工業控(kòng)制中電磁流量(liàng)計的選型及應(ying)用

引言

      電磁流量計(ji)有一系列優良(liáng)特性，可以解決(jue)其它流量計不(bu)💁易應用的問題(ti)，如髒污流、腐蝕(shí)流的測量。在電(dian)磁流量計選型(xing)、安裝和🔆使用方(fang)面有一些技巧(qiǎo)和注意事項，根(gēn)據⛱️實際應用經(jing)驗對這些問題(ti)進行分析和讨(tao)論。

1. 電磁流(liu)量計的優缺點(dian)

     與其它流(liú)量計相比，電磁(cí)流量計具有下(xià)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(lì)的液固二相流(liu)體，如紙漿、泥漿(jiang)、污水等。

    (2) 不(bu)産生流量檢測(cè)所造成的壓力(lì)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(wen)度、壓力和電導(dao)率㊙️變化💚的影響(xiang)小。

    (4) 流量測(cè)量範圍度大，量(liang)程比可高達 L l000可選流量範(fàn)圍寬，液體流速(su)一般可在 0.5--1 0m/s内選定。有些型(xíng)号儀表可在現(xian)場根據需要擴(kuò)大和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼縮小流💜量(liàng)測✊量範圍，而不(bú)必拆下儀表進(jìn)行離線實流标(biao)定。

    (5) 電磁流(liu)量計的口徑範(fan)圍比其他品種(zhong)流量儀表寬🔞，從(cong)幾毫米到 3m;可測正反雙向(xiang)流量；也可測脈(mò)動流量（隻要脈(mò)動頻率低于激(jī)磁頻率很多）；儀(yi)表輸出本質上(shàng)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(ci)流量計所需直(zhi)管段較短。

    但電磁流量計(ji)也存在以下缺(quē)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(neng)測量氣體、蒸汽(qì)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(ji)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(liang)的測量。

2. 電(diàn)磁流量計的選(xuǎn)型

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

    (1) 液體電導(dao)率應高于允許(xǔ)的下限。各制造(zao)廠商生産⛱️的産(chǎn)品對電導率下(xià)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(yè)體流量。

    (2) 液(ye)體流速應在流(liú)量計規定的範(fan)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(nei)，部分廠家産品(pǐn)的流速範圍可(ke)在 0.3-12m/s如西尼(ni)爾 SINIER的電磁(cí)流量計。若被測(cè)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(ying)響流速分布，要(yào)求異徑☂️管中心(xīn)⛱️錐角不超過 15。，而且越小越(yue)好。

    (3) 電極形(xíng)式的選擇。通常(cháng)，不産生結晶、結(jie)疤、不沾污電🍓極(ji)的流😄體🏃🏻‍♂️介質可(kě)選标準電極；對(dui)有污泥等沾污(wū)電極的應用場(chǎng)合。

    (4) 襯裏和(he)電極材料的選(xuǎn)擇。根據液體的(de)腐蝕性選用合(he)适的襯裏💋和電(dian)極材料。可查有(yǒu)關材料的防腐(fu)蝕手冊選定電(dian)極材料；耐混✂️酸(suān)等成分複雜的(de)介質，應做挂片(piàn)試驗。應根據被(bèi)測介質的腐蝕(shí)性，磨損性及🐕溫(wen)度來選擇電磁(ci)流量計的襯裏(li)材料。

    (5) 滿足(zu)直管段的要求(qiu)和接地要求。從(cóng)電極軸線開始(shǐ)測💚量，一般入口(kǒu)直管段不小于(yú) 5D(直徑 )，出口直管段不(bú)小于 3D。爲使(shǐ)儀表可靠工作(zuo)，提高測量精度(dù)，不受外界寄生(shēng)電勢的幹擾，電(dian)磁流量計的傳(chuán)感器應良好地(dì)單獨接地。

    (6) 機型的選擇。根(gēn)據安裝、使用和(hé)維護條件，選用(yòng)檢測和變送部(bu)分組合在一起(qi)的一體型或分(fen)體型電磁流量(liang)計。

    (7) 儀表防(fáng)護等級的選擇(ze)。按照國标 GB420 8-8規定的應用環(huan)境，選用儀表外(wài)殼防護等級。例(li)如， IP65爲防噴(pēn)水型，它允許水(shui)從任何方向對(duì)儀表噴水，儀🏒表(biao)仍能正常工作(zuo)； IP67爲防浸水(shui)型，它允許儀表(biǎo)短時間内全部(bu)浸入水中💋仍能(néng)正常工作。

    (8) 儀表安裝位置(zhi)的選擇。由于電(diàn)磁流量計不能(neng)在不滿💃🏻管或空(kōng)管情況下工作(zuo)，所以應保證測(ce)量管在所🏃‍♂️有時(shi)間内🆚必須*注滿(mǎn)❗介質。

3. 電磁(cí)流量計的安裝(zhuāng)

    安裝時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

    (1) 液體應具(ju)有測量所需的(de)電導率，并要求(qiu)電導率分🚶布大(dà)體上均勻。因此(cǐ)流量傳感器安(ān)裝要避開容易(yì)産生電導率不(bú)🔴均勻✌️的場所，例(lì)如其上遊附近(jin)加入藥液，加液(ye)點設于傳感器(qì)下遊；液體有混(hun)合時，其分布應(yīng)大體均勻。

