liang)導管(guan),引導(dao)被測(ce)液體(ti),使用(yong)不導(dao)磁、低(di)導電(dian)率和(he)✨導🛀🏻熱(re)率、有(you)一定(ding)機械(xie)強度(du)的材(cai)料制(zhi)成。
(3)電(dian)極,引(yin)出感(gan)應電(dian)勢信(xin)号,安(an)裝時(shi)與管(guan)道垂(chui)直。
(4)外(wai)殼,爲(wei)鐵磁(ci)材質(zhi),可對(dui)外部(bu)磁場(chang)進行(hang)隔離(li)。
(5)襯裏(li),與被(bei)測液(ye)體直(zhi)接接(jie)觸,促(cu)使測(ce)量導(dao)管耐(nai)腐蝕(shi),防止(zhi)導管(guan)管❌壁(bi)短路(lu)。
(6)轉換(huan)器,對(dui)感應(ying)電勢(shi)信号(hao)進行(hang)放大(da),然後(hou)轉換(huan)成統(tong)一⛷️的(de)✂️标準(zhun)信🔴号(hao),還能(neng)抑制(zhi)幹擾(rao)信号(hao)。
1.2工作(zuo)原理(li)
電磁(ci)流量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)是電(dian)磁感(gan)應定(ding)律,當(dang)液體(ti)流經(jing)磁場(chang)時,會(hui)感應(ying)出一(yi)個電(dian)勢,這(zhe)個電(dian)勢和(he)平均(jun)流速(su)成正(zheng)比。兩(liang)✏️個電(dian)極檢(jian)出的(de)感應(ying)電壓(ya)信号(hao),通過(guo)電纜(lan)傳輸(shu)到轉(zhuan)換器(qi)上,經(jing)數字(zi)化處(chu)理,最(zui)終的(de)流量(liang)數據(ju)呈現(xian)在顯(xian)示屏(ping)上。其(qi)中,電(dian)極檢(jian)出的(de)感應(ying)電勢(shi)🔞爲:
E=kBVD(1)
式(shi)中,E爲(wei)感應(ying)電勢(shi),V;k爲儀(yi)表的(de)常數(shu);B爲磁(ci)感應(ying)強度(du),T;V爲🈲測(ce)✂️量管(guan)截面(mian)内的(de)液體(ti)平均(jun)流速(su),m/s;D爲測(ce)量管(guan)的内(nei)徑,m。
1.3特(te)點
在(zai)實際(ji)應用(yong)中,電(dian)磁流(liu)量計(ji)的特(te)點包(bao)括以(yi)下幾(ji)點。
(1)不(bu)受液(ye)體的(de)密度(du)、溫度(du)、壓力(li)、電導(dao)率等(deng)參數(shu)的影(ying)響。
(2)測(ce)量管(guan)内液(ye)體流(liu)通順(shun)暢,無(wu)壓損(sun),尤其(qi)适合(he)測量(liang)漿液(ye)。
(3)耐腐(fu)蝕性(xing)和耐(nai)磨損(sun)性較(jiao)好,零(ling)點穩(wen)定,測(ce)量精(jing)度高(gao)。
(4)使用(yong)高性(xing)能的(de)微處(chu)理器(qi),方便(bian)參數(shu)設定(ding),編程(cheng)簡單(dan)可靠(kao)。
(5)具有(you)自我(wo)診斷(duan)、自我(wo)檢查(cha)功能(neng),故障(zhang)處理(li)更簡(jian)單方(fang)便。
2電(dian)磁流(liu)量計(ji)的選(xuan)型使(shi)用和(he)維護(hu)方法(fa)
2.1選型(xing)
2.1.1精度(du)等級(ji)
按照(zhao)精度(du)等級(ji)的不(bu)同,電(dian)磁流(liu)量計(ji)可分(fen)爲三(san)大類(lei):第一(yi)類是(shi)低精(jing)度儀(yi)表,精(jing)度等(deng)級爲(wei)1.5~2.5,最大(da)允許(xu)誤差(cha).爲±1.5%~±2.5%;第(di)二類(lei)是精(jing)度儀(yi)🐕表,精(jing)度等(deng)級爲(wei)0.2~0.3,最大(da)允許(xu)誤差(cha)爲±0.2%~±0.3%;第(di)三類(lei)是中(zhong)等精(jing)度儀(yi)表,精(jing)度等(deng)級爲(wei)0.5~1.0,最大(da)允許(xu)誤差(cha)爲±0.5%~±1.0%,具(ju)體見(jian)表1。精(jing)度等(deng)級越(yue)👉高,儀(yi)表的(de)價格(ge)越貴(gui)🌈,因此(ci)需根(gen)據工(gong)程實(shi)際需(xu)求進(jin)行選(xuan)擇
