摘要(yao):電磁流(liú)量計
在(zai)工業生(shēng)産中應(ying)用普遍(bian),它的日(rì)常管理(lǐ)和維護(hu)工作🚶♀️成(cheng)爲從業(ye)人員的(de)關注要(yào)點。從組(zu)成結構(gou)、工作原(yuan)理和特(te)點出發(fā)💛,介紹🤩電(diàn)磁流量(liàng)計選型(xíng)使用和(hé)維護方(fāng)法,并對(dui)接地問(wen)題進行(hang)探讨,以(yǐ)供同行(hang)參考。
0引(yin)言
電磁(ci)流量計(jì)是一種(zhǒng)新型的(de)流量測(ce)量儀表(biao),它的出(chū)現得益(yì)于電子(zǐ)技術的(de)發展,采(cǎi)用電磁(ci)感應原(yuan)理,利用(yòng)電動勢(shì)💯測量導(dǎo)電流體(tǐ)的流量(liang)甲。随着(zhe)我國工(gong)業的發(fā)展,電磁(cí)流量計(jì)的應用(yong)領♻️域更(gèng)加廣泛(fàn),常見于(yú)石油、化(huà)工💯、冶金(jin)、礦山、化(huà)工化纖(xian)👈、給排水(shuǐ)等行業(ye)。掌握電(diàn)磁流量(liang)計的使(shi)用方法(fǎ),做好維(wei)護工作(zuo),能提高(gāo)其使用(yong)性能、延(yán)長其使(shǐ)用壽命(mìng)。
1電磁流(liu)量計的(de)組成結(jié)構、工作(zuo)原理和(he)特點
1.1組(zǔ)成結構(gòu)
一個典(diǎn)型的電(diàn)磁流量(liang)計由以(yǐ)下幾部(bu)分組成(chéng)。
(1)磁路系(xi)統,可産(chan)生均勻(yún)的交流(liu)磁場或(huo)直流磁(cí)場。
(2)測量(liàng)導管,引(yǐn)導被測(cè)液體,使(shǐ)用不導(dao)磁、低導(dao)電率和(he)導熱😘率(lü)、有一定(ding)機械強(qiáng)度的材(cái)料制成(chéng)。
(3)電極,引(yǐn)出感應(yīng)電勢信(xin)号,安裝(zhuang)時與管(guan)道垂直(zhí)。
(4)外殼,爲(wei)鐵磁材(cai)質,可對(duì)外部磁(ci)場進行(hang)隔離。
(5)襯(chen)裏,與被(bei)測液體(ti)直接接(jiē)觸,促使(shǐ)測量導(dao)管耐腐(fǔ)蝕,防止(zhǐ)導🤞管管(guǎn)壁短路(lù)。
(6)轉換器(qì),對感應(ying)電勢信(xìn)号進行(hang)放大,然(ran)後轉換(huàn)成統🙇🏻一(yī)的标準(zhun)信号,還(hái)能抑制(zhi)幹擾信(xìn)号。
1.2工作(zuò)原理
電(diàn)磁流量(liàng)計的工(gong)作原理(li)是電磁(cí)感應定(dìng)律,當液(yè)體流經(jing)🤞磁場時(shí)🈲,會感應(ying)出一個(ge)電勢,這(zhe)個電勢(shi)和平均(jun1)流速成(cheng)正🌈比。兩(liang)個電極(ji)檢出的(de)感應電(diàn)壓信号(hào),通過電(diàn)纜傳輸(shū)到轉換(huàn)器上📐,經(jing)數字🚶♀️化(hua)處理🚶♀️,最(zuì)終的流(liú)量數據(jù)呈現在(zài)顯示屏(ping)上。其中(zhong),電🔅極檢(jiǎn)出的感(gan)應電勢(shì)爲:
E=kBVD(1)
