摘要:電磁(cí)流量計 的(de)工作原理(lǐ)、結構及相(xiàng)關特性,電(diàn)磁流量計(jì)在濃硝酸(suān)項目中✌️的(de)應用及選(xuǎn)型時注意(yì)事項。
　　随着(zhe)石油化工(gōng)裝置中工(gong)藝與設備(bei)越來越複(fu)雜，對流體(ti)檢測的可(ke)靠性要求(qiú)也越來越(yuè)高。特别對(duì)腐蝕性流(liu)體、髒污流(liu)♻️體、高粘性(xìng)流體、多相(xiang)流體、特大(da)流量、微小(xiǎo)流量等測(ce)量成爲重(zhòng)點關注問(wen)題。電磁流(liú)量計是自(zi)差壓、浮子(zǐ)及容積式(shì)之後用量(liàng)最大🍓的儀(yí)表,能測量(liang)常規流量(liang)儀表無法(fǎ)測量的腐(fu)蝕性流體(ti)、多相流體(tǐ)等介質。
1電(dian)磁流量計(ji)工作原理(lǐ)
　　電磁流量(liang)計是-種測(cè)量導電液(ye)體體積流(liu)量的儀表(biǎo)。其工👨‍❤️‍👨作原(yuán)❤️理是基于(yu)法拉第電(diàn)磁感應定(ding)律,感應電(diàn)勢與流速(sù)🥰之間的關(guan)系式爲:.
E=kBDv(1)
式(shì)中:
E爲感應(yīng)電勢,V;
k爲系(xi)數;
B爲交變(biàn)矩形波磁(ci)感應強度(dù),T;
D爲傳感器(qi)通道(測量(liang)管)的内徑(jìng),m;
爲流體在(zài)通道内的(de)平均流速(su),m/s。
設液體體(ti)積流量爲(wei):

　　由式(1)可知(zhī)，感應電勢(shi)與流體的(de)平均流速(su)成正比關(guan)系。流體所(suo)感應的電(dian)勢由兩隻(zhi)與液體接(jiē)觸的電極(ji)檢出🈲,并傳(chuán)送至轉換(huàn)器，由轉換(huàn)器完成信(xìn)号放大,并(bing)轉換成标(biao)準的輸出(chu)信🥵号輸送(song)至顯示器(qì)和累計單(dan)元。
2電磁流(liú)量計結構(gou)與分類
(1)電(diàn)磁流量計(jì)由流量傳(chuan)感器和轉(zhuǎn)換器兩大(da)部.分組🈲成(chéng)。傳感器中(zhōng)的測量管(guǎn)上下裝有(you)激磁線圈(quān)，通激磁電(dian)流後産生(sheng)磁場穿過(guo)測量管,-對(duì)電極裝在(zài)測量管内(nèi)壁與🔞液體(ti)相接觸，引(yǐn)出感應電(dian)勢,送到轉(zhuan)換器,轉換(huàn)成與體積(jī)流量成正(zheng)比的電壓(ya)信号。
(2)市場(chǎng)上通用型(xing)産品和特(te)殊型儀表(biǎo)可以從不(bú)同角😄度🌈分(fèn)類:
1)按激磁(ci)電流方式(shi)分類:直流(liú)激磁、交流(liú)(工頻或其(qi)他🐅頻率👈)激(ji)磁、低頻矩(jǔ)形波激磁(cí)和雙頻矩(ju)形波激磁(cí);
2)按輸出信(xin)号連線和(hé)激磁(或電(dian)源)連線的(de)制式分類(lèi):四線制和(hé)二線制;
3)按(àn)轉換器與(yu)傳感器組(zǔ)裝方式分(fèn)類:分離型(xíng)和一體🔞型(xing);
4)按流量傳(chuán)感器與管(guan)道連接方(fāng)法分類:法(fǎ)蘭連接、法(fa)蘭♋夾裝✨連(lián)接💔、衛生型(xing)連接和螺(luo)紋連接;
5)按(àn)流量傳感(gǎn)器電極是(shì)否與被測(ce)液體接觸(chù)分類:接觸(chù)型和非接(jie)🧡觸型;按流(liú)量傳感器(qi)結構分類(lèi):短管型和(hé)插入型;
6)按(an)用途分類(lèi):通用型、防(fáng)爆型、衛生(sheng)型、防侵水(shui)型、潛水型(xíng)和插入㊙️型(xíng)🔞等。
3電磁流(liu)量計的特(te)點