2.1.2量(liang)程和(he)口徑(jing)
電磁(ci)流量(liang)計的(de)量程(cheng)較寬(kuan),量程(cheng)比達(da)到100:1,選(xuan)擇量(liang)程時(shi)要滿(man)足兩(liang)個條(tiao)件:滿(man)量程(cheng)要高(gao)于液(ye)體的(de)最大(da)流量(liang)值;液(ye)體正(zheng)常流(liu)量值(zhi)高于(yu)滿量(liang)程的(de)50%。在口(kou)徑選(xuan)擇上(shang),主要(yao)參💁考(kao)液體(ti)流速(su),通💛常(chang)在2~4m/s;若(ruo)液體(ti)中含(han)有固(gu)體顆(ke)粒,則(ze)流速(su)應不(bu)大于(yu)3m/s;若液(ye)體粘(zhan)附管(guan)壁,則(ze)流速(su)應不(bu)大于(yu)2m/s。
2.1.3襯裏(li)材料(liao).
選擇(ze)襯裏(li)材料(liao)時,綜(zong)合考(kao)慮液(ye)體的(de)溫度(du),以及(ji)對材(cai)👉料的(de)😄腐蝕(shi)性⛷️和(he)磨損(sun)性,常(chang)用材(cai)料有(you)天然(ran)橡膠(jiao)、耐酸(suan)橡膠(jiao)、氯丁(ding)橡膠(jiao)、聚胺(an)酯橡(xiang)膠和(he)聚四(si)氟乙(yi)烯。其(qi)中,聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi)可耐(nai)各種(zhong)酸類(lei)和濃(nong)堿,耐(nai)磨性(xing)能良(liang)好,粘(zhan)接性(xing)稍差(cha),适用(yong)于溫(wen)度爲(wei)一80~+180℃的(de)液體(ti)。
2.1.4電極(ji)材料(liao).
選擇(ze)電極(ji)材料(liao)時,要(yao)考慮(lü)耐腐(fu)蝕性(xing),以及(ji)電極(ji)表面(mian)是💁否(fou)發生(sheng)化學(xue)反應(ying)、極化(hua)現象(xiang)等,常(chang)用材(cai)料有(you)钛、钽(tan)、哈氏(shi)合金(jin)⭕、含钼(mu)🧡耐酸(suan)鋼、鉑(bo)銥合(he)金等(deng)。其中(zhong),钽的(de)耐腐(fu)♊蝕性(xing)優良(liang),除了(le)氫氟(fu)酸、濃(nong)硫酸(suan)和濃(nong)堿外(wai),對其(qi)餘化(hua)😘學介(jie)質的(de)腐蝕(shi)均可(ke)耐受(shou)。
2.2安裝(zhuang)
2.2.1管道(dao)式儀(yi)表
管(guan)道式(shi)電磁(ci)流量(liang)計
,安(an)裝要(yao)點如(ru)下。
(1)在(zai)傳感(gan)器的(de)殼體(ti).上,标(biao)記的(de)流向(xiang)箭頭(tou)代表(biao)液體(ti)的正(zheng)流🐕向(xiang),是🌈制(zhi)造企(qi)業統(tong)一規(gui)定的(de),安裝(zhuang)時應(ying)該和(he)現場(chang)液體(ti)的⛷️實(shi)際流(liu)向保(bao)持㊙️一(yi)-緻,确(que)保儀(yi)表正(zheng)常使(shi)用。
(2)根(gen)據使(shi)用條(tiao)件,傳(chuan)感器(qi)可以(yi)垂直(zhi)安裝(zhuang),也可(ke)以水(shui)平安(an)裝🧡。
(3)安(an)裝電(dian)磁流(liu)量計(ji)時,不(bu)能放(fang)在泵(beng)的抽(chou)吸側(ce)。
(4)流量(liang)計管(guan)道内(nei),要一(yi)直有(you)液體(ti)存在(zai),不能(neng)空管(guan)。
(5)管道(dao)安裝(zhuang)時,如(ru)果落(luo)差超(chao)過5m,就(jiu)應在(zai)下遊(you)設置(zhi)控制(zhi)💃閥🙇♀️[4]。
