摘要:電磁(ci)流量計 在工(gōng)業生産中應(ying)用普遍,它的(de)日常管理和(hé)維護工作成(chéng)爲從業人員(yuan)的關注要點(diǎn)。從組成結構(gòu)、工作原理和(he)特點出發,介(jie)紹電磁流量(liang)計選型使用(yong)和維護方法(fǎ),并對接地問(wèn)題進行探讨(tao),以供同行參(cān)考。
0引言
　　電磁(cí)流量計是一(yī)種新型的流(liu)量測量儀表(biǎo),它的出現得(de)益于電子技(jì)術的發展,采(cǎi)用電磁感應(ying)原理,利用電(dian)動勢測量導(dao)電流體的流(liu)量甲。随着我(wo)國工業㊙️的發(fa)展,電磁流🔞量(liàng)計的應用領(lǐng)👈域更加廣泛(fan),常見于石油(yóu)、化工、冶金、礦(kuàng)山💁、化工化纖(xiān)、給排水等行(háng)業。掌握電磁(cí)流量計的使(shǐ)用方法🏃‍♂️,做好(hao)維護工作,能(néng)提高其使用(yong)性能、延長✂️其(qi)使用壽命。
1電(diàn)磁流量計的(de)組成結構、工(gōng)作原理和特(tè)點
1.1組成結構(gou)
　　一個典型的(de)電磁流量計(ji)由以下幾部(bù)分組成。
(1)磁路(lù)系統,可産生(shēng)均勻的交流(liu)磁場或直流(liu)磁場。
(2)測量導(dao)管,引導被測(ce)液體,使用不(bu)導磁、低導電(dian)率和導熱率(lü)、有一定機械(xie)強度的材料(liào)制成。
(3)電極,引(yǐn)出感應電勢(shì)信号,安裝時(shí)與管道垂直(zhi)。
(4)外殼,爲鐵磁(cí)材質,可對外(wài)部磁場進行(hang)隔離。
(5)襯裏,與(yǔ)被測液體直(zhi)接接觸,促使(shǐ)測量導管耐(nài)腐蝕,防止導(dao)❌管管壁短路(lù)。
(6)轉換器,對感(gǎn)應電勢信号(hao)進行放大,然(rán)後轉換成統(tǒng)一的标準信(xin)号,還能抑制(zhì)幹擾信号。
1.2工(gōng)作原理
　　電磁(cí)流量計的工(gōng)作原理是電(diàn)磁感應定律(lǜ),當液體💃流經(jing)磁場❄️時,會感(gan)應出一個電(dian)勢,這個電勢(shi)和平均流速(sù)成正比。兩個(ge)電💛極檢出的(de)感應電壓信(xìn)号,通過電纜(lǎn)傳輸到轉換(huan)器上🙇‍♀️,經數字(zì)化處理,最終(zhōng)的流量數據(jù)呈現在顯示(shi)屏上。其中,電(diàn)極檢出的感(gǎn)應電勢☔爲:
E=kBVD(1)
　　式(shi)中,E爲感應電(diàn)勢,V;k爲儀表的(de)常數;B爲磁感(gǎn)應強度,T;V爲測(cè)量管截面内(nèi)的液體平均(jun1)流速,m/s;D爲測量(liang)管的内徑,m。
1.3特(te)點
　　在實際應(ying)用中,電磁流(liú)量計的特點(diǎn)包括以下幾(jǐ)點♊。
(1)不受液體(tǐ)的密度、溫度(du)、壓力、電導率(lü)等參數的影(ying)響。
(2)測量管内(nei)液體流通順(shun)暢,無壓損,尤(you)其适合測量(liàng)漿液。
(3)耐腐蝕(shí)性和耐磨損(sǔn)性較好,零點(dian)穩定,測量精(jīng)度高。
(4)使用高(gao)性能的微處(chu)理器,方便參(can)數設定,編程(chéng)簡單可靠。
(5)具(jù)有自我診斷(duan)、自我檢查功(gōng)能,故障處理(lǐ)更簡單方便(bian)。
2電磁流量計(ji)的選型使用(yong)和維護方法(fa)
2.1選型
2.1.1精度等(deng)級
