摘要:電磁流量(liang)計 的工作原理(lǐ)、結構及相關特(tè)性,電磁流量計(ji)在濃硝酸項目(mu)中的應用及選(xuǎn)型時注意事項(xiang)。
　　随着石油化工(gōng)裝置中工藝與(yǔ)設備越來越複(fú)雜，對流㊙️體檢測(cè)的可靠性要求(qiu)也越來越高。特(tè)别對腐蝕性流(liú)體、髒污流體、高(gao)粘性流體、多相(xiang)流體、特大流量(liang)⁉️、微小流🐕量等測(cè)量成爲重點關(guān)💋注問題。電磁流(liu)量計是自差壓(yā)💜、浮子及容積式(shì)之後用量最大(dà)的儀表,能✌️測量(liang)常規流量儀表(biao)無法測量的腐(fǔ)蝕性流體、多相(xiàng)流體等介質。
1電(dian)磁流量計工作(zuò)原理
　　電磁流量(liàng)計是-種測量導(dǎo)電液體體積流(liú)量的儀表。其工(gōng)作原理是基于(yú)法拉第電磁感(gan)應定律,感應電(diàn)勢與⁉️流速之間(jiān)的關系式爲:.
E=kBDv(1)
式(shi)中:
E爲感應電勢(shì),V;
k爲系數;
B爲交變(biàn)矩形波磁感應(yīng)強度,T;
D爲傳感器(qi)通道(測量管)的(de)内徑,m;
爲流體在(zai)通道内的平均(jun)流速,m/s。
設液體體(ti)積流量爲:

　　由式(shi)(1)可知，感應電勢(shì)與流體的平均(jun1)流速成正比關(guan)系。流㊙️體所☂️感應(yīng)的電勢由兩隻(zhi)與液體接觸的(de)電極檢出,并傳(chuán)送至轉換器，由(yóu)轉換器完成信(xin)号放大,并轉換(huàn)成标準的👣輸出(chū)信号輸送💰至顯(xiǎn)示器和累計單(dān)元。
2電磁流量計(jì)結構與分類
(1)電(dian)磁流量計由流(liu)量傳感器和轉(zhuan)換器兩大部.分(fen)組💋成。傳感器中(zhong)的測量管上下(xià)裝有激磁線圈(quān)，通激磁電流後(hòu)産生磁場穿過(guo)測👉量管,-對電極(jí)裝在測量管内(nei)壁與液體相接(jie)觸，引出感應電(diàn)勢,送🈲到轉換器(qi),轉換成與體積(ji)流量成正比的(de)電壓信号。
(2)市場(chang)上通用型産品(pǐn)和特殊型儀表(biǎo)可以從不同角(jiǎo)度分類:
1)按激磁(cí)電流方式分類(lèi):直流激磁、交流(liu)(工頻或其他💞頻(pin)率)激磁、低頻矩(ju)形波激磁和雙(shuāng)頻矩形波激磁(ci);
2)按輸出信号連(lian)線和激磁(或電(dian)源)連線的制式(shì)分類:四線💔制和(hé)二線制;
3)按轉換(huan)器與傳感器組(zu)裝方式分類:分(fèn)離型和一體型(xíng);
4)按流量傳感器(qi)與管道連接方(fang)法分類:法蘭連(lian)接、法蘭夾裝連(lián)接💃、衛生型連接(jie)和螺紋連接;
5)按(àn)流量傳感器電(diàn)極是否與被測(cè)液體接觸分類(lei):接觸型和⛷️非🌍接(jie)觸型;按流量傳(chuán)感器結構分類(lei):短管型和插❓入(rù)型;
6)按用途分類(lei):通用型、防爆型(xing)、衛生型、防侵水(shui)型、潛水型和插(cha)✔️入✌️型等。
