1.概(gai)述
在紙(zhǐ)漿造紙(zhi)生産過(guo)程中,紙(zhǐ)漿流量(liàng)的測量(liang)起着重(zhòng)要的作(zuo)用。例如(ru),調節進(jìn)紙機(或(huò)紙闆機(ji))的紙漿(jiang)流量,就(jiu)保證了(le)紙機生(shēng)産的穩(wen)定。
目前(qián)工業中(zhong)所用的(de)流量儀(yí)表大緻(zhì)可分爲(wèi)三大類(lei):速度式(shì)流量儀(yi)表、容積(jī)式流量(liang)儀表、質(zhì)量式流(liu)量儀表(biao)機械漿(jiang)、化學漿(jiang)或損紙(zhǐ)漿都是(shì)水懸浮(fú)液,其纖(xian)維濃度(du)可在0.5~12%範(fan)圍内波(bo)動。然而(er),上述懸(xuan)浮液的(de)流量是(shi)在纖維(wéi)濃度不(bú)大于5%時(shí)來測量(liàng)的。當紙(zhǐ)漿流速(su)小時,纖(xiān)維發生(shēng)沉澱結(jie)塊。這種(zhǒng)紙漿特(te)性在選(xuan)擇流量(liàng)測量儀(yí)表的結(jié)構時應(yīng)當考慮(lü)。爲了測(ce)量紙漿(jiāng)流量,可(ke)采用變(biàn)壓降式(shi)流量計(ji)、容積式(shi)流量計(ji)、
電磁流(liú)量計
。
制(zhì)漿造紙(zhǐ)生産中(zhōng)所用的(de)大量液(yè)體,其中(zhong)包括所(suo)有的紙(zhǐ)漿懸浮(fu)液都有(you)大于10微(wēi)姆/厘米(mǐ)的電導(dǎo)率。這就(jiù)可以用(yong)電磁流(liu)量計來(lai)測量流(liú)量。這種(zhǒng)流量計(ji)沒有使(shǐ)管道公(gong)稱直徑(jìng)縮小的(de)部件或(huò)者可能(néng)被纖維(wei)所堵塞(sāi)的部件(jian),這一點(diǎn)在測量(liang)紙漿流(liú)量或者(zhě)污穢液(yè)體時特(te)别重要(yao)因此,近(jin)年來測(cè)量紙漿(jiāng)流量的(de)電磁方(fāng)法得到(dào)了廣泛(fàn)的應用(yòng)。
2.電磁流(liú)量計的(de)測量原(yuan)理
由電(diàn)磁感應(ying)定律可(kě)以知道(dào),導體在(zài)磁場中(zhong)切割磁(ci)力線運(yùn)動将産(chan)生感應(ying)電勢,感(gan)應電勢(shi)的大小(xiǎo)與磁場(chǎng)的感應(yīng)強度、導(dao)體在磁(ci)場中的(de)長度及(jí)運動速(su)度成比(bǐ)例。其感(gan)應電勢(shi)大小可(ke)按下式(shì)計算
UE=BDV·10-8 (1.1)
式(shi)中UE——感應(ying)電勢,V;
B——磁(cí)感應強(qiang)度,高斯(sī);
D——管道直(zhi)徑,即導(dǎo)體垂直(zhi)切割磁(ci)力線的(de)長度,cm;
v——垂(chui)直于磁(ci)力線方(fang)向的流(liu)體速度(du).Cm/s。
應強度(du)B不變時(shí),K就是一(yi)個常數(shù)。這時感(gǎn)應電勢(shi)則與體(tǐ)積流量(liang)具有線(xian)性關系(xi)4得感應(ying)電勢,就(jiu)可确定(dìng)流量。
3.電(dian)磁流量(liàng)計的設(shè)計選型(xing)
電磁流(liu)量計由(you)變送器(qì)及轉換(huan)器組成(cheng)。變送器(qì)将被測(cè)流體的(de)流量轉(zhuan)換爲相(xiang)應的感(gǎn)應電勢(shi),轉換器(qì)将變送(song)器輸出(chu)的感應(ying)電勢信(xin)号放大(da)并轉換(huan)成标準(zhun)信号(010mA或(huò)420mA)或标準(zhǔn)電壓信(xìn)号(0一5V或(huo)15V)。