3.1電磁流(liu)量計的優(you)點
(1)電磁流(liu)量計的變(bian)送器結構(gòu)簡單,沒有(you)可動部件(jiàn),測㊙️量通道(dao)是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑(hua)直管。所以(yǐ)當流體通(tōng)過時不會(hui)引🙇🏻起任何(he)附加的壓(yā)力損失,同(tong)時它不會(hui)引起諸如(ru)磨損,堵塞(sāi)等問題。特(te)别适用于(yu)測量帶有(yǒu)固體顆粒(lì)的礦漿、污(wū)水等液固(gu)兩❌相流體(tǐ)及各種粘(zhān)性較大的(de)漿液等。
(2)易(yi)于選擇與(yǔ)流體接觸(chu)件的材料(liao)品種,可應(ying)用于腐蝕(shi)性流體。由(you)㊙️于它結構(gou)上無運動(dòng)部件,故可(kě)通過附上(shàng)耐❌腐蝕絕(jué)緣襯裏和(hé)選擇耐腐(fǔ)材料制成(chéng)電極,起到(dào)很好的耐(nai)腐蝕性能(neng)，使之可用(yòng)于各種腐(fǔ)蝕性介質(zhi)的測量。
(3)電(dian)磁流量計(ji)不産生因(yin)檢測流量(liang)所形成的(de)壓力損失(shī)，儀表的阻(zu)力僅是同(tong)一長度管(guǎn)道的沿程(cheng)阻力，節能(néng)效果顯☔著(zhe),對🔅于要求(qiu)低阻力損(sǔn)失的大管(guan)徑供水❄️管(guan)道最爲适(shì)合。
(4)電磁流(liú)量計是一(yi)種體積流(liu)量測量儀(yí)表，在測量(liàng)過程中,它(tā)不✏️受被測(ce)介質的溫(wēn)度、粘度、密(mi)度以及電(diàn)導♈率(隻要(yao)在某阈值(zhí)以上的一(yi)定範圍内(nei))的影響。因(yin).此✏️，電磁流(liu)量計隻需(xu)經水标定(ding)以後，就可(kě)✨用來測量(liang)其它導電(dian)性液體的(de)流量,而不(bu)需要附加(jiā)溫度壓力(li)補償等其(qi)它修正。
(5)與(yǔ)其他大部(bu)分流量儀(yí)表相比，前(qian)置直管段(duan)要求較低(di)㊙️;
(6)電磁流量(liang)計測量範(fàn)圍度大，通(tōng)常爲20:1~50:1,可選(xuan)流量範圍(wéi)寬☂️;滿度值(zhí)液體流速(su)可在0.5~10m/s内選(xuǎn)定。有些型(xíng)号儀表可(ke)💚在現場根(gen)⭐據需要擴(kuò)大和縮小(xiǎo)流量(例如(rú)設有4位數(shù)💔電位器設(shè)定儀表常(cháng)數)不必取(qu)下作離線(xiàn)實流标定(ding)✊。
(7)電磁流量(liàng)計的量程(chéng)範圍極寬(kuan),同一台電(diàn)磁流量計(jì)的量程比(bǐ)可達1:100。此外(wai)，電磁流量(liang)計隻與被(bèi)測介質的(de)平均流速(su)成正比，而(ér)與軸對稱(chēng)分布下的(de)流動狀态(tai)💞(層流或紊(wen)流)無關。
(8)電(dian)磁流量計(jì)的口徑範(fan)圍比其他(tā)品種流量(liàng)儀表寬,從(cong)幾mm到3m,可測(cè)正反雙向(xiàng)流量和脈(mo)動流量。隻(zhī)要脈動頻(pin)率⭐低于激(jī)磁頻率💯很(hěn)多,儀表輸(shū)出本質上(shang)是線性的(de)。
(9)電磁流量(liàng)計無機械(xiè)慣性,反應(yīng)靈敏,可測(ce)量瞬時脈(mo)動流量，而(er)且線性好(hao)。因此,可将(jiāng)測置信号(hào)直接用轉(zhuan)換器線性(xìng)地轉換成(chéng)标準信号(hao)輸出,可就(jiu)地指示，也(ye)可遠距離(li)傳送。
3.2電磁(ci)流量計不(bú)足之處.