式中(zhōng),E爲感應(ying)電勢,V;k爲(wei)儀表的(de)常數;B爲(wei)磁感應(ying)強度,T;V爲(wei)測量管(guǎn)截面内(nèi)的液體(tǐ)平均流(liú)速,m/s;D爲測(cè)量管的(de)内徑,m。
1.3特(tè)點
在實(shi)際應用(yong)中,電磁(ci)流量計(jì)的特點(diǎn)包括以(yi)下幾點(dian)⛷️。
(1)不受液(ye)體的密(mì)度、溫度(dù)、壓力、電(diàn)導率等(děng)參數的(de)影響⛹🏻♀️。
(2)測(ce)量管内(nei)液體流(liu)通順暢(chang),無壓損(sǔn),尤其适(shì)合測量(liang)漿液♊。
(3)耐(nai)腐蝕性(xing)和耐磨(mo)損性較(jiao)好,零點(dian)穩定,測(ce)量精度(dù)高。
(4)使用(yong)高性能(neng)的微處(chù)理器,方(fang)便參數(shù)設定,編(bian)程簡單(dān)可靠。
(5)具(jù)有自我(wo)診斷、自(zi)我檢查(cha)功能,故(gu)障處理(lǐ)更簡單(dān)方便。
2電(diàn)磁流量(liàng)計的選(xuǎn)型使用(yong)和維護(hù)方法
2.1選(xuǎn)型
2.1.1精度(du)等級
按(an)照精度(du)等級的(de)不同,電(diàn)磁流量(liàng)計可分(fèn)爲三大(dà)類:第一(yi)類是低(dī)精度儀(yi)表,精度(du)等級爲(wèi)1.5~2.5,最大允(yǔn)許誤差(cha).爲±1.5%~±2.5%;第二(er)類是精(jing)度儀表(biao),精度等(deng)級爲0.2~0.3,最(zui)大允許(xu)誤差爲(wei)±0.2%~±0.3%;第三類(lèi)是中等(deng)精度㊙️儀(yi)表,精度(dù)等級爲(wei)0.5~1.0,最大允(yǔn)許誤差(cha)爲±0.5%~±1.0%,具體(tǐ)見表1。精(jing)度等級(jí)越高,儀(yi)表的價(jia)格越貴(guì),因此需(xu)根據工(gōng)程實際(ji)需求進(jin)行選擇(ze)
2.1.2量程和(he)口徑
電(dian)磁流量(liàng)計的量(liàng)程較寬(kuān),量程比(bi)達到100:1,選(xuan)擇量程(cheng)時要滿(man)💚足🌈兩個(gè)條件:滿(man)量程要(yào)高于液(yè)體的最(zuì)大流量(liang)值;液體(tǐ)正常流(liu)量值高(gao)于滿量(liàng)程的50%。在(zai)口徑選(xuǎn)擇上,主(zhu)要參考(kao)液體流(liu)速,通🧡常(cháng)在2~4m/s;若液(yè)體中含(hán)有固體(tǐ)顆粒,則(zé)流速應(ying)不大于(yu)3m/s;若液體(tǐ)粘附管(guan)壁,則流(liu)速應不(bú)大于2m/s。
2.1.3襯(chen)裏材料(liào).
選擇襯(chèn)裏材料(liào)時,綜合(hé)考慮液(ye)體的溫(wen)度,以及(ji)對材料(liao)的腐蝕(shi)性🔴和磨(mo)損性,常(chang)用材料(liao)有天然(rán)橡膠、耐(nai)酸橡膠(jiao)、氯丁🧑🏽🤝🧑🏻橡(xiang)膠💜、聚胺(àn)酯橡👈膠(jiāo)和聚四(sì)氟乙烯(xī)。其中,聚(ju)四氟乙(yi)烯可耐(nài)各種酸(suan)類和濃(nóng)堿,耐磨(mó)性能良(liang)好,粘接(jiē)性稍差(chà),适用于(yu)溫度爲(wei)一80~+180℃的液(ye)體。
2.1.4電極(jí)材料.