　　按照精度(dù)等級的不同(tong),電磁流量計(ji)可分爲三大(da)類💚:第一類是(shì)低精度儀表(biǎo),精度等級爲(wei)1.5~2.5,最大允許誤(wù)差.爲±1.5%~±2.5%;第二類(lèi)是精🌈度儀表(biao),精度等級爲(wèi)0.2~0.3,最大允許誤(wu)差💰爲±0.2%~±0.3%;第三類(lèi)是中等精度(dù)儀表,精度等(deng)級爲0.5~1.0,最大允(yǔn)許🔞誤差爲±0.5%~±1.0%,具(jù)體見表1。精度(du)等級越高,儀(yi)表的價格越(yue)貴🔞,因此需根(gēn)據工程實際(ji)需求進行選(xuǎn)擇
 
2.1.2量程和口(kǒu)徑
　　電磁流量(liang)計的量程較(jiao)寬,量程比達(dá)到100:1,選擇量程(chéng)時要滿足兩(liang)個條件:滿量(liàng)程要高于液(yè)體的最大流(liu)量值;液體正(zheng)常流量值高(gao)于滿量程的(de)50%。在口徑選擇(zé)上🔞,主要參考(kǎo)液體流速,通(tong)常在2~4m/s;若液體(ti)中含有固體(ti)顆粒,則流速(su)應不大于3m/s;若(ruo)液體粘🌈附管(guǎn)壁,則流速應(yīng)不🐉大于2m/s。
2.1.3襯裏(lǐ)材料.
　　選擇襯(chèn)裏材料時,綜(zong)合考慮液體(ti)的溫度,以及(ji)對材料的腐(fǔ)蝕性和磨損(sun)性,常用材料(liao)有天然橡膠(jiao)、耐酸橡膠、氯(lü)丁橡膠、聚胺(an)酯橡膠和聚(jù)四氟乙烯。其(qi)中,聚🙇🏻四氟乙(yi)烯可耐各種(zhǒng)酸類和濃💃堿(jian),耐磨性能良(liáng)好,粘接性稍(shao)差,适用于溫(wen)🏃‍♂️度爲一80~+180℃的液(yè)體。
2.1.4電極材料(liao).
　　選擇電極材(cai)料時,要考慮(lǜ)耐腐蝕性,以(yǐ)及電極表面(mian)是否發生化(huà)學反應、極化(huà)現象等,常用(yòng)材料有钛、钽(tǎn)、哈氏合金、含(hán)钼🏃耐酸鋼、鉑(bó)銥合金等。其(qi)中,钽的耐腐(fu)蝕性優良,除(chu)了氫氟酸、濃(nóng)硫酸和濃堿(jiǎn)外,對其餘化(huà)學介質的腐(fǔ)蝕均可耐受(shou)。
2.2安裝
2.2.1管道式(shì)儀表
　　 管道式(shi)電磁流量計(jì) ,安裝要點如(rú)下。
(1)在傳感器(qì)的殼體.上,标(biāo)記的流向箭(jian)頭代表液體(tǐ)的🈲正流向⛹🏻‍♀️,是(shì)✉️制造企業統(tong)一規定的,安(an)裝時應該和(hé)現場液體的(de)實際流向保(bao)持一-緻,确保(bao)儀表正常使(shi)用⭕。
(2)根據使用(yong)條件,傳感器(qi)可以垂直安(ān)裝,也可以水(shuǐ)平安裝🌈。
(3)安裝(zhuang)電磁流量計(ji)時,不能放在(zai)泵的抽吸側(ce)。
(4)流量計管道(dào)内,要一直有(you)液體存在,不(bu)能空管。
(5)管道(dao)安裝時,如果(guo)落差超過5m,就(jiu)應在下遊設(she)置控制閥[4]。
　　從(cóng)管道設計角(jiao)度看,爲了保(bǎo)證電磁流量(liang)計正常運行(háng),提出⛷️以下要(yào)求。
(1)選擇安裝(zhuāng)位置時,要保(bǎo)證溫度平穩(wen),不會出現大(dà)的溫差;避免(mian)陽光照射,周(zhou)圍環境溫度(dù)最低-25℃、最高60℃;如(rú)果🚶安裝位置(zhi)有熱源,就應(ying)設置隔熱裝(zhuāng)置或通風設(shè)備📱;不要設置(zhì)在産生電磁(cí)幹擾的設備(bèi)(如變壓器、電(dian)機等)附近;監(jian)測大氣環境(jìng),不能有腐蝕(shi)性、爆炸性氣(qì)體。