3電磁流(liú)量計的特點
3.1電(dian)磁流量計的優(you)點
(1)電磁流量計(ji)的變送器結構(gòu)簡單,沒有可動(dòng)部件,測量🔅通道(dào)是👉一段無阻流(liu)檢測件的光滑(huá)直管。所以當流(liu)體通過時不會(hui)引起任🔆何附加(jiā)的壓力損失,同(tong)時它不會✍️引起(qi)諸⭕如磨損,堵塞(sāi)等問題。特别适(shi)用于測量帶有(yǒu)固體顆粒的礦(kuàng)漿、污水☂️等液固(gu)兩相流體及各(gè)種粘性較大的(de)漿液等。
(2)易于選(xuan)擇與流體接觸(chu)件的材料品種(zhǒng),可應用于腐蝕(shí)性流體。由于它(ta)結構上無運動(dòng)部件,故可通過(guò)附上耐腐蝕絕(jué)緣襯裏和選擇(ze)耐腐材料制成(cheng)電極,起到很好(hao)的耐腐蝕性能(neng)，使之可用于各(ge)種腐蝕性介質(zhì)的測量。
(3)電磁流(liú)量計不産生因(yīn)檢測流量所形(xing)成的壓力損失(shī)，儀表的🈲阻🙇🏻力僅(jǐn)是同一長度管(guan)道的沿程阻力(li)，節能效果顯著(zhe),對于要求低阻(zǔ)力損失的大管(guan)徑供水管道最(zuì)爲适合。
(4)電磁流(liu)量計是一種體(tǐ)積流量測量儀(yí)表，在測量過程(cheng)中,它不受被測(cè)介質的溫度、粘(zhān)度、密度以及電(dian)導♻️率(隻要在某(mǒu)阈值以上的🔞一(yī)定範圍内)的影(yǐng)響。因.此，電磁流(liú)👈量計隻⛹🏻‍♀️需經水(shuǐ)标定以後，就可(kě)用來測量其它(ta)導電性液體的(de)流量,而不需要(yào)附加溫度壓力(lì)補償等其它修(xiū)正。
(5)與其他大部(bù)分流量儀表相(xiàng)比，前置直管段(duan)要求較✍️低;
(6)電磁(ci)流量計測量範(fan)圍度大，通常爲(wèi)20:1~50:1,可選流量範圍(wéi)寬🏃;滿度🥰值液體(ti)流速可在0.5~10m/s内選(xuǎn)定。有些型号儀(yí)表可在現場根(gen)據需要擴大和(hé)縮小流量(例如(ru)設有4位數電位(wèi)器設定儀表常(chang)數)不必取下作(zuò)離線實流标定(ding)。
(7)電磁流量計的(de)量程範圍極寬(kuan),同一台電磁流(liú)量計的量程比(bi)可🍓達1:100。此外，電磁(cí)流量計隻與被(bei)測介質的平均(jun)✍️流速成正比，而(ér)與軸對稱分布(bu)下的流動狀态(tai)(層流或紊流)無(wu)關。
(8)電磁流量計(ji)的口徑範圍比(bǐ)其他品種流量(liàng)儀表寬,從幾mm到(dào)3m,可測正反雙向(xiang)流量和脈動流(liu)量。隻要脈動📧頻(pín)率低于激磁頻(pín)率很多,儀表輸(shu)出本質上是線(xian)性的。
(9)電磁流量(liàng)計無機械慣性(xing),反應靈敏,可測(cè)量瞬時脈動流(liú)❤️量🌍，而且線性好(hao)。因此,可将測置(zhì)信号直接用轉(zhuan)換器線性地轉(zhuan)換成标準信号(hao)輸出,可就地指(zhǐ)示，也可遠距💰離(lí)傳送。
3.2電磁流量(liang)計不足之處.
