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技術(shù)文章-電磁流量計
發(fā)布時間:2023-08-11 10:15:40 人氣: 407
電磁流量計是一種在流程工業(yè)中*為常見的流量測量儀表,電磁流量計的穩(wěn)定與可靠,對于整個系統(tǒng)影響巨大。保證電磁流量計正常穩(wěn)定的工作,*重要的是選型:一套不適合系統(tǒng)的設(shè)備,即使在日常使用中完全符合操作規(guī)范,頻繁精細(xì)的保養(yǎng)維護(hù),也無法避免頻繁的故障。那么電磁流量計在選型中,需要注意哪些與系統(tǒng)相關(guān)的要素呢?**整理了電磁流量計的選型要素,希望能對大家有所幫助。
1 精度等級和功能
市場上通用型EMF的性能有較大差別,有些精度高、功能多,有些精度低、功能簡單。精度高的儀表基本誤差為(±0.5%~±1%)R,精度低的儀表則為(±1.5%~±2.5%)FS,兩者價格相差1~2倍。
有些型號儀表聲稱有更高的精確度,基本誤差僅(±0.2%~±0.3%)R,但有嚴(yán)格的安裝要求和參比條件,例如環(huán)境溫度、前后置直管段長度等。因此在多種型號選擇比較時不要單純只看高指標(biāo),要詳細(xì)閱讀制造廠樣本或說明書做綜合分析。
市場上EMF的功能差別也很大,簡單的就只是測量單向流量,只輸出模擬信號帶動后位儀表;多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態(tài)等。有些型號儀表的串行數(shù)字通信功能,可選多種通信接口,如HART協(xié)議系統(tǒng),PROFTBUS、Modbus、FF現(xiàn)場總線等。
2 流速、滿度流量、范圍度和口徑
選定儀表口徑不一定與管徑相同,應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不同的液體,管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5~3m/s。EMF用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑相同即可。EMF滿度流量時液體流速可在1~10m/s范圍內(nèi)選用,范圍是比較寬的.上限流速在原理上是不受限制的,然而通常建議不超過5m/s,除非襯里材料能承受液流沖刷,實際應(yīng)用很少超過7m/s,超過10m/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為1m/s,有些型號儀表則為0.5m/s。
有些新建工程運行初期流量偏低或在流速偏低的管系,從測量精度角度考慮,儀表口徑應(yīng)改用小于管徑,以異徑管連接之。用于有易粘附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體,選用流速不低于2m/s,*好提高到3~4m/s或以上,起到自清掃、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨耗性強的流體,常用流速應(yīng)低于2~3m/s ,以降低對襯里和電*的磨損。在測量接近閾值的低電導(dǎo)液體,盡可能選定較低流速(小于0.5~1m/s),因流速提高流動噪聲會增加,而出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。
EMF的范圍度是比較大的,通常不低于20,帶有量程自動切換功能的儀表,可超過50~100。國內(nèi)可以提供的定型產(chǎn)品的口徑從10mm到3000mm,隨然實際應(yīng)用還是以中小口徑居多,但與大部分其他原理流量儀表(如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等)相比,大口徑儀表占有較大比重。
3 液體導(dǎo)電率
使用EMF的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的,不能低于閾值(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會產(chǎn)生測量誤差直至不能使用,超過閾值即使變化也可以測量,示值誤差變化不大,通用型EMF的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號線長度及其分布電容,制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對應(yīng)的信號線長度。非接觸電容耦合大面積電*的儀表則可測電導(dǎo)率低至5×10-8S/cm的液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm,酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4~10-1S/cm之間,使用不存在問題,低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油制品和有機溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用。有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,雖然被認(rèn)為不能使用,但是實際工作中會遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實例,這類雜質(zhì)對增加電導(dǎo)率有利。
根據(jù)使用經(jīng)驗,實際應(yīng)用的液體電導(dǎo)率*好要比儀表制造廠規(guī)定的閾值至少大一個數(shù)量級。因為制造廠儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的*低值。是受到一些使用條件限制,如電導(dǎo)率均勻性、連接信號線、外界噪聲等,否則會出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象等。我們就多次遇到測量低度蒸餾水或去離子水,其電導(dǎo)率接近閾值5×10-6S/cm,使用時出現(xiàn)輸出晃動。
4 液體中含有混入物