從(cong)管道(dao)設計(ji)角度(du)看,爲(wei)了保(bao)證電(dian)磁流(liu)量計(ji)正常(chang)運行(hang),提出(chu)以🚶♀️下(xia)要求(qiu)。
(1)選擇(ze)安裝(zhuang)位置(zhi)時,要(yao)保證(zheng)溫度(du)平穩(wen),不會(hui)出現(xian)大的(de)溫差(cha);避免(mian)陽光(guang)照射(she),周圍(wei)環境(jing)溫度(du)最低(di)-25℃、最高(gao)60℃;如果(guo)安裝(zhuang)位置(zhi)有熱(re)源,就(jiu)應設(she)🍉置隔(ge)熱裝(zhuang)置或(huo)通風(feng)設備(bei);不要(yao)設置(zhi)在産(chan)🈲生電(dian)磁幹(gan)擾的(de)設備(bei)(如變(bian)壓器(qi)、電機(ji)等)附(fu)近;監(jian)♋測大(da)氣環(huan)境,不(bu)能有(you)腐蝕(shi)性、爆(bao)炸性(xing)氣體(ti)🐆。
(2)以傳(chuan)感器(qi)爲分(fen)界點(dian),上遊(you)管道(dao)直管(guan)段的(de)長度(du)不小(xiao)于5倍(bei)管徑(jing)✉️,下遊(you)管道(dao)直管(guan)段的(de)長度(du)不小(xiao)于2倍(bei)管徑(jing),能保(bao)證測(ce)量精(jing)度。
(3)對(dui)存在(zai)振動(dong)的管(guan)道安(an)裝電(dian)磁流(liu)量計(ji)後,還(hai)應該(gai)設置(zhi)底座(zuo)和支(zhi)撐,必(bi)要時(shi)設置(zhi)金屬(shu)保護(hu)闆,保(bao)證儀(yi)表的(de)穩定(ding)性。
(4)還(hai)要方(fang)便日(ri)常維(wei)修,爲(wei)檢修(xiu)作業(ye)提供(gong)一定(ding)空間(jian)。
2.2.2插入(ru)式儀(yi)表
插(cha)人式(shi)電磁(ci)流量(liang)計
,安(an)裝要(yao)點如(ru)下。
(1)傳(chuan)感器(qi)的位(wei)置不(bu)限,在(zai)管道(dao)的任(ren)何位(wei)置均(jun)可安(an)裝🏃♀️,但(dan)要求(qiu)管道(dao)内時(shi)刻充(chong)滿液(ye)體。
(2)傳(chuan)感器(qi)安裝(zhuang)時,根(gen)據實(shi)際情(qing)況可(ke)水平(ping)安裝(zhuang)、垂直(zhi)安裝(zhuang)或傾(qing)斜安(an)裝。其(qi)中,在(zai)水平(ping)管道(dao)上安(an)裝時(shi),安裝(zhuang)角度(du)控❄️制(zhi)在-45~+45,此(ci)時電(dian)極❄️時(shi)刻處(chu)于液(ye)體中(zhong),不會(hui)出現(xian)絕緣(yuan)現象(xiang)。
(3)如果(guo)液體(ti)容易(yi)産生(sheng)沉澱(dian),那麽(me)傳感(gan)器不(bu)能安(an)裝在(zai)管道(dao)底部(bu),防止(zhi)沉澱(dian)物覆(fu)蓋電(dian)極,影(ying)響測(ce)量結(jie)果。
(4)安(an)裝電(dian)磁流(liu)量計(ji)時,不(bu)能放(fang)在泵(beng)的抽(chou)吸側(ce)。
(5)管道(dao)安裝(zhuang)時,如(ru)果落(luo)差超(chao)過5m,就(jiu)應在(zai)下遊(you)設置(zhi)控制(zhi)閥。
從(cong)管道(dao)設計(ji)角度(du)看,爲(wei)了保(bao)證電(dian)磁流(liu)量計(ji)正常(chang)運行(hang),提出(chu)以下(xia)要求(qiu)。
(1)檢查(cha)管道(dao)的封(feng)閉性(xing),避免(mian)存在(zai)附帶(dai)氣體(ti)造成(cheng)測量(liang)誤差(cha)🎯。
(2)彎頭(tou)、閥門(men)、三通(tong)接頭(tou)後方(fang)會産(chan)生旋(xuan)流,該(gai)部位(wei)不宜(yi)安裝(zhuang)🌍傳感(gan)器