3.1電磁流(liú)量計的(de)結構形(xing)式
根據(jù)結構形(xíng)式,電磁(cí)流量計(ji)一般可(kě)分爲一(yī)體式和(he)分體式(shi)。
一體式(shì)電磁流(liú)量計
安(ān)裝簡單(dān)、方便,使(shǐ)其适用(yong)于高溫(wen)、水浸等(deng)惡劣環(huan)境。
3.2電磁(cí)流量計(ji)的性能(neng)價格比(bǐ)
首先應(ying)對比被(bèi)測介質(zhì)的物理(li)特性考(kao)察電磁(cí)流量計(ji)的電導(dǎo)率要求(qiú)。電磁流(liú)量計要(yào)求被測(ce)介質爲(wei)導電性(xìng)液體,導(dao)電率一(yī)般應>5S/cm。對(duì)于水,有(you)的要求(qiú)水的導(dao)電率>20S/cm。
其(qí)次,電磁(ci)流量計(jì)的測量(liang)精度應(ying)滿足生(sheng)産及控(kong)制要求(qiu)。在制漿(jiang)造紙生(shēng)産過程(cheng)中,各種(zhong)漿液測(cè)量的電(dian)磁流量(liàng)計的精(jīng)度應高(gao)于其它(tā)介質的(de)測量精(jīng)度。
3.3電磁(ci)流量計(jì)口徑的(de)選擇
a.選(xuan)擇傳感(gan)器的口(kou)徑與連(lián)接的工(gong)藝管道(dào)口徑相(xiang)同。
這種(zhong)選擇安(ān)裝方便(biàn),不要異(yi)徑管。但(dan)它的前(qian)提是管(guan)内流體(ti)的流速(sù)應在0.3m/s.12m/s範(fàn)圍。适用(yong)于新工(gong)程剛上(shàng)馬,流速(su)處于較(jiao)低的狀(zhuang)态,當後(hòu)期工程(chéng)上去後(hòu),管内流(liu)速就處(chù)于較高(gāo)狀況,隻(zhi)要在現(xiàn)場更改(gai)儀表的(de)量程,不(bú)需要更(geng)換儀表(biǎo)
b.選用傳(chuán)感器的(de)口徑與(yu)連接工(gōng)藝管道(dào)口徑不(bú)相同
這(zhè)種選擇(zé)适用以(yi)下幾種(zhǒng)情況:
(1)管(guan)道内的(de)流速偏(pian)低,工藝(yi)流量又(you)較穩定(ding),爲滿足(zu)儀表對(duì)流速範(fan)圍的要(yào)求,在儀(yí)表部分(fèn)提高流(liu)速,選擇(ze)傳感器(qi)口徑小(xiǎo)于工藝(yi)管道口(kǒu)徑,在傳(chuan)感器的(de)前後fr加(jiā)接異管(guǎn)。
(2)從價格(gé)上考慮(lü),對于大(dà)口徑電(diàn)磁流量(liàng)計,口徑(jing)越大,價(jià)格越高(gao)。對管道(dào)内流速(su)偏低,工(gōng)藝參數(shù)穩定的(de)情況,可(ke)選用口(kou)徑較小(xiao)的傳感(gan)器,這不(bú)僅可使(shǐ)儀表運(yun)行在較(jiao)好的各(ge)種狀态(tài)下,還可(ke)降低儀(yí)表的投(tou)資費用(yong)。
異徑管(guan)的中心(xin)錐角不(bu)大于l5。,越(yue)小越好(hao)。
加裝異(yi)徑管會(hui)産生壓(ya)力損失(shī)。
3.4電極形(xing)式的選(xuan)擇
一般(ban)來說,不(bu)産生結(jie)晶、結疤(ba)、不玷污(wū)電極的(de)介質可(ke)用标準(zhun)電極,否(fou)則用刮(guā)刀式電(diàn)極來清(qing)垢:對測(ce)污泥的(de)場合,可(ke)選用可(kě)更換式(shi)電極。