(2)以傳感器(qì)爲分界點,上(shàng)遊管道直管(guan)段的長度不(bú)小于👨‍❤️‍👨5倍管徑(jing),下遊管道直(zhi)管段的長度(dù)不小于2倍管(guǎn)徑,能保證測(cè)量精💃🏻度。
(3)對存(cun)在振動的管(guǎn)道安裝電磁(ci)流量計後,還(hái)應該設置🈲底(di)座和支‼️撐,必(bi)要時設置金(jīn)屬保護闆,保(bǎo)證儀表的穩(wen)定性。
(4)還要方(fāng)便日常維修(xiu),爲檢修作業(ye)提供一定空(kong)間。
2.2.2插入式儀(yi)表
　　 插人式電(diàn)磁流量計 ,安(an)裝要點如下(xià)。
(1)傳感器的位(wei)置不限,在管(guǎn)道的任何位(wei)置均可安裝(zhuang)🏃‍♂️,但要求管道(dao)内時刻充滿(man)液體。
(2)傳感器(qi)安裝時,根據(jù)實際情況可(ke)水平安裝、垂(chui)直安裝✍️或傾(qīng)斜♊安裝。其中(zhōng),在水平管道(dào)上安裝時,安(ān)裝角度控制(zhì)在🔴-45~+45,此時電極(ji)時刻處于液(yè)體中,不會出(chū)現絕緣現象(xiang)。
(3)如果液體容(róng)易産生沉澱(dian),那麽傳感器(qì)不能安裝在(zài)💃🏻管道☎️底部👈,防(fang)止沉澱物覆(fù)蓋電極,影響(xiang)測量結果。
(4)安(an)裝電磁流量(liàng)計時,不能放(fàng)在泵的抽吸(xī)側。
(5)管道安裝(zhuang)時,如果落差(chà)超過5m,就應在(zai)下遊設置控(kòng)制💁閥。
從管道(dao)設計角度看(kan),爲了保證電(diàn)磁流量計正(zhèng)常運行,提出(chū)以下⭐要求。
(1)檢(jiǎn)查管道的封(fēng)閉性,避免存(cún)在附帶氣體(ti)造成測量誤(wù)差。
(2)彎頭、閥門(men)、三通接頭後(hòu)方會産生旋(xuan)流,該部位不(bu)宜安裝👄傳感(gǎn)器
(3)不能安裝(zhuāng)在有振動的(de)管道上。
(4)以傳(chuán)感器爲分界(jie)點,前方直管(guǎn)段的長度不(bú)小于10倍管徑(jing),後💰方直管段(duàn)的長度不小(xiao)于5倍管徑,能(neng)保證測量精(jīng)度。
2.3維護
　　對電(diàn)磁流量計進(jin)行維護時,應(ying)該從各個組(zu)成結構⛹🏻‍♀️出🥰發(fā)。其中🏃‍♀️電極的(de)維護要點如(rú)下。
(1)儀表使用(yong)前,使用标準(zhǔn)pH值溶液進行(háng)标定,完成後(hou)使用蒸餾水(shuǐ)清洗電極,再(zai)使用待測液(ye)清洗。
(2)長時間(jian)不使用儀表(biao),要把電極取(qǔ)下來,其中的(de)觸感器元📱件(jian)非常敏感,不(bu)能和硬物碰(peng)撞,否則就會(hui)影響電極的(de)功能。
(3)儀表每(mei)次使用後,及(ji)時套上電極(jí)套,放人少量(liàng)飽和溶液,促(cù)使電極的球(qiú)泡處于濕潤(rùn)狀态。
(4)電極時(shi)刻保持幹淨(jing),避免兩端出(chu)現短路問題(tí),否則會降低(dī)測量精度,縮(suo)短電磁流量(liàng)計的使用壽(shou)命。
3電磁流量(liang)計的接地問(wen)題
　　從電磁流(liú)量計的工作(zuo)原理來看,傳(chuán)感器接地點(diǎn)要和被測液(yè)體電氣連接(jie),這是基本條(tiáo)件,否則電磁(cí)流💋量計無法(fa)正常運行㊙️。在(zai)轉換器内,要(yao)想形成對稱(chēng)的輸人回路(lù),要求⛱️輸人端(duān)中點和液體(tǐ)均處于零電(dian)位,并且兩者(zhe)導通°。而在實(shí)際應用中,由(you)于工況場合(he)不同,要采用(yong)不同的接地(di)方💋式。