(3)不(bu)能安(an)裝在(zai)有振(zhen)動的(de)管道(dao)上。
(4)以(yi)傳感(gan)器爲(wei)分界(jie)點,前(qian)方直(zhi)管段(duan)的長(zhang)度不(bu)小于(yu)10倍管(guan)徑,後(hou)方直(zhi)管段(duan)的長(zhang)度不(bu)小于(yu)5倍管(guan)徑,能(neng)保證(zheng)測量(liang)精度(du)。
2.3維護(hu)
對電(dian)磁流(liu)量計(ji)進行(hang)維護(hu)時,應(ying)該從(cong)各個(ge)組成(cheng)結構(gou)出發(fa)。其中(zhong)電🔱極(ji)的維(wei)護要(yao)點如(ru)下。
(1)儀(yi)表使(shi)用前(qian),使用(yong)标準(zhun)pH值溶(rong)液進(jin)行标(biao)定,完(wan)成後(hou)使用(yong)蒸餾(liu)水📱清(qing)洗電(dian)極,再(zai)使用(yong)待測(ce)液清(qing)洗。
(2)長(zhang)時間(jian)不使(shi)用儀(yi)表,要(yao)把電(dian)極取(qu)下來(lai),其中(zhong)的觸(chu)感器(qi)🐆元件(jian)非常(chang)敏感(gan),不能(neng)和硬(ying)物碰(peng)撞,否(fou)則就(jiu)會影(ying)響電(dian)極的(de)功能(neng)。
(3)儀表(biao)每次(ci)使用(yong)後,及(ji)時套(tao)上電(dian)極套(tao),放人(ren)少量(liang)飽和(he)溶液(ye),促🔅使(shi)💔電極(ji)的球(qiu)泡處(chu)于濕(shi)潤狀(zhuang)态。
(4)電(dian)極時(shi)刻保(bao)持幹(gan)淨,避(bi)免兩(liang)端出(chu)現短(duan)路問(wen)題,否(fou)則會(hui)降低(di)測量(liang)精度(du),縮短(duan)電磁(ci)流量(liang)計的(de)使用(yong)壽命(ming)。
3電磁(ci)流量(liang)計的(de)接地(di)問題(ti)
從電(dian)磁流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理來(lai)看,傳(chuan)感器(qi)接地(di)點要(yao)和被(bei)測液(ye)體電(dian)氣連(lian)接,這(zhe)是基(ji)本條(tiao)件,否(fou)則電(dian)磁流(liu)🌂量計(ji)無法(fa)正常(chang)運行(hang)。在轉(zhuan)換器(qi)内,要(yao)想形(xing)成對(dui)稱的(de)🐆輸人(ren)回路(lu),要求(qiu)輸人(ren)端中(zhong)點和(he)🔆液體(ti)均📱處(chu)于零(ling)電位(wei),并且(qie)兩者(zhe)❌導通(tong)°。而在(zai)實際(ji)應用(yong)中,由(you)于工(gong)況場(chang)合不(bu)📞同,要(yao)采用(yong)不同(tong)的接(jie)地方(fang)式。
3.1金(jin)屬管(guan)道
當(dang)電磁(ci)流量(liang)計安(an)裝在(zai)金屬(shu)管道(dao)上時(shi),如果(guo)金屬(shu)管🧡道(dao)本身(shen)已🈲經(jing)✉️接地(di),管道(dao)、流量(liang)計的(de)金屬(shu)墊片(pian)、螺栓(shuan)等🚶♀️形(xing)成一(yi)個整(zheng)體,此(ci)時🌈電(dian)位爲(wei)零,那(na)麽電(dian)磁流(liu)量計(ji)就不(bu)用再(zai)單獨(du)接地(di)。對于(yu)這種(zhong)情🈲況(kuang),注意(yi)事項(xiang)有兩(liang)個。一(yi)是流(liu)量計(ji)本身(shen)的襯(chen)裏,--般(ban)不采(cai)用不(bu)鏽鋼(gang)+非金(jin)屬或(huo)碳鋼(gang)+非金(jin)屬材(cai)質,可(ke)避免(mian)導磁(ci)。二是(shi)襯裏(li)采用(yong)碳💯鋼(gang)+非金(jin)屬材(cai)質,如(ru)果沒(mei)有非(fei)金屬(shu)法蘭(lan)翻邊(bian),有金(jin)屬墊(nian)片,就(jiu)不需(xu)單獨(du)接地(di);如果(guo)有非(fei)金屬(shu)法蘭(lan)翻邊(bian),且連(lian)🏃🏻♂️接螺(luo)栓的(de)電阻(zu)值大(da)于0.03Ω,那(na)麽應(ying)進行(hang)單獨(du)接地(di)。