3.5電(dian)極材料(liào)的選擇(zé)
電磁流(liú)量計的(de)電極必(bì)須由非(fei)導磁的(de)導電材(cai)料制成(chéng).通常采(cǎi)用的材(cái)料是不(bú)鏽鋼和(hé)哈氏合(he)金,也有(yǒu)用鉑、黃(huáng)金或不(bu)鏽鋼鍍(du)鉑制成(chéng)。由于電(dian)極需要(yào)直接與(yu)被測流(liu)體接觸(chù),應根據(jù)被測介(jie)質的腐(fu)蝕性選(xuan)定電極(jí)材料。哈(ha)氏台金(jīn)能耐弱(ruo)酸堿腐(fu)蝕廣泛(fan)應用于(yú)造紙行(háng)業。
3.6襯裏(li)材料的(de)選擇
應(ying)根據被(bèi)測介質(zhì)的腐蝕(shí)性、磨損(sun)性及溫(wēn)度來選(xuǎn)擇。硬、軟(ruan)橡膠及(ji)氯丁橡(xiàng)膠可耐(nai)一般的(de)弱酸、堿(jian)腐蝕,耐(nai)溫65"C。軟氯(lǜ)丁橡膠(jiao)有耐磨(mo)性,聚四(sì)氟乙烯(xī)幾乎能(neng)耐熱磷(lin)酸以外(wai)的所有(you)強酸、堿(jiǎn)腐蝕,介(jiè)質溫度(du)可達180~C,但(dàn)不耐磨(mó)損。聚氨(an)酯橡膠(jiāo)有較好(hǎo)的磨損(sǔn)性,但不(bú)耐酸、堿(jian)腐蝕,耐(nài)溫性也(ye)差,介質(zhi)溫度小(xiao)于40℃。
3.7防護(hu)等級的(de)選擇
防(fang)護等級(ji)應根據(jù)工作環(huán)境及儀(yí)表實際(jì)的條件(jiàn)選定。若(ruo)儀表在(zài)地面以(yi)下的,經(jīng)常受水(shuǐ)淹的,宜(yi)選用IP68;若(ruò)儀表安(an)裝在地(dì)面以上(shàng)的,可選(xuan)用IP65。
3.8接地(di)環的選(xuǎn)擇
若連(lián)接儀表(biao)的管道(dao)是(相對(dui)于被測(cè)介質)絕(jué)緣性的(de),則要用(yòng)接地環(huán),可用普(pu)通型.它(tā)的材質(zhì)應與被(bèi)測介質(zhi)的腐蝕(shí)性相适(shi)應。
若被(bei)測介質(zhì)是磨損(sǔn)性的,則(ze)宜選用(yòng)帶頸接(jie)地環,以(yi)保護進(jin)、出口端(duan)的襯罩(zhào),延長使(shi)用壽命(mìng)。
3.9電磁流(liú)量轉換(huàn)器
電磁(ci)流量轉(zhuǎn)換器與(yu)傳感器(qi)相互配(pèi)合,實現(xiàn)流量信(xìn)号的轉(zhuǎn)換。轉換(huàn)器應能(neng)滿足傳(chuán)感器的(de)要求,當(dāng)傳感器(qi)内阻高(gao)時,轉換(huan)器有較(jiào)高的輸(shū)入阻抗(kang)與之相(xiàng)匹配;傳(chuan)感器輸(shu)出的感(gan)應電勢(shi)信号很(hěn)弱,而且(qie)伴有各(ge)種幹擾(rao)信号,轉(zhuan)換器除(chu)放大感(gan)應電勢(shì)外,還需(xu)消除幹(gan)擾信号(hao),保證儀(yí)表正常(cháng)工作;傳(chuan)感器的(de)磁場強(qiang)度不變(bian),轉換器(qi)提供給(gei)傳感器(qi)的工作(zuò)電源應(yīng)是穩定(dìng)電源。電(dian)磁流量(liang)轉換器(qì)最好采(cai)用微處(chu)理機型(xíng)的轉換(huan)器,用它(tā)來控制(zhì)勵磁電(dian)壓,按被(bei)測流體(tǐ)性質選(xuǎn)擇勵磁(ci)方式和(hé)頻率,可(ke)以排除(chu)同相幹(gàn)擾和正(zheng)交幹擾(rǎo)。