選(xuǎn)擇電極(jí)材料時(shí),要考慮(lü)耐腐蝕(shí)性,以及(jí)電極表(biao)面☂️是否(fǒu)發生化(hua)學反應(ying)、極化現(xiàn)象等,常(cháng)用材料(liào)有钛、钽(tǎn)、哈氏合(hé)金、含钼(mu)耐酸鋼(gang)、鉑銥合(hé)金等。其(qí)中,钽的(de)耐腐蝕(shi)性優⛷️良(liang),除了氫(qīng)氟酸、濃(nong)硫酸和(he)濃堿外(wài),對其餘(yu)化學介(jie)質的腐(fu)蝕均可(kě)耐受。
2.2安(an)裝
2.2.1管道(dào)式儀表(biao)
管道式(shi)電磁流(liu)量計
,安(ān)裝要點(diǎn)如下。
(1)在(zài)傳感器(qì)的殼體(ti).上,标記(jì)的流向(xiang)箭頭代(dai)表液體(tǐ)的正流(liu)向,是制(zhi)造企業(ye)統一規(guī)定的,安(an)裝時應(yīng)該和現(xiàn)場液✍️體(tǐ)的實際(ji)流向🈲保(bao)持一-緻(zhì),确保儀(yi)表正常(cháng)使用。
(2)根(gēn)據使用(yòng)條件,傳(chuán)感器可(ke)以垂直(zhí)安裝,也(ye)可以水(shui)平安裝(zhuāng)♈。
(3)安裝電(diàn)磁流量(liang)計時,不(bú)能放在(zài)泵的抽(chōu)吸側。
(4)流(liu)量計管(guan)道内,要(yào)一直有(yǒu)液體存(cun)在,不能(néng)空管。
(5)管(guǎn)道安裝(zhuāng)時,如果(guǒ)落差超(chao)過5m,就應(ying)在下遊(you)設置控(kòng)制閥[4]。
從(cóng)管道設(shè)計角度(dù)看,爲了(le)保證電(dian)磁流量(liang)計正常(chang)運行💃,提(tí)出以下(xià)🏃♂️要求。
(1)選(xuǎn)擇安裝(zhuāng)位置時(shí),要保證(zhèng)溫度平(ping)穩,不會(hui)出現大(dà)的溫差(cha);避免陽(yang)光照射(she),周圍環(huan)境溫度(du)最低-25℃、最(zuì)高60℃;如果(guǒ)安裝位(wèi)置❄️有熱(rè)源,就應(yīng)設置隔(ge)熱裝置(zhi)或通風(feng)設備;不(bú)要設置(zhi)在産生(shēng)電磁幹(gan)擾的設(she)備(如💃變(biàn)壓器、電(diàn)機等)附(fu)近;監🥵測(ce)大氣環(huán)⭕境,不能(néng)有腐蝕(shí)性、爆炸(zhà)性氣體(ti)。
(2)以傳感(gǎn)器爲分(fèn)界點,上(shang)遊管道(dao)直管段(duàn)的長度(du)不小于(yú)5倍管🐇徑(jìng)🔞,下遊管(guan)道直管(guan)段的長(zhang)度不小(xiǎo)于2倍管(guan)徑,能保(bao)證測量(liàng)精度。
(3)對(dui)存在振(zhèn)動的管(guǎn)道安裝(zhuang)電磁流(liu)量計後(hou),還應該(gāi)設置底(di)座和支(zhī)撐,必要(yao)時設置(zhi)金屬保(bao)護闆,保(bǎo)證儀表(biao)🏃♂️的穩定(dìng)性。
(4)還要(yào)方便日(rì)常維修(xiū),爲檢修(xiu)作業提(ti)供一定(ding)空間。
2.2.2插(cha)入式儀(yi)表
插人(ren)式電磁(cí)流量計(jì)
,安裝要(yào)點如下(xià)。
(1)傳感器(qi)的位置(zhì)不限,在(zài)管道的(de)任何位(wei)置均可(kě)安裝,但(dan)要求管(guǎn)👅道内時(shi)刻充滿(man)液體。
(2)傳(chuan)感器安(ān)裝時,根(gen)據實際(jì)情況可(ke)水平安(an)裝、垂直(zhi)安裝或(huo)🍓傾⭐斜☔安(an)裝。其中(zhōng),在水平(píng)管道上(shàng)安裝時(shi),安裝角(jiao)度控制(zhì)在-45~+45,此時(shi)電極時(shí)刻處于(yu)液體中(zhong),不會出(chu)現絕緣(yuan)現象。