主(zhǔ)要包括如下幾(jǐ)點:
(1)電磁流量計(jì)不能用于測量(liàng)氣體、蒸氣以及(ji)含有大量氣體(ti)較多😘和較大氣(qi)泡的液體。
(2)電磁(cí)流量計目前還(hai)不能用來測量(liang)電導率很低的(de)液體介質，被測(ce)液體介質的電(dian)導率不能低于(yú)5μs/cm,相當于蒸餾水(shui)的電導率,對石(shi)油制品或者有(you)機溶劑等還無(wu)能爲力。
(3)由于測(cè)量管絕緣襯裏(li)材料受溫度的(de)限制，目前工業(yè)🈲電磁流量計還(hái)不能測量高溫(wēn)高壓流體。有些(xie)型号儀表用📐于(yu)過低于室溫的(de)液體，因測量管(guǎn)外凝露(或霜)而(ér)破壞絕🈲緣。
(4)電磁(cí)流量計受流速(sù)分布影響,在軸(zhou)對稱分布的條(tiáo)件下，流量信🏃‍♂️号(hào)與平均流速成(chéng)正比。所以，電磁(ci)流量計前後也(yě)必須👌有一-定長(zhang)📞度的前後直管(guǎn)段。
(5)電磁流量計(jì)易受外界電磁(cí)幹擾的影響。
4電(dian)磁流量計選型(xíng)中注意事項
(1)根(gēn)據測量介質的(de)特性、工況條件(jian)。選擇合适.的襯(chèn)裏材質，應🧑🏾‍🤝‍🧑🏼考慮(lü)✂️介質的腐蝕性(xìng)、摩擦性及操作(zuò)工況的溫度壓(ya)力等。
(2)選擇合适(shi)的電極材質，避(bi)免材質與被測(cè)介質.不匹配而(er)發生電📐極表面(mian)化學反應形成(cheng)鈍化膜、形成極(jí)化現象産生電(dian)👈勢或形成觸媒(mei)作用生成酸霧(wù)等。
4電磁流量計(jì)選型中注意事(shi)項
(1)根據測量介(jie)質的特性、工況(kuang)條件。選擇合适(shì)的襯裏材質,應(ying)考慮☎️介質的腐(fǔ)蝕性、摩擦性及(ji)操作工況的溫(wēn)度壓力等。
(2)選擇(zé)合适的電極材(cái)質,避免材質與(yǔ)被測介質不匹(pi)配而發生電極(ji)表面化學反應(ying)形成鈍化膜、形(xíng)成極化現象産(chǎn)生電🐅勢或形成(cheng)觸媒作用生成(cheng)酸霧等。
(3)必須注(zhù)意接地問題，其(qi)中有接地帶、接(jie)地環、接地電極(ji)和襯裏保護器(qi)，都必須要合理(lǐ)接地。爲了使測(cè)量♍準确和電極(jí)不會發生電流(liú)腐蝕，電磁流量(liàng)傳感器必須單(dān)獨接地，并使傳(chuán)感器和流體大(da)約處于相同電(dian)位，分離型電磁(ci)流量計,原則上(shàng)接地應在傳感(gan)器👈側，轉換器接(jie)地應在同一接(jie)地點。
　　通常傳感(gan)器的内裝參比(bi)電極或金屬管(guǎn)能确保所許的(de)電位平衡。因此(cǐ),可通過内裝的(de)參比電極和金(jin)⭐屬管将管💞中流(liu)體接地，将傳感(gǎn)器的接地片與(yu)接地💋線相連。如(rú)果傳感器安裝(zhuāng)于帶陰極腐蝕(shí)保護管道上，除(chú)了傳感器和接(jiē)地環一起接地(di)外,還要用粗銅(tong)🈲線繞過傳感器(qi)跨接在管道的(de)兩法蘭🔱.上,使陰(yin)極保護電流與(yǔ)傳感器之間隔(ge)離。