3.1l電纜的(de)敷設
信(xìn)号電纜(lan)
和勵磁(cí)電纜必(bì)須嚴格(gé)分開,不(bu)能敷設(shè)在同一(yi)根管子(zi)内或平(píng)行敷最(zuì)更不能(neng)絞合在(zài)一起。不(bú)要将多(duo)餘的電(diàn)纜纏繞(rao)在一起(qǐ)。
信号電(dian)纜和勵(li)磁電纜(lan)要求單(dān)獨穿在(zài)鋼管内(nèi),這樣既(jì)可以屏(ping)蔽外界(jie)擾又安(an)全不受(shòu)任何機(jī)件壓傷(shang)、碰斷。希(xi)望信号(hao)與勵磁(cí)電纜盡(jìn)可能短(duan)。
4.電磁流(liú)量計選(xuǎn)型設計(jì)
電磁流(liú)量計生(sheng)産過程(chéng)和産品(pǐn)質量對(duì)自動控(kong)制水平(ping)有較高(gāo)的要求(qiú)。與控制(zhì)系統相(xiang)配套的(de)現場儀(yí)表的檔(dàng)次要求(qiú)高。
流量(liàng)測量儀(yi)表選型(xíng)設計方(fāng)案如下(xià):
蒸汽、冷(lěng)凝水流(liú)量采用(yòng)差壓式(shì)流量計(jì)和标準(zhun)節流裝(zhuāng)置:重油(yóu)流量測(cè)量采用(yòng)質量流(liú)量計;各(ge)種漿液(ye)、白水、廢(fèi)水、清水(shui)、輔料、塗(tu)料等流(liu)體流量(liàng)測量采(cai)用電磁(ci)流量計(ji)。
例一:測(ce)量進配(pei)漿池NBKP漿(jiang)流量。介(jiè)質:NBKP漿濃(nong)度3.7%溫度(dù)50℃流量範(fàn)圍0~35i/s工藝(yì)管徑DN100。工(gong)藝管道(dao)采用不(bu)鏽鋼管(guǎn)道。
電磁(ci)流量計(ji)選型:
(1)采(cai)用分體(tǐ)式電磁(ci)流量計(jì),傳感器(qi)型号10DX31ll測(cè)量精度(dù)爲0.4%;信号(hào)轉換器(qì)型号50XM2000。
(2)對(duì)照流量(liang)列線圖(tú),傳感器(qi)口徑爲(wèi)DN100。不縮徑(jìng),減少壓(yā)損。
(3)電極(jí)結構采(cai)用标準(zhun)電極。
(4)電(dian)極材料(liào)爲哈氏(shì)C.4标準PTFE/DFA。
(5)襯(chèn)裏材料(liao)爲PTFE。
(6)防護(hu)等級IP67。
(7)管(guan)道連接(jie)型式法(fǎ)蘭連接(jie),材質不(bu)鏽鋼1.4571(316Ti)
(8)電(diàn)源頻率(lü)50HZ,激磁頻(pín)率121/4HZ。
例二(er):測量水(shui)流量。介(jie)質:水溫(wen)度20"C流量(liang)範圍0~20001/min工(gōng)藝管徑(jing)DN250
電磁流(liu)量計選(xuǎn)型:
(1)采用(yong)
分體式(shì)電磁流(liu)量計
,傳(chuán)感器型(xíng)号10D.X41ll測量(liàng)精度爲(wèi)0.5%号轉換(huàn)器型号(hao)50XE4100。
(2)對照流(liú)量列線(xian)圖,傳感(gan)器口徑(jing)爲DN250。不縮(suo)徑,減少(shǎo)壓損。
(3)電(dian)極結構(gou)采用标(biāo)準電極(ji)。
(4)電極材(cái)料爲不(bu)鏽鋼1.4751
(5)襯(chèn)裏材料(liao)爲PTFE
(6)防護(hù)等級IP67。
(7)管(guan)道連接(jie)型式法(fǎ)蘭連接(jiē),材質不(bu)鏽鋼14571(316Ti)。
(8)電(dian)源頻率(lǜ)50HZ,激磁頻(pin)率61/4HZ
5.電磁(cí)流量計(ji)的特點(diǎn)
