工業控(kòng)制中電磁流量(liang)計的選型及應(yīng)用

引言

      電磁流量計(jì)有一系列優良(liáng)特性，可以解決(jué)其它流💋量☂️計不(bu)🌐易⛷️應用的問題(tí)，如髒污流、腐蝕(shí)流的測量。在🌈電(diàn)磁流量計選型(xíng)、安裝和使用方(fang)面有一些技巧(qiao)和注意事項，根(gen)據實際應用經(jīng)驗對這些問題(tí)進行分析和讨(tǎo)論。

1. 電磁流(liú)量計的優缺點(dian)

     與其它流(liú)量計相比，電磁(ci)流量計具有下(xia)列優點：

    （1） 由(you)于測量通道是(shi)一段光滑直管(guǎn)，不會發生阻塞(sai)，因此，适用于測(ce)量含固體顆粒(li)的液固二相流(liú)體，如紙漿、泥漿(jiāng)、污水等。

    （2） 不(bu)産生流量檢測(cè)所造成的壓力(li)損失，節能效果(guǒ)好。

    （3） 所測的(de)體積流量受流(liú)體密度、粘度、溫(wēn)度、壓力和電導(dǎo)率變化🏃‍♀️的影響(xiang)小。

    （4） 流量測(cè)量範圍度大，量(liàng)程比可高達L l000可選流量範(fàn)圍寬，液體流速(sù)一般可在0.5--1 0m/s内選定。有些型(xing)号儀表可在現(xiàn)場根據需要擴(kuò)大和縮♋小流量(liàng)測量範圍，而不(bu)必拆下儀表進(jìn)行離線實流标(biāo)定。

    （5） 電磁流(liú)量計的口徑範(fàn)圍比其他品種(zhǒng)流量儀表寬💔，從(cóng)幾⭐毫米到3m;可測正反雙向(xiàng)流量；也可測脈(mò)動流量（隻要脈(mo)動頻率低于激(ji)磁頻率很多）；儀(yi)表輸出本質上(shang)是線性的。

    （6） 可應用于腐蝕(shí)性流體的測量(liang)。

    （7） 與其它流(liu)量計相比，電磁(cí)流量計所需直(zhí)管段較短。

    但電磁流量計(ji)也存在以下缺(que)點：

    （1） 不能測(cè)量電導率很低(di)的液體．如石油(you)制品。

    （2） 不能(néng)測量氣體、蒸汽(qi)和含有較大氣(qì)泡的液體。

    （3） 由于襯裏材料(liao)和電氣絕緣材(cái)料的限制，通用(yòng)型電磁流量計(jì)不适用于較高(gao)溫度。

    （4） 投資(zi)相對較高，特别(bie)是大口徑流量(liàng)的測量。

2. 電(diàn)磁流量計的選(xuan)型

    電磁流(liú)量計選型時應(yīng)注意以下事項(xiang)：

    （1） 液體電導(dǎo)率應高于允許(xǔ)的下限。各制造(zào)廠商生産的産(chǎn)品對電導率下(xia)限值有不同的(de)數值，目前，一般(bān)電磁流量計不(bú)能測量電導率(lǜ)低于5μS/cm的液(ye)體流量。

    （2） 液(ye)體流速應在流(liú)量計規定的範(fàn)圍内。一般電磁(ci)流🔞量♍計👄所測流(liú)體平均流速應(ying)在1-10m/s範圍内(nèi)，部分廠家産品(pin)的流速範圍可(kě)在0.3-12m/s如西尼(ni)爾SINIER的電磁(cí)流量計。若被測(ce)液體流速太低(dī)，可以考慮加裝(zhuang)異徑管，使流速(su)控制在規定範(fàn)圍内。爲減小加(jia)裝異徑管造⭕成(cheng)壓力損❗失和影(yǐng)響流速分布，要(yao)求異徑管中心(xin)錐角不超過15。，而且越小越(yue)好。

    （3） 電極形(xing)式的選擇。通常(cháng)，不産生結晶、結(jie)疤、不沾污電極(jí)🚩的流✊體介質可(ke)選标準電極；對(dui)有污泥等沾污(wu)電🏃🏻‍♂️極的應用場(chang)合💜，可選用具㊙️有(yǒu)手動機械清污(wū)附件的刮刀式(shì)電極或可更換(huàn)🌐式電極。