3.2非金(jin)屬管(guan)道
電(dian)磁流(liu)量計(ji)安裝(zhuang)在非(fei)金屬(shu)管道(dao)上,例(li)如塑(su)料管(guan)道🌈、有(you)㊙️絕緣(yuan)塗層(ceng)或襯(chen)裏的(de)金屬(shu)管道(dao),此時(shi)管道(dao)沒有(you)和大(da)地連(lian)通,就(jiu)必須(xu)對流(liu)量計(ji)進行(hang)接地(di)處理(li)。具體(ti)操作(zuo)時,傳(chuan)感器(qi)兩端(duan)配置(zhi)接地(di)環,促(cu)使被(bei)測液(ye)體良(liang)好接(jie)地,此(ci)時電(dian)位爲(wei)零,流(liu)量計(ji)才能(neng)正常(chang)工作(zuo)。值得(de)注意(yi)的是(shi),使用(yong)接地(di)環是(shi)首🛀選(xuan)方案(an),但不(bu)是唯(wei)一方(fang)案。如(ru)果接(jie)地環(huan)口徑(jing)大或(huo)材質(zhi)特殊(shu),由于(yu)價格(ge)高,可(ke)采用(yong)三電(dian)極💋的(de)方式(shi)進行(hang)接地(di)。
3.3帶陰(yin)極保(bao)護管(guan)道
金(jin)屬管(guan)線埋(mai)地敷(fu)設,而(er)且較(jiao)長,爲(wei)避免(mian)造成(cheng)化學(xue)腐蝕(shi),應采(cai)取陰(yin)極保(bao)護措(cuo)施。金(jin)屬管(guan)道實(shi)施陰(yin)極保(bao)護🌍後(hou),對地(di)表現(xian)爲負(fu)電位(wei),此時(shi)管道(dao)上安(an)裝電(dian)磁流(liu)量計(ji),應把(ba)流量(liang)計作(zuo)爲一(yi)個獨(du)立個(ge)體,然(ran)後進(jin)行接(jie)地🈚處(chu)理。如(ru)果流(liu)量計(ji)和金(jin)屬管(guan)道㊙️連(lian)接,那(na)麽陰(yin)極保(bao)護✏️電(dian)流直(zhi)接經(jing)♻️過儀(yi)表進(jin)人🍓大(da)地,陰(yin)極保(bao)護的(de)作用(yong)就失(shi)去了(le)。另外(wai),設置(zhi)導線(xian)跨接(jie)金屬(shu)管道(dao)法蘭(lan),能保(bao)證陰(yin)極保(bao)護的(de)整體(ti)性。值(zhi)得注(zhu)意的(de)是🈚,接(jie)地環(huan)、螺栓(shuan)、墊片(pian)和陰(yin)極保(bao)護管(guan)道🙇♀️間(jian)均要(yao)采取(qu)絕緣(yuan)🐪措⛷️施(shi)。
4結語(yu)
綜上(shang)所述(shu),電磁(ci)流量(liang)計在(zai)工業(ye)生産(chan)領域(yu)應用(yong)廣泛(fan),是一(yi)種新(xin)型的(de)流量(liang)測量(liang)儀表(biao)。本文(wen)從精(jing)度等(deng)級、量(liang)程和(he)口徑(jing)、襯裏(li)材料(liao)、電極(ji)材料(liao)四方(fang)面介(jie)紹了(le)流量(liang)計的(de)選型(xing);以管(guan)道式(shi)、插人(ren)式儀(yi)表爲(wei)例指(zhi)出安(an)裝要(yao)求,并(bing)總結(jie)了電(dian)極維(wei)✨護方(fang)法。此(ci)外,針(zhen)對不(bu)同類(lei)型的(de)管道(dao),采取(qu)合理(li)的接(jie)地方(fang)式,才(cai)能确(que)保電(dian)磁流(liu)量計(ji)❤️正常(chang)運行(hang),提高(gao)💋測量(liang)精度(du)。
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