(3)如(ru)果液體(ti)容易産(chǎn)生沉澱(dian),那麽傳(chuan)感器不(bu)能安裝(zhuang)在管道(dào)底部,防(fang)止沉澱(dian)物覆蓋(gài)電極,影(yǐng)響測量(liàng)結果。
(4)安(ān)裝電磁(ci)流量計(jì)時,不能(neng)放在泵(bèng)的抽吸(xi)側。
(5)管道(dào)安裝時(shi),如果落(luo)差超過(guò)5m,就應在(zai)下遊設(shè)置控制(zhi)閥。
從管(guǎn)道設計(ji)角度看(kàn),爲了保(bǎo)證電磁(cí)流量計(ji)正常運(yun)㊙️行,提出(chū)👄以下要(yào)求。
(1)檢查(chá)管道的(de)封閉性(xing),避免存(cún)在附帶(dai)氣體造(zào)成測量(liang)🚩誤😄差❓。
(2)彎(wan)頭、閥門(mén)、三通接(jie)頭後方(fāng)會産生(sheng)旋流,該(gai)部位不(bu)宜安裝(zhuāng)傳感器(qì)
(3)不能安(an)裝在有(you)振動的(de)管道上(shàng)。
(4)以傳感(gan)器爲分(fèn)界點,前(qian)方直管(guan)段的長(zhang)度不小(xiao)于10倍管(guan)徑,後方(fang)直管段(duàn)的長度(dù)不小于(yu)5倍管徑(jìng),能保證(zheng)測量精(jing)度。
2.3維護(hu)
對電磁(ci)流量計(ji)進行維(wéi)護時,應(ying)該從各(ge)個組成(cheng)結構出(chu)發。其中(zhong)電極的(de)維護要(yao)點如下(xia)。
(1)儀表使(shi)用前,使(shi)用标準(zhǔn)pH值溶液(ye)進行标(biao)定,完成(cheng)後使用(yòng)❌蒸餾水(shuǐ)清洗電(diàn)極,再使(shǐ)用待測(cè)液清洗(xǐ)。
(2)長時間(jiān)不使用(yòng)儀表,要(yào)把電極(jí)取下來(lái),其中的(de)觸感器(qì)元👅件🧑🏽🤝🧑🏻非(fēi)常✨敏感(gan),不能和(he)硬物碰(pèng)撞,否則(zé)就會影(ying)響電極(ji)🔞的功能(neng)。
(3)儀表每(mei)次使用(yòng)後,及時(shí)套上電(dian)極套,放(fang)人少量(liang)飽和溶(rong)液🔞,促使(shǐ)🐪電極的(de)球泡處(chu)于濕潤(run)狀态。
(4)電(dian)極時刻(ke)保持幹(gan)淨,避免(miǎn)兩端出(chū)現短路(lu)問題,否(fǒu)則會降(jiàng)低測📐量(liàng)精度,縮(suo)短電磁(ci)流量計(ji)的使用(yong)壽命。
3電(dian)磁流量(liang)計的接(jie)地問題(ti)
從電磁(ci)流量計(ji)的工作(zuò)原理來(lai)看,傳感(gǎn)器接地(dì)點要和(hé)被測液(ye)體電氣(qi)連接,這(zhè)是基本(ben)條件,否(fǒu)則電磁(ci)流量計(jì)無法正(zhèng)常運行(hang)。在轉換(huan)器内,要(yao)想形成(cheng)對稱的(de)輸人回(hui)路,要求(qiú)輸人端(duan)🔞中點和(hé)⛹🏻♀️液體均(jun1)❓處于零(líng)電位,并(bing)且兩者(zhě)導通°。而(ér)在實際(jì)應用中(zhōng),由于工(gōng)況場合(he)不同,要(yao)采用不(bu)同的接(jie)地方式(shi)。
3.1金屬管(guǎn)道