    （4） 襯(chèn)裏和電極材料(liao)的選擇。根據液(ye)體的腐蝕性選(xuǎn)用合适的襯裏(li)和電極材料。可(ke)查有關材料的(de)防腐蝕😍手冊選(xuǎn)定電極材料；耐(nài)混酸等成分複(fu)雜的介質，應做(zuò)挂片試驗。應🧑🏽‍🤝‍🧑🏻根(gēn)據被測介質的(de)腐蝕性，磨損性(xing)及溫度來選擇(zé)電磁流量計的(de)襯裏材料。

    （5） 滿足直管段的(de)要求和接地要(yao)求。從電極軸線(xiàn)開始測量，一般(ban)⛷️入口直管段不(bú)小于5D（直徑(jing)），出口直管(guan)段不小于3D。爲使儀表可靠(kào)工作，提高測量(liàng)精度，不受外界(jiè)寄生電勢的幹(gan)擾❓，電磁流量計(jì)的傳感器應良(liáng)好地單獨接地(dì)。

    （6） 機型的選(xuan)擇。根據安裝、使(shi)用和維護條件(jian)，選用檢測和🙇🏻變(bian)送部分組合在(zài)一起的一體型(xíng)或分體型電磁(ci)流量🤩計。

    （7） 儀(yí)表防護等級的(de)選擇。按照國标(biāo)GB420 8-8規定的應(yīng)用環境，選用儀(yi)表外殼防護等(děng)級。例如，IP65爲(wèi)防噴水型，它允(yǔn)許水從任何方(fang)向對儀表噴水(shui)，儀表仍能正常(chang)工作；IP67爲防(fang)浸水型，它允許(xu)儀表短時間内(nei)全部浸入水中(zhōng)仍能⭐正常工作(zuò)。

    （8） 儀表安裝(zhuāng)位置的選擇。由(you)于電磁流量計(ji)不能在不滿管(guǎn)或空🔞管情況下(xia)工作，所以應保(bǎo)證測量管在所(suǒ)♋有時間内必須(xu)*注滿介質。

3. 電磁流量計的(de)安裝

    安裝(zhuang)時應注意以下(xià)事項：

    （1） 液體(tǐ)應具有測量所(suǒ)需的電導率，并(bìng)要求電導率分(fen)🈲布大體上均勻(yún)。因此流量傳感(gan)器安裝要避開(kai)容易産生電導(dao)✊率不均勻的場(chǎng)所，例如其上遊(you)附近加入藥液(yè)，加液點設于傳(chuan)感器下遊；液體(tǐ)有混合時，其分(fen)㊙️布應大體📱均勻(yun)。

    （2） 使用時傳(chuan)感器測量管必(bì)須充滿液體（非(fei)滿管型例💃🏻外‼️）。

    （3） 液體應與地(di)同電位。當工藝(yi)管道是塑料等(děng)絕緣材料時，輸(shū)送🙇‍♀️液體會産生(shēng)摩擦靜電，造成(cheng)液體與地間🈲有(yǒu)電位差，爲此需(xū)良好接地。

3. 1 流量傳感器的(de)安裝

3.1.1 安裝(zhuang)場所

    電磁(cí)流量傳感器對(duì)安裝場所有以(yi)下要求：

    （1） 測(cè)量混合相流體(ti)時，應選擇不會(huì)引起相分離的(de)場所♋安裝傳感(gǎn)🌍器；測量雙組分(fen)液體時，傳感器(qi)應避免裝在混(hun)合尚未👌均勻的(de)下遊；測量化學(xué)反應物料時，傳(chuán)感器🏃🏻‍♂️應安裝在(zai)反應充分完成(cheng)段的下遊。