電磁流(liú)量計應(yīng)用法拉(lā)第電磁(cí)感應定(dìng)律實現(xian)對導電(dian)流體的(de)流量測(cè)量,電磁(cí)流量計(jì)的優點(diǎn)可歸納(na)如下:
(1)電(diàn)磁流量(liàng)計可廣(guang)泛用于(yu)測量各(ge)種工業(yè)導電液(ye)體或漿(jiāng)液。特别(bie)适用于(yú)各種強(qiáng)酸、強堿(jiǎn)及_鹽類(lèi)的腐蝕(shi)型液體(ti)介質,計(ji)量這些(xiē)介質的(de)連續流(liú)量或脈(mo)動流量(liang)弛可用(yong)來測量(liang)各種污(wu)穢、懸浮(fú)顆粒的(de)液體或(huo)大管徑(jìng)流量。電(dian)磁流量(liàng)計這些(xiē)獨特用(yong)途是其(qi)它一些(xiē)流量計(ji)不具備(bèi)的。
(2)電磁(ci)流量計(ji)變送器(qì)内徑與(yu)被測流(liu)體管道(dao)内徑完(wán)全相同(tóng),無阻力(li)元件,不(bu)會對體(ti)造成壓(ya)力損失(shī),這一優(yōu)點也是(shi)阻力測(cè)量元件(jiàn)的流量(liàng)儀表不(bú)具備的(de)。
(3)電磁流(liu)量變送(sòng)器的輸(shū)出信号(hao)與被測(cè)流體的(de)體積流(liú)量呈線(xiàn)性關系(xi)這一特(tè)點同
渦(wō)街流量(liang)計
一樣(yàng),量程變(bian)換容易(yi),測量範(fan)圍大,電(diàn)磁流量(liang)變送器(qi)的口徑(jìng)從2.5mm到2.6m,流(liu)速從0.3m/s到(dao)10m/s。
(4)電磁流(liú)量計測(cè)量被測(cè)液體工(gong)作狀态(tai)下的體(ti)積流量(liàng),測量原(yuan)理中不(bu)涉及流(liu)體的溫(wēn)度、壓力(li)、密度和(hé)粘度的(de)影響。
(5)電(dian)磁流量(liang)計反應(ying)迅速,可(ke)以測量(liang)脈動流(liú)量。
電磁(ci)流量計(ji)的缺點(diǎn)可歸納(na)下列幾(ji)個方面(mian):
(1)電磁流(liu)量計的(de)應用有(you)一定的(de)局限性(xìng),它隻能(neng)測量導(dao)電介質(zhi)的液體(tǐ)流量,不(bú)能測量(liang)非導電(diàn)介質的(de)流量。
(2)電(diàn)磁流量(liàng)計是通(tong)過測量(liàng)導電液(ye)體的速(sù)度确定(dìng)工作狀(zhuang)态下的(de)體積流(liu)量。按照(zhao)計量要(yao)求,對于(yú)液态介(jiè)質,應測(ce)量質量(liang)流量,測(cè)量質量(liang)流量應(ying)涉及到(dao)流體的(de)密度,不(bú)同流量(liang)介質具(ju)有不同(tóng)的密度(du),而且随(sui)溫度變(biàn)化。如果(guǒ)電磁流(liu)量轉換(huàn)器不考(kao)慮流體(ti)密度僅(jin)給出常(chang)溫狀态(tai)下的體(tǐ)積流量(liang)是不台(tái)适的。随(suí)着微處(chù)理機的(de)應用,電(diàn)磁流量(liang)轉換器(qi)智能化(huà)後,應增(zēng)強運算(suàn)功能,引(yin)入不同(tong)流體介(jiè)質的密(mì)度信号(hào)并進行(háng)計算,得(dé)到質量(liang)流量。