　　對于金屬非(fei)接地管道,應用(yong)粗銅線連接,保(bǎo)證法蘭至♻️法蘭(lan)和🐇法蘭到傳感(gǎn)器是連通的;對(dui)于非導電的塑(sù)料管或襯裏管(guǎn),如果沒有參比(bi)電極或由于電(diàn)位平衡電流的(de)存在，需将流體(tǐ)通過接地環接(jiē)地。
(4)保證被測介(jiè)質導電率必須(xū)大于電磁流量(liàng)計所要求的最(zuì)小導電率。但實(shi)際情況有時很(hen)不理想，一些低(dī)度蒸餾水和去(qù)離子水随然導(dǎo)電率大于5μS/cm,但出(chu)現輸出晃動，因(yīn)此建議穩定測(ce)量的導電率下(xia)限值要☂️高1~2個數(shu)量級。
(5)流體必須(xū)要充滿管道(非(fei)滿管型例外)，水(shui).平安裝時❌電極(jí)中心軸線應略(luè)低于管道中心(xin)線。若是垂直安(an)裝，最好是流向(xiang)🔞要自下而上;若(ruo)流向必須要從(cóng)上向♋下，一定要(yao)有背壓，保證流(liú)體能💋充滿管。測(ce)兩相流時推薦(jian)垂直安裝，防止(zhi)水平安裝時下(xià)半部🐪局部磨損(sǔn)😘嚴重，低流速時(shí)固相沉澱等缺(quē)點。
(6)電磁流量計(ji)的精度和被測(ce)介質的流速和(hé)測量範圍有直(zhí)接👅的關系。
(7)設計(jì)時，--定要考慮周(zhou)邊是否有大電(dian)機或是大變壓(ya)器等,以免引起(qǐ)電磁幹擾。
(8)應用(yòng)在混合相流體(ti)時，選擇不會引(yin)起相分離的場(chang)所。測㊙️量雙組分(fèn)液體時,避免裝(zhuāng)在混合尚未均(jun)勻的下遊;測量(liàng)化學反應管道(dao)時，要裝在反應(ying)充分完成段的(de)下遊，避免✊導電(dian)率不均勻。
(9)盡可(ke)能避免測量管(guǎn)内變成負壓，以(yi)防氟塑料.襯裏(li)的✊傳感器脫落(luò)。
(10)避免振動過大(dà)的場合,尤其是(shì)一體化電磁.流(liú)量計💔。
(11)有可能結(jie)晶液體，電磁流(liu)量計要慎用。因(yin)爲電磁流量計(ji)的測量管難以(yǐ)實施保溫伴熱(re)，測量管上因降(jiang)溫而結成一層(ceng)固體♌，導緻信号(hào)源内阻變得很(hen)大,儀表示值失(shi)常。
(11)有可能結晶(jīng)液體，電磁流量(liàng)計要慎用。因爲(wei).電磁流㊙️量計的(de)測量管難以實(shí)施保溫伴熱，測(cè)量管.上因降溫(wen)而結成一層固(gu)體🎯，導緻信号源(yuán)内阻變得很大(da),儀表示值失常(chang)。
(12)一般功耗大的(de)情況下最好應(ying)用220VAC交流勵磁的(de)型号，這樣就可(kě)以避免現場不(bu)可見因素的幹(gàn)擾。
(13)盡管電磁流(liu)量計要求的直(zhí)管段長度相對(duì)于其他🏃🏻流量計(jì)🥵來說很短，但是(shi)在設計過程中(zhōng)還應該充分考(kǎo)慮這個問題，不(bú)要在傳感器上(shàng)遊的近處裝有(yǒu)截止閥。
5電磁流(liu)量計在某濃硝(xiao)酸項目中的應(ying)用
　　某化肥廠濃(nóng)硝酸項目的吸(xi)收合成部分爲(wèi)整個裝置的核(hé)心部分，其硝酸(suān)介質的流量檢(jian)測也爲整個項(xiang)目的關鍵部分(fèn),要求測量準确(què)且精度達到0.25%。由(you)于✍️測量介質硝(xiāo)酸㊙️具有強腐蝕(shí)性,綜合地✨考慮(lǜ)測量的安全、準(zhun)确和經濟性,選(xuǎn)用電磁㊙️流量計(jì)來🌈進行流量檢(jian)測，下面對❓應用(yong)過程中幾點關(guān)鍵問題進行闡(chǎn)述♻️。