3.1金屬管(guǎn)道
　　當電磁流(liu)量計安裝在(zài)金屬管道上(shàng)時,如果金屬(shǔ)管道本☀️身已(yi)🏃‍♀️經🎯接地,管道(dào)、流量計的金(jin)屬墊片、螺栓(shuān)等形成一個(gè)整體☂️,此時電(dian)位✊爲零,那麽(me)電磁流量計(ji)就不用再單(dān)獨接地。對于(yú)這種情況,注(zhu)意事項有兩(liǎng)個。一是流量(liang)計本身的襯(chen)裏,--般不采用(yòng)不鏽鋼+非金(jīn)屬♊或碳鋼+非(fēi)金🛀屬材質,可(ke)避免導磁。二(èr)是襯裏采用(yong)碳鋼+非金屬(shu)材質,如果沒(méi)有非金屬法(fǎ)蘭翻邊,有👉金(jīn)屬墊片,就不(bú)需單獨接地(di);如果有非金(jin)屬法蘭翻邊(biān),且連接螺栓(shuan)的電阻值大(da)于0.03Ω,那麽應進(jìn)行單‼️獨接地(dì)。
3.2非金屬管道(dào)
　　電磁流量計(ji)安裝在非金(jīn)屬管道上,例(lì)如塑料管道(dao)、有絕☔緣塗層(ceng)或襯裏的金(jin)屬管道,此時(shí)管道沒有和(he)大地連通💚,就(jiù)必須對流量(liang)計進行接地(di)處理。具體操(cāo)作時,傳感器(qì)兩😘端配置接(jie)地環,促使被(bèi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測液體良好(hao)接地,此時電(dian)位爲零,流量(liang)計才能正常(cháng)工作。值得注(zhu)🔞意的是,使用(yòng)接地環是首(shǒu)選方案,但不(bu)是唯一方案(àn)🔅。如果接地環(huán)口徑大或材(cái)質特殊,由于(yu)價格高,可采(cai)用三電極的(de)方式🥵進行接(jie)地。
3.3帶陰極保(bao)護管道
　　金屬(shu)管線埋地敷(fū)設,而且較長(zhǎng),爲避免造成(cheng)化學腐蝕,應(yīng)采取🙇‍♀️陰極保(bǎo)護措施。金屬(shǔ)管道實施陰(yīn)極保護🔞後,對(dui)地表現爲🚶負(fu)電位,此時管(guan)道上安裝電(diàn)磁流量計,應(yīng)把流量計作(zuò)爲一個獨立(li)個體,然後進(jìn)行接地處理(li)。如果流量計(jì)和金屬管道(dao)🔴連接,那麽陰(yīn)極保護電流(liu)直接經過儀(yí)表進人大地(dì),陰極保護的(de)作用就失去(qu)了。另外,設置(zhi)導線跨接金(jīn)屬管道法蘭(lan),能保證陰極(jí)保護😍的整體(tǐ)性。值得注意(yi)的是,接地環(huán)、螺栓、墊片和(he)陰極保護管(guan)道✏️間均要采(cai)取絕緣措⛹🏻‍♀️施(shi)。
4結語
　　綜上所(suǒ)述,電磁流量(liàng)計在工業生(sheng)産領域應用(yong)廣泛,是一種(zhong)新型的流量(liang)測量儀表。本(ben)文從精度等(děng)級、量🐪程和口(kou)徑、襯裏材料(liào)、電極材料四(si)方面介紹了(le)流量計的選(xuǎn)⭐型;以管道式(shi)、插人式儀表(biao)爲例指出安(ān)裝要求,并總(zǒng)結了電極維(wéi)護方法。此❗外(wài),針對不同類(lèi)型的管道,采(cǎi)取合理的接(jie)地方式,才能(neng)确保電磁流(liu)量計正常運(yun)行,提高測量(liang)精度。

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