混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作,但測得的是含氣泡體積的混合體積流量;如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流,因電*可能被氣體蓋住使電路瞬時斷開,出現(xiàn)輸出晃動甚至不能正常工作。含有非鐵磁性顆?;蚶w維的固液雙相流體同樣可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體,如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實際上已屬非牛頓流體。由于固體在載體液中一起流動,兩者之間有滑動,速度上有差別,單相液體校驗的儀表用于固液雙相流體會產(chǎn)生附加誤差。雖然還未見到EMF應(yīng)用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實驗報告,但國外有報告稱固形物含量有14%時誤差在3%范圍以內(nèi);
對含有礦石顆粒的礦漿應(yīng)用,應(yīng)注意對傳感器襯里的磨損程度,測量管內(nèi)徑擴大會產(chǎn)生附加誤差。這種場合應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里,同時建議傳感器安裝在垂直管道上,使管道磨損均勻,消除水平安裝下半部局部磨損嚴(yán)重的缺點。也可以在傳感器進(jìn)口端加裝噴嘴形護(hù)套,相對延長使用期。
5 附著和沉淀
測量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時,若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì),信號電勢將被短路而不能工作,若是非導(dǎo)電層則*先應(yīng)注意電*的污染,譬如選用不易附著尖形或半球形突出電*、可更換式電*、刮刀式清垢電*等。刮刀式電*可在傳感器外定期手動刮出沉垢。
國外產(chǎn)品曾有電*上裝超聲波換能器,以清除表面垢層,但現(xiàn)已少見。也有暫時斷開測量電路,在電*簡短時間內(nèi)流過低壓大電流,焚燒清除附著油脂類附著層。易產(chǎn)生附著的場所可提高流速以達(dá)到自清掃的目的,還可以采取較方便的易清洗的管道連接,可不拆卸清洗傳感器。非接觸型電* EMF附著非導(dǎo)電膜層,儀表仍能工作,但若為高導(dǎo)電層則同樣不能工作。
6 襯里材料的選擇
電磁流量計襯里材料(或直接與介質(zhì)接觸的測量管)常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。
近年有采用高純氧化鋁陶瓷制成襯里的,但只限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃鋼用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體,如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿,價格*為低廉。氟塑料具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性,但耐磨性差,不能用于測量礦漿液。氟塑料中*早應(yīng)用的是聚四氟乙烯,因與測量管間僅靠壓貼,無粘結(jié)力,不能用于負(fù)壓管道,后開發(fā)各種改性品種,實現(xiàn)注塑成形,與測量管有較強結(jié)合力,可用于負(fù)壓, 聚氨酯橡膠有*好的耐磨耗性,但耐酸堿的腐蝕性較差。它的耐磨性相當(dāng)于天然橡膠的10倍,適用于煤漿、礦漿等;介質(zhì)溫度要低于40~60/70℃。
氧化鋁陶瓷有*好的耐磨耗性和對強酸堿的耐磨腐蝕性,耐磨性約為聚氨酯橡膠的10倍,適用于具有腐蝕性的礦漿;但性脆,安裝夾緊時疏忽易碎,可用于較高溫度(120~140/180℃)但要防止溫度劇變,如通蒸汽滅菌,一般溫度突變不能大于100℃,升溫150℃ 要有10min時間。
7 電*和接地環(huán)材料選擇
電*對測量介質(zhì)的耐腐是選擇材料*先考慮的因素,其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪聲。
A.選擇耐腐蝕材料
EMF電*的耐腐蝕性要求很高,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼,哈氏合金等,幾乎可覆蓋全部化學(xué)液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電*,它們是導(dǎo)電橡膠電*、導(dǎo)電氟塑料電*和多孔性陶瓷電*,或包覆這些材料的金屬電*。在原則上電*材料的選擇應(yīng)從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的應(yīng)用實際和以往的經(jīng)驗來確定。有時后要做必要的實驗,如現(xiàn)場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗。*好的實驗是現(xiàn)場掛片,這是*接近實際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗,可以得出比較可靠能否適用的結(jié)論。
B.避免電*表面效應(yīng)
電磁流量計電*的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時候電*材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產(chǎn)生電*表面效應(yīng)。電*表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和*化現(xiàn)象以及電*的觸媒作用三個方面?;瘜W(xué)反應(yīng)效應(yīng)如電*表面與被測介質(zhì)接觸后,形成鈍化膜或氧化層。
他們對耐腐蝕性能可能起到積*保護(hù)作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。對于避免或減輕電*表面效應(yīng)的介質(zhì)——電*材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經(jīng)驗,尚待在實踐中積累。接地環(huán)連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電*低,充分有一定腐蝕,定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
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