主(zhu)要包括如(rú)下幾點:
(1)電(dian)磁流量計(ji)不能用于(yu)測量氣體(tǐ)、蒸氣以及(ji)含有大量(liàng)氣體✉️較多(duō)和較大氣(qi)泡的液體(ti)。
(2)電磁流量(liàng)計目前還(hai)不能用來(lai)測量電導(dǎo)率很低的(de)液體介🌈質(zhi)，被測液體(ti)介質的電(diàn)導率不能(neng)低于5μs/cm,相當(dang)于蒸餾水(shui)的電導率(lü)💛,對石油制(zhi)品或者有(yǒu)機溶劑等(děng)還無能爲(wei)力。
(3)由于測(cè)量管絕緣(yuan)襯裏材料(liào)受溫度的(de)限制，目前(qian)工業電磁(ci)流量計還(hái)不能測量(liang)高溫高壓(ya)流體。有些(xie)型号儀表(biǎo)用于過低(di)于室溫的(de)液體，因測(ce)量管外凝(ning)露(或霜)而(ér)破壞絕🧑🏾‍🤝‍🧑🏼緣(yuán)。
(4)電磁流量(liàng)計受流速(su)分布影響(xiang),在軸對稱(chēng)分布的條(tiáo)件下，流🏃🏻‍♂️量(liàng)♻️信号與平(píng)均流速成(cheng)正比。所以(yǐ)，電磁流量(liang)計前後也(yě)必須有一(yi)-定長度的(de)前後直管(guǎn)段。
(5)電磁流(liu)量計易受(shòu)外界電磁(cí)幹擾的影(ying)響。
4電磁流(liu)量計選型(xing)中注意事(shì)項
(1)根據測(cè)量介質的(de)特性、工況(kuàng)條件。選擇(ze)合适.的襯(chèn)裏材質，應(ying)考⚽慮介質(zhi)的腐蝕性(xìng)、摩擦性及(jí)操作工況(kuàng)的溫度壓(yā)力等。
(2)選擇(ze)合适的電(diàn)極材質，避(bi)免材質與(yu)被測介質(zhì).不匹配而(ér)發✏️生電極(ji)表面化學(xue)反應形成(chéng)鈍化膜、形(xing)成極🏃化現(xian)象産生電(diàn)勢或形成(chéng)觸媒作用(yong)生成酸霧(wu)等。
4電磁流(liú)量計選型(xíng)中注意事(shì)項
(1)根據測(cè)量介質的(de)特性、工況(kuang)條件。選擇(ze)合适的襯(chèn)裏材🥵質🌍,應(yīng)考慮介質(zhì)的腐蝕性(xing)、摩擦性及(ji)操作工況(kuàng)的溫度壓(yā)力等。
(2)選擇(zé)合适的電(dian)極材質,避(bì)免材質與(yǔ)被測介質(zhi)不匹🏃‍♂️配而(er)發生電🆚極(ji)表面化學(xue)反應形成(cheng)鈍化膜、形(xing)成極❗化現(xiàn)象産生電(diàn)勢或形成(cheng)觸媒作用(yòng)生成酸霧(wù)等。
(3)必須注(zhu)意接地問(wen)題，其中有(yǒu)接地帶、接(jiē)地環、接地(di)電極和襯(chèn)裏保護器(qi)，都必須要(yào)合理接地(dì)。爲了使測(ce)量☀️準确和(he)電極不㊙️會(hui)發生電🛀🏻流(liú)腐蝕，電磁(ci)流量傳感(gǎn)器必須單(dan)獨接地，并(bìng)使傳感器(qi)和🈲流體大(da)約處于相(xiàng)同電位，分(fèn)離型電磁(ci)流量計,原(yuán)則🥰上接地(dì)應🌈在傳感(gan)器側，轉換(huàn)器接地應(ying)在同一接(jiē)地點。
　　通常(chang)傳感器的(de)内裝參比(bǐ)電極或金(jīn)屬管能确(que)保所許的(de)電位平衡(héng)。因此,可通(tong)過内裝的(de)參比電極(jí)和金💯屬管(guǎn)将管中流(liú)🛀🏻體接地，将(jiāng)傳感器的(de)接地片與(yu)接地線相(xiàng)連。如果傳(chuan)感器安✂️裝(zhuāng)于帶陰極(ji)腐蝕保護(hu)管道上，除(chu)了傳感器(qi)和接地環(huan)一起接地(di)外,還要用(yong)粗銅線繞(rao)過傳感器(qì)跨接在管(guǎn)道的兩法(fa)蘭✍️.上,使陰(yin)極保護電(diàn)流與傳感(gan)器之間隔(gé)離。