當電(diàn)磁流量(liang)計安裝(zhuang)在金屬(shu)管道上(shang)時,如果(guo)金屬管(guǎn)道本身(shēn)已經接(jie)地,管道(dao)、流量計(jì)的金屬(shu)墊片、螺(luo)栓等形(xing)成一個(gè)整體,此(cǐ)時電位(wèi)爲零,那(na)麽電磁(ci)流量計(jì)就不用(yòng)再單獨(dú)接地。對(dui)于這種(zhǒng)情況,注(zhù)意事項(xiang)有兩個(ge)。一是流(liu)量計本(ben)身的襯(chen)裏,--般不(bu)采用不(bu)鏽鋼+非(fēi)金屬🌏或(huò)碳鋼+非(fēi)金屬材(cai)質,可避(bì)免導磁(cí)。二是襯(chen)裏采用(yòng)碳鋼+非(fēi)金屬材(cai)質😄,如果(guǒ)沒有非(fēi)金屬法(fa)蘭翻邊(bian),有金屬(shǔ)墊片,就(jiù)不需單(dan)獨接地(dì);如果有(you)非金屬(shu)法蘭翻(fan)邊,且連(lián)接螺栓(shuan)的電阻(zu)值☔大于(yú)0.03Ω,那麽應(ying)進行單(dān)☎️獨接地(di)。
3.2非金屬(shǔ)管道
電(diàn)磁流量(liàng)計安裝(zhuang)在非金(jin)屬管道(dao)上,例如(ru)塑料管(guan)道、有絕(jué)緣塗層(céng)或襯裏(lǐ)的金屬(shǔ)管道,此(cǐ)時管道(dào)沒有和(hé)⭐大地連(lián)通,就必(bì)須對流(liu)量計進(jin)行接地(di)處理。具(ju)體操作(zuò)時,傳感(gǎn)器兩端(duān)配置接(jiē)地環,促(cu)使被🥰測(ce)液體良(liang)好接地(dì),此時電(diàn)位爲零(líng),流量計(jì)才能正(zhèng)常工作(zuò)。值得注(zhù)意的是(shi),使用接(jie)地環是(shì)首選方(fang)案,但不(bú)是唯一(yi)方案。如(ru)果接地(di)環口⛱️徑(jìng)大或材(cái)質特殊(shū),由于價(jia)格高🧑🏾🤝🧑🏼,可(ke)采用三(san)電極的(de)方式進(jin)行接地(dì)。
3.3帶陰極(ji)保護管(guǎn)道
金屬(shǔ)管線埋(mái)地敷設(shè),而且較(jiao)長,爲避(bì)免造成(cheng)化學腐(fǔ)蝕🔆,應采(cǎi)取陰極(jí)保護措(cuo)施。金屬(shǔ)管道實(shí)施陰極(jí)保護✍️後(hou),對地表(biao)現爲負(fu)電位,此(cǐ)時管道(dao)上安裝(zhuāng)電磁流(liu)量計,應(yīng)把流量(liàng)計作爲(wei)一個獨(dú)立個體(ti),然後進(jin)行接地(dì)處理。如(ru)果流量(liang)計和金(jīn)屬管道(dao)連接,那(nà)麽陰極(ji)保護電(dian)流直接(jiē)經過儀(yi)表進人(ren)大地,陰(yīn)極保護(hù)的作用(yong)就失去(qù)了。另外(wai),設置導(dǎo)線跨接(jie)金屬管(guan)道法蘭(lán),能保證(zheng)陰極保(bǎo)護的整(zhěng)體🏃🏻性。值(zhi)得注意(yì)的是,接(jie)地環、螺(luo)栓、墊片(pian)和陰極(ji)保護管(guǎn)道間均(jun)要采取(qǔ)絕緣措(cuò)施。
4結語(yu)
綜上所(suǒ)述,電磁(cí)流量計(ji)在工業(ye)生産領(ling)域應用(yòng)廣泛,是(shi)一種新(xīn)✊型的流(liu)量測量(liang)儀表。本(běn)文從精(jīng)度等級(jí)、量程和(hé)口徑、襯(chèn)裏材料(liào)、電極材(cái)料四方(fāng)面介紹(shao)了流量(liàng)計的選(xuǎn)型;以管(guǎn)道式、插(cha)人式儀(yi)表爲例(lì)🧑🏾🤝🧑🏼指出安(an)裝要求(qiu),并總結(jie)了電極(jí)維護方(fāng)法。此外(wai),針對不(bú)🐕同類型(xíng)的😍管道(dào),采取合(he)理的接(jie)地方式(shì),才能确(què)保電磁(ci)流量計(ji)正常運(yùn)行,提高(gāo)測量精(jīng)度。
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