    （2） 盡量避免測量(liàng)管内形成負壓(yā)。

    （3） 安裝位置(zhì)應選擇震動小(xiao)的場所，特别是(shì)一體型儀表。

    （4） 遠離大電機(jī)、大變壓器等，避(bi)免引入電磁幹(gàn)擾

    （5） 選擇易(yì)于實現傳感器(qi)單獨接地的位(wei)置。

    （6） 盡可能(neng)遠離腐蝕性氣(qì)體。

    （7） 環境溫(wēn)度應在儀表允(yǔn)許範圍内，一體(ti)型儀表受結構(gòu)🛀影響，對安裝環(huán)境溫度的要求(qiu)更高。

    （8） 環境(jìng)相對濕度應在(zài)儀表允許範圍(wei)内。

    （9） 犀可能(neng)避免受陽光直(zhí)照，必要時加防(fang)護罩。

    （10） 儀表(biao)防護等級應滿(man)足應用要求。

3.1.2 直管段長度(du)要求

      根據(jù)儀表精度要求(qiu)，電磁流量傳感(gan)器上遊通常需(xū)有5 D的直管(guǎn)段，下遊是3 D的直管段。

3.1.3 安裝位置和流(liú)動方向

      傳(chuán)感器安裝方向(xiang)水平、垂直或傾(qing)斜均可，不受限(xian)制。測量固、液☔兩(liǎng)相流體垂直安(ān)裝，自下而上流(liu)動。可防㊙️止水平(ping)安裝時襯裏下(xià)半部局部磨損(sun)嚴重，低流速時(shi)固相沉澱等缺(quē)點。水平安裝時(shí)要使😍電極軸線(xian)平🏃‍♂️行于地平🌏線(xiàn)，如果電極軸線(xian)垂直于地平線(xian)，則處于底部的(de)電極易被沉積(jī)物覆蓋，頂部的(de)電極易被液體(ti)中夾帶的✨氣泡(pào)覆蓋電極表面(miàn)，造成輸出信号(hào)波動。圖1所(suo)示管系中，c、d爲适宜位(wei)置；a、b、e爲不宜位置(zhi)，b處可能液(yè)體不充滿，a、e處易積聚(ju)氣體，且e處(chù)傳感器後管段(duàn)短也有可能不(bú)充滿。對于固、液(yè)兩相流，c處(chù)亦是不适宜的(de)位置。

3.1.4 旁路(lù)管安裝

      在(zài)連續生産的工(gōng)藝管道上，爲了(le)在不影響生産(chan)的情👉況下對儀(yi)表進行維修拆(chāi)裝或内部清洗(xǐ)，傳感器應盡可(ke)能采用與主工(gong)藝管道并聯安(an)裝的方式（旁路(lu)管安㊙️裝），如圖2所示。正常生(shēng)産時截止閥1關閉，截止閥(fá)2、3打開(kāi)，流體就可流過(guo)流量計實現流(liú)量測量。當傳感(gan)器發🌂生🔞故🚶障需(xū)拆下維修時，隻(zhi)要打開截止閥(fá)l，關閉截止(zhi)閥2，3，就(jiù)能實現在不影(ying)響生産的情況(kuàng)下對流量計進(jin)行拆除。當❄️需要(yao)清洗流量計内(nèi)部時，隻需打開(kai)截止閥1，關(guān)閉截止閥2、3，然後打開(kāi)流量計兩端盲(máng)闆即可清洗。

    圖2旁路(lù)管安裝

      但(dàn)是對于管徑大(da)于1. 5n韻管系(xi)因投資和空間(jiān)位置限制，不易(yi)實現旁路管安(an)裝。此時爲了便(bian)于管系停止運(yùn)行時維護人員(yuán)進入管🌍道檢測(cè)、清洗傳㊙️感器内(nèi)壁，需在流量計(jì)附近工藝管道(dào)上設置人孔。

3.1.5 負壓管系的(de)安裝

      氟塑(sù)料襯裏傳感器(qi)須謹慎地應用(yòng)于負壓管系。有(you)可能🏃🏻出💞現負🌈壓(yā)的正壓管系應(yīng)防止産生負壓(yā)，例如液體溫度(du)高于🔞室溫的管(guan)系中，當管系停(ting)止運行關閉傳(chuan)感器上下遊截(jié)止閥後，由于流(liú)體冷卻收縮就(jiù)會形成負🈲壓，此(cǐ)時就應設置如(ru)圖3所示的(de)負壓防止連接(jiē)。

3.1.6 接地

      傳感器必須單(dan)獨接地（接地電(dian)阻lOOΩ以下）。分(fèn)離來自接地線(xian)混亂的幹擾：超(chāo)聲儀器接地、設(she)備接地、系統接(jie)地、保護接地混(hùn)亂，各個接地點(diǎn)電位分布不均(jun)，不同接🐇地點間(jiān)存在電位差，引(yǐn)起地環路電流(liú)，影響系統正常(cháng)工作。

2 .2 抗幹(gan)擾措施

2.2.1 屏(píng)蔽

      變頻器(qì)在運行時會産(chan)生高次諧波，造(zao)成電壓波形畸(jī)變，嚴重影👨‍❤️‍👨響附(fu)近的儀電設備(bèi)動作。屏蔽幹擾(rao)源⛱️是抗幹擾zui有(yǒu)效的方🌂法：