此項目介質(zhì)爲硝酸，具有強(qiáng)腐蝕性，但溫度(du)最高爲⭐110'℃,所以選(xuan)擇💰襯🌐PTFE。
5.2特殊介質(zhì)的滲透問題
(1)水(shuǐ)的滲透
　　水的滲(shen)透包含了黑液(yè)滲透、酸溶液、堿(jian)溶液滲透。其中(zhōng)黑液的主要組(zǔ)成分NaOH、NaHS、NaCl、木質素纖(xian)維素高溫鹽液(yè)等;酸堿溶液包(bao)含濃硝酸、氫👅氟(fu)酸、氫氧化鈉。
(2)非(fēi)水的滲透
非水(shuǐ)滲透主要爲CIO2。
　　一(yi)般情況，PTFE/PFA是不易(yì)被水沾濕，但是(shì)在含鹽濃度高(gao)時📐，PTFE/PFA便具🏃🏻有親水(shuǐ)性了，含鹽濃度(du)越高、壓力高、溫(wēn)度高時，滲透速(sù)度☀️加倍。滲透模(mó)式以水分子以(yǐ)水蒸氣形式吸(xī)附、水🈲分子在襯(chen)裏内⚽擴散、水⭐分(fen)子從襯裏擴散(sàn)到襯裏與管壁(bi)之間(水不吸附(fù)在⚽襯裏背面，最(zui)終凝結成水滴(di))3種形式，-旦通路(lu)形成，滲透急劇(ju)加速,造成傳感(gǎn)器故障。
　　此項目(mù)爲第--種情況即(jí)水的滲透,爲防(fang)止此現場.發生(sheng)，首先增加🙇‍♀️襯裏(li)厚度延長滲透(tòu)時間，然後選用(yong)淚孔形✌️式，在管(guan)壁上開🚶小孔,提(ti)供釋放通路,這(zhè)樣滲透.的介質(zhi)✂️不會積存在襯(chèn)㊙️裏與管🈲道間，也(ye)就不會産生氣(qì)泡。
5.3電極材質選(xuǎn)擇問題
　　适當的(de)電極選擇和設(shè)計減少結垢，增(zeng)加過程穩定性(xìng)，降低維護成本(běn)。對于不産生結(jie)晶、結疤、不沾污(wū)電極的介質，可(kě)用标準電極🌏;否(fou)則用刮刀式清(qīng)垢電極或有清(qing)洗連接裝置的(de)電極。對于測污(wu)場合,還可以選(xuan)用可換♊式電極(ji)。設計時候要🐇考(kao)慮能否加旁路(lù)管或便于清洗(xǐ)的連接和預置(zhi)入孔，用來清除(chú)電極污✍️垢和測(cè)量管内壁。電極(jí)形狀可以設計(jì)成紐扣式和子(zǐ)彈頭式的，當磨(mó)損成爲主要因(yin)素的時候選用(yong)紐扣式的電極(jí)形式,當🙇‍♀️覆蓋成(cheng)爲主要因素的(de)時候選☀️用子彈(dàn)頭♻️式的電極形(xíng)💚式。常見電極材(cai)質見表2。此項目(mu)中覆蓋并不是(shì)主要因素,所以(yǐ)選用紐扣形式(shi)的電極形式。

6結(jié)束語
　　近幾年無(wú)論在理論分析(xi).上還是在實踐(jian)應用上,電磁流(liú)量計都有了很(hěn)大的改進和發(fa)展，具有很高的(de)可靠性、安全性(xìng)、可用性，加深了(le)解儀表的原理(li)結構及性能，從(cóng)根本上保證儀(yí)表的可靠性,保(bao)障系統能更穩(wen)定安全的運行(háng)。

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