　　對于金(jīn)屬非接地(di)管道,應用(yong)粗銅線連(lián)接,保證法(fǎ)蘭至法蘭(lán)和法蘭到(dao)傳感器是(shi)連通的;對(dui)于非導電(diàn)的塑料🤩管(guǎn)或襯裏管(guan),如果沒❗有(yǒu)參比電極(jí)或由于電(dian)位平衡電(dian)流的存在(zai)，需将流體(tǐ)通過接地(di)😍環接地。
(4)保(bao)證被測介(jiè)質導電率(lü)必須大于(yu)電磁流量(liàng)計所要求(qiú)的最小導(dǎo)電率。但實(shi)際情況有(yǒu)時很不理(lǐ)想，一些低(dī)度蒸餾水(shui)和去離子(zi)水💛随然導(dǎo)電率大于(yu)5μS/cm,但出現輸(shu)出晃動，因(yīn)此建議穩(wěn)定測量的(de)導電率下(xià)限值要高(gāo)1~2個數量級(ji)。
(5)流體必須(xū)要充滿管(guan)道(非滿管(guan)型例外)，水(shui).平安裝時(shí)電極中心(xīn)⛱️軸線應略(lue)低于管道(dao)中心線。若(ruo)是垂直安(an)裝，最🔞好是(shi)流向要自(zì)下而💃上;若(ruo)流向必須(xu)要從上向(xiàng)下，一定要(yào)有背🈲壓，保(bao)證😍流體能(neng)充滿管。測(ce)兩相流時(shí)♌推薦垂直(zhí)安裝，防止(zhǐ)水平安裝(zhuāng)時下半部(bù)局部磨損(sǔn)🛀🏻嚴重，低流(liú)速時固相(xiang)沉澱等缺(que)點。
(6)電磁流(liu)量計的精(jīng)度和被測(cè)介質的流(liú)速和測量(liàng)範圍🐇有直(zhi)🈲接的💰關系(xi)。
(7)設計時，--定(ding)要考慮周(zhou)邊是否有(yǒu)大電機或(huò)是大變壓(yā)器等,以免(miǎn)引起電磁(ci)幹擾。
(8)應用(yòng)在混合相(xiàng)流體時，選(xuǎn)擇不會引(yin)起相分離(lí)的場所🌐。測(cè)量雙組分(fen)液體時,避(bì)免裝在混(hun)合尚未均(jun)勻的下遊(yóu);測量化學(xue)反應管道(dao)時，要裝在(zai)反應充分(fen)完成段的(de)下💛遊，避免(miǎn)導電率不(bú)均勻💁。
(9)盡可(ke)能避免測(ce)量管内變(biàn)成負壓，以(yi)防氟塑料(liào).襯裏的傳(chuan)感器脫落(luo)。
(10)避免振動(dòng)過大的場(chǎng)合,尤其是(shì)一體化電(diàn)磁.流量計(ji)。
(11)有可能結(jié)晶液體，電(diàn)磁流量計(jì)要慎用。因(yīn)爲電磁流(liú)👈量計的測(cè)量管難以(yǐ)實施保溫(wen)伴熱，測量(liang)管上因降(jiang)溫而🏃🏻結成(chéng)一層固體(tǐ)，導緻信号(hào)源内阻變(bian)得很大,儀(yí)表示值失(shī)常。
(11)有可能(neng)結晶液體(tǐ)，電磁流量(liàng)計要慎用(yong)。因爲.電磁(ci)流✊量計的(de)測量🔴管難(nan)以實施保(bǎo)溫伴熱，測(cè)量管.上因(yīn)降溫而結(jie)成一層固(gù)體，導緻信(xin)号源内阻(zǔ)變得很大(dà),儀表示值(zhí)失常。
(12)一般(bān)功耗大的(de)情況下最(zui)好應用220VAC交(jiao)流勵磁的(de)型号，這樣(yang)✌️就可以避(bì)免現場不(bu)可見因素(su)的幹擾。
(13)盡(jìn)管電磁流(liú)量計要求(qiú)的直管段(duan)長度相對(dui)于其他流(liú)量計來說(shuō)很短，但是(shì)在設計過(guo)程中還應(yīng)該充分考(kao)慮這個問(wèn)題，不要在(zai)傳㊙️感器上(shang)遊的近處(chu)裝有截止(zhǐ)閥。
5電磁流(liú)量計在某(mou)濃硝酸項(xiàng)目中的應(yīng)用