    （1） 在變頻器的進(jin)線側安裝進線(xian)電抗器及進線(xian)濾波器，抑制幹(gàn)擾信号對電源(yuan)的幹擾。

    （2） 信(xin)号線全部采用(yòng)屏蔽線，屏蔽層(céng)可靠接地，布線(xiàn)時盡量🌈遠離變(biàn)頻器的進、出線(xian)。

    （3） 電機電纜(lan)也采用屏蔽電(dian)纜，屏蔽層可靠(kao)接地。原勻速段(duàn)的電機控制采(cǎi)用交流接觸器(qi)控制，接觸器線(xian)圈斷、合瞬🧑🏾‍🤝‍🧑🏼間産(chǎn)生電磁幹擾。針(zhēn)對這種情況，将(jiāng)交流接觸器改(gai)換成無噪聲固(gù)态接觸器，其控(kong)制電源改用24直流穩壓電(diàn)源。

2.2.2 接地、濾(lǜ)波、阻容吸收保(bao)護

     針對供(gong)給超聲儀器使(shǐ)用的電源直接(jiē)引至電網的🚩問(wen)題，将儀器電源(yuán)和系統電源分(fèn)開，采用圖7所示的解止

     圖3負壓(ya)防止連接

型儀表原則上(shàng)接地應在傳感(gan)器一側，轉換器(qi)接地應在同一(yī)接地點。如傳感(gan)器裝在有陰極(jí)腐蝕保護🈲管道(dào)上，除了傳感器(qì)和接地環一起(qi)接地外，還要用(yong)🈲較粗銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qi)，跨接到管道的(de)2個連接法(fǎ)蘭上，使陰極保(bao)護電流與傳感(gan)器之間隔離。一(yī)些應用☂️場合的(de)雜散

電流(liu)過大，如電解槽(cao)沿着電解液的(de)洩漏電流影響(xiang)電磁流量計正(zhèng)常測量時，可采(cai)取在流量傳感(gan)器與其連接的(de)工藝管道🚩之間(jiān)進行電氣隔離(li)的辦法。對有陰(yīn)極保護的管道(dào)，如果陰極保護(hu)電流影響EMF測量時，也可以(yǐ)采取本方法。

3.2 轉換器安裝(zhuang)和連接電纜

      一體型電磁(cí)流量計不需要(yào)單獨安裝轉換(huan)器；分體式電磁(cí)流量計的轉換(huan)器安裝在傳感(gan)器附近或儀表(biǎo)室，安裝場所的(de)選擇餘地較大(da)，轉換器安裝環(huan)境條件比一體(tǐ)式✍️好。其防護等(deng)級🤟可降低，例如(ru)，可選IP65或IP64（防塵防濺級(jí)）。安裝場所的要(yao)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各條相同(tong)。圖7電源淨(jing)化 轉換器(qi)和傳感器間距(ju)離受被測介質(zhì)電導率和信号(hào)電纜型号📧（即電(diàn)纜的分布電容(rong)、導線截面和屏(píng)蔽層數等）的🤟制(zhì)約，需選用制造(zào)廠随儀表所附(fu)（或規定型号）的(de)信号電🧑🏾‍🤝‍🧑🏼纜。一般(bān)儀表“使用(yòng)說明書”對(duì)不同電導率液(ye)體提供允許的(de)傳輸距離範圍(wéi)。通常，單層屏蔽(bì)電纜的傳送距(jù)離爲50 m

       爲避(bi)免引入幹擾信(xìn)号，信号電纜必(bi)須單獨穿在接(jie)地保護鋼管内(nèi)，不能把信号電(diàn)纜和電源線安(an)裝在同一鋼管(guan)内。

4. 結語

       随着企業全(quan)面走向市場，企(qi)業生産經營管(guan)理将進一步❗深(shēn)化，流量計量越(yue)顯重要。電磁流(liú)量計作爲工🔆業(ye)流量測量儀表(biǎo)的🔱一種，隻有在(zài)正确選型、安裝(zhuāng)和使用的前提(ti)下才能更🤞好地(dì)發揮其作用，滿(man)足企業計量的(de)要求，實現降低(dī)生産成本、提高(gāo)經濟效益的目(mù)的。

因此廣(guang)州迪川儀器儀(yí)表有限公司爲(wèi)更好儀器儀表(biǎo)而不♊斷努力