(3)電(diàn)磁流量(liang)計的安(an)裝與調(diào)試比其(qi)它流量(liang)計複雜(za),且要求(qiu)更嚴格(gé)。變送器(qì)和轉換(huan)器必須(xu)配套使(shi)用,兩者(zhě)之間不(bu)能用兩(liǎng)種型号(hao)的儀表(biao)配用。在(zài)安裝變(bian)送器時(shi),從安裝(zhuāng)地點的(de)選擇到(dào)具體的(de)安裝調(diao)試,必須(xū)嚴格按(an)産品說(shuō)明書要(yao)求進行(hang)。安裝地(di)點不能(neng)有振動(dòng),不能有(you)強電磁(cí)場。在安(an)裝時必(bì)須使變(bian)送器和(he)管道有(you)良好的(de)接觸及(jí)良好的(de)接觸及(jí)良好的(de)接地。變(bian)送器的(de)電位以(yi)被測流(liú)體電位(wei)爲基礎(chu),要求被(bei)測流體(tǐ)電位穩(wěn)定,使變(bian)送器與(yǔ)被測流(liu)體等電(dian)位。在使(shǐ)用時,必(bi)須排盡(jìn)測量管(guan)中存留(liu)的氣體(tǐ),否則會(huì)造成測(ce)量誤差(cha)。
(4)電磁流(liú)量計用(yong)來測量(liang)帶有污(wū)垢的粘(zhān)性流體(ti)時,粘性(xìng)物或沉(chén)澱物附(fù)着在測(cè)量管内(nei)壁或電(dian)極上.使(shǐ)變送器(qì)輸出電(dian)勢變化(hua),帶來測(ce)量誤差(cha),電極上(shàng)污垢物(wù)達到一(yi)定厚度(du),可能導(dao)緻儀表(biao)無法測(cè)量,因此(cǐ)在使用(yong)中應注(zhu)意對污(wū)垢物或(huò)沉澱物(wu)的沖洗(xi),保持電(dian)極清潔(jie),盡可能(neng)減少儀(yi)表測量(liang)誤差。
使(shǐ)用電磁(ci)流量計(jì)應注意(yi)的問題(ti):
(1)變送器(qi)的安裝(zhuang)位置,要(yào)選擇在(zai)任何時(shi)候測量(liang)導管内(nei)部都能(neng)充滿液(ye)體以防(fáng)止由于(yu)量導管(guǎn)内沒有(yǒu)液體而(ér)指針不(bú)在零點(diǎn)所引起(qǐ)的錯覺(jiao)最好是(shì)垂直1安(ān)裝,便減(jiǎn)少由于(yu)液體流(liu)過在電(dian)極上出(chu)現氣泡(pao)造成誤(wù)差。
(2)電磁(cí)流量計(jì)的信号(hào)比較微(wēi)弱,在滿(mǎn)量程時(shi)隻有2.5~8mV,流(liu)量很小(xiao)時,輸出(chu)僅有幾(jǐ)微伏,外(wài)界咯有(yǒu)幹擾就(jiù)能影響(xiang)測量的(de)精度。因(yīn)此,變送(sòng)器外殼(ke)、屏蔽線(xiàn)、測量導(dao)管,以及(ji)變送器(qì)兩端的(de)管道都(dōu)要接地(dì)。并且要(yào)求單獨(dú)設置接(jiē)地點,絕(jué)對不要(yào)連接在(zài)電機、電(diàn)器等的(de)地線或(huò)上下水(shuǐ)道上。轉(zhuan)換部分(fen)已通過(guo)電纜線(xian)接地,且(qiě)勿再行(háng)接地,以(yi)免因地(di)電位的(de)不同而(ér)引入幹(gan)擾。
(3)變送(song)器的安(ān)裝和地(dì)點要遠(yuǎn)離一切(qiē)磁場(例(li)如大功(gong)率電機(jī)、變壓器(qi)等)不能(néng)有振動(dòng)。
(4)變送器(qi)和和二(er)次儀表(biǎo)使用電(dian)源中的(de)同一相(xiang)線,否則(zé)由于檢(jian)測信号(hao)和反饋(kui)信号相(xiang)關120。,使儀(yí)表不能(néng)正常工(gong)作。
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