　　某化肥(fei)廠濃硝酸(suan)項目的吸(xi)收合成部(bù)分爲整個(ge)裝💃🏻置的核(he)心部分，其(qí)硝酸介質(zhì)的流量檢(jian)測也爲整(zhěng)個項目的(de)關鍵部☁️分(fèn),要求測量(liàng)準确且精(jing)度達到0.25%。由(you)于測量介(jie)質硝酸具(jù)有強腐蝕(shi)性🌈,綜合地(dì)考慮測量(liàng)的安全、準(zhǔn)确和經濟(jì)性✨,選用電(dian)磁🔴流量計(ji)來🥵進行流(liú)量檢測，下(xià)面對應用(yong)過程中幾(ji)點關鍵問(wen)題進行闡(chǎn)述🏒。

此項目(mù)介質爲硝(xiāo)酸，具有強(qiáng)腐蝕性，但(dàn)溫度最高(gao)爲110'℃,所以選(xuǎn)擇♻️襯🐪PTFE。
5.2特殊(shu)介質的滲(shen)透問題
(1)水(shui)的滲透
　　水(shuǐ)的滲透包(bāo)含了黑液(yè)滲透、酸溶(róng)液、堿溶液(yè)滲透。其✏️中(zhong)黑液✔️的主(zhu)要組成分(fen)NaOH、NaHS、NaCl、木質素纖(xian)維素高溫(wēn)鹽液等;酸(suan)堿✏️溶液包(bao)含濃硝酸(suan)、氫氟酸、氫(qing)氧化鈉。
(2)非(fei)水的滲透(tou)
非水滲透(tòu)主要爲CIO2。
　　一(yī)般情況，PTFE/PFA是(shì)不易被水(shui)沾濕，但是(shì)在含鹽濃(nong)度高時，PTFE/PFA便(bian)具有親水(shui)性了，含鹽(yan)濃度越高(gao)、壓力高、溫(wēn)度高時，滲(shen)透速度加(jiā)倍。滲透模(mó)式以水分(fen)子以水蒸(zhēng)氣形式🎯吸(xi)附、水分子(zǐ)在襯裏内(nei)擴散、水分(fèn)子從襯裏(lǐ)擴散到襯(chen)裏與管壁(bì)之間(水不(bú)吸附在㊙️襯(chèn)裏背面，最(zuì)終凝結成(cheng)水滴)3種形(xing)式，-旦通路(lu)形❗成，滲透(tou)急劇加速(sù),造成傳感(gǎn)器故障。
　　此(cǐ)項目爲第(dì)--種情況即(jí)水的滲透(tou),爲防止此(ci)現場.發🌈生(sheng)，首先增💔加(jia)襯裏厚度(dù)延長滲透(tou)時間，然後(hou)選用淚孔(kong)形⁉️式，在管(guǎn)壁上開㊙️小(xiǎo)孔,提供釋(shì)放通路,這(zhè)樣滲透.的(de)介質不會(huì)積存在襯(chen)裏與管道(dao)間，也就不(bú)會産生氣(qì)泡。
5.3電極材(cai)質選擇問(wèn)題
　　适當的(de)電極選擇(zé)和設計減(jian)少結垢，增(zēng)加過程穩(wen)定性，降低(di)維🏃‍♀️護成本(ben)。對于不産(chan)生結晶、結(jié)疤、不沾污(wu)電極的介(jie)質，可用标(biāo)準電極;否(fǒu)則用刮刀(dāo)式清垢電(dian)極或有清(qīng)洗連接裝(zhuāng)置的電極(jí)。對于測污(wu)場合,還可(ke)以選用可(kě)換式電極(jí)。設🍓計時候(hòu)要♋考慮能(néng)否加旁路(lu)管或便于(yu)清洗的連(lián)接和預置(zhì)入孔，用來(lai)清除電極(ji)污垢和測(cè)量管内壁(bì)。電極形狀(zhuàng)可以設計(jì)成紐扣式(shi)和子彈頭(tóu)式的，當磨(mo)損成爲❌主(zhǔ)要因素的(de)時候選用(yong)紐扣式的(de)電極形式(shì),當覆蓋成(chéng)爲主要因(yīn)✔️素的時候(hou)選用子彈(dan)頭式的電(diàn)極形式。常(cháng)見❌電極材(cai)質見表2。此(ci)項目中覆(fu)蓋并不是(shì)主要因素(su),所以選用(yong)紐扣形式(shì)的🥰電極形(xíng)式。

6結束語(yǔ)
　　近幾年無(wú)論在理論(lùn)分析.上還(hai)是在實踐(jiàn)應用上,電(dian)磁流量計(jì)都有了很(hen)大的改進(jin)和發展，具(ju)有很高的(de)可靠性、安(ān)全性、可用(yòng)性，加深了(le)解儀表的(de)原理結構(gòu)及性能，從(cóng)根本上保(bao)證儀表的(de)可靠性,保(bao)障系統能(neng)🈲更穩定安(an)全的運行(hang)。

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