    (2) 使用時傳感器(qi)測量管必須充(chong)滿液體（非滿管(guan)型例外💯）。

    (3) 液(yè)體應與地同電(diàn)位。當工藝管道(dào)是塑料等絕緣(yuan)材料時，輸送🔞液(yè)體會産生摩擦(ca)靜電，造成液體(ti)與地間有電位(wèi)差，爲此需良好(hao)接地。

3. 1 流量(liàng)傳感器的安裝(zhuang)

3.1.1 安裝場所(suǒ)

    電磁流量(liang)傳感器對安裝(zhuang)場所有以下要(yao)求：

    (1) 測量混(hun)合相流體時，應(yīng)選擇不會引起(qi)相分離的場所(suo)㊙️安裝傳🙇‍♀️感器；測(cè)量雙組分液體(ti)時，傳感器應避(bi)免裝在混合尚(shàng)未均勻的下遊(yóu)；測量化學反應(yīng)物料時🐅，傳感器(qi)應安裝在反應(yīng)充分完❗成段的(de)下遊。

    (2) 盡量(liàng)避免測量管内(nei)形成負壓。

    (3) 安裝位置應選(xuan)擇震動小的場(chang)所，特别是一體(tǐ)型儀表。

    (4) 遠(yuan)離大電機、大變(bian)壓器等，避免引(yǐn)入電磁幹擾

    (5) 選擇易于實(shi)現傳感器單獨(du)接地的位置。

    (6) 盡可能遠離(lí)腐蝕性氣體。

    (7) 環境溫度應(ying)在儀表允許範(fan)圍内，一體型儀(yi)表受結構影🛀🏻響(xiǎng)，對安裝環境溫(wēn)度的要求更高(gao)。

    (8) 環境相對(duì)濕度應在儀表(biǎo)允許範圍内。

    (9) 犀可能避免(mian)受陽光直照，必(bì)要時加防護罩(zhào)。

    (10) 儀表防護(hu)等級應滿足應(ying)用要求。

3.1.2 直(zhí)管段長度要求(qiú)

      根據儀表(biǎo)精度要求，電磁(cí)流量傳感器上(shang)遊通常需有 5 D的直管段，下(xià)遊是 3 D的直(zhí)管段。

3.1.3 安裝(zhuāng)位置和流動方(fāng)向

      傳感器(qi)安裝方向水平(ping)、垂直或傾斜均(jun1)可，不受限制。測(ce)量固、液兩相流(liu)體垂直安裝，自(zi)下而上流動。可(ke)防止水平安裝(zhuāng)時襯裏下半部(bu)局部磨損嚴重(zhong)，低流速時固相(xiang)沉澱等缺點。水(shuǐ)平安裝😍時要使(shi)電極軸線平☔行(hang)于地平線，如果(guo)電極軸線垂直(zhí)于地平線，則處(chu)于底部的電極(ji)🍉易被沉積物覆(fù)蓋，頂部的✨電極(jí)易被液體中夾(jiá)帶的氣泡覆蓋(gai)電極表🧑🏾‍🤝‍🧑🏼面，造成(chéng)輸出信号波動(dòng)。圖 1所示管(guǎn)系中， c、 d爲适宜位置； a、 b、 e爲(wèi)不宜位置， b處可能液體不(bú)充滿， a、 e處易積聚氣體(ti)，且 e處傳感(gan)器後管段短也(ye)有可能不充滿(man)。對于固、液兩相(xiang)流⛷️， c處亦是(shì)不适宜的位置(zhì)。

3.1.4 旁路管安(an)裝

      在連續(xù)生産的工藝管(guǎn)道上，爲了在不(bu)影響生産的🐪情(qing)況☎️下對儀表進(jìn)行維修拆裝或(huo)内部清洗，傳感(gǎn)器應盡可能采(cai)用🏒與主工藝👨‍❤️‍👨管(guan)道并聯安裝的(de)方式（旁路管安(ān)🏃裝），如圖✌️ 2所(suǒ)示。正常生産時(shi)截止閥 1關(guan)閉，截止閥 2、 3打開，流體(ti)就可流過流量(liang)計實現流量測(cè)量。當傳感🚶‍♀️器發(fa)生故障需拆下(xià)維修時，隻要打(dǎ)開截止閥 l，關閉截止閥 2， 3，就能實(shí)現在不影響生(sheng)産的情況下對(duì)流量計進行💰拆(chāi)✂️除。當需要清洗(xǐ)流量計内部時(shí)，隻需打開截止(zhi)閥 1，關閉截(jié)止閥 2、 3，然後打開流量(liang)計兩端盲闆即(jí)可清洗。

    圖(tu) 2旁路管安(an)裝

      但是對(duì)于管徑大于 1. 5n韻管系因投(tóu)資和空間位置(zhi)限制，不易實現(xiàn)旁路管安裝。此(ci)🎯時爲了便于管(guǎn)系停止運行時(shi)維護人員進入(ru)管道檢測、清洗(xǐ)傳🌈感器内壁，需(xū)在流量計附近(jin)工藝管道上設(shè)置人孔。

3.1.5 負(fù)壓管系的安裝(zhuāng)

      氟塑料襯(chen)裏傳感器須謹(jǐn)慎地應用于負(fu)壓管系。有可能(néng)出現負壓的正(zheng)壓管系應防止(zhǐ)産生負壓，例如(rú)液體🔴溫度高于(yú)室溫的管系中(zhong)，當管系停止運(yun)行關閉傳感器(qì)上下遊截止閥(fá)後，由于流體冷(leng)卻收縮就會形(xíng)成負壓，此時就(jiù)應設置如圖 3所示的負壓(yā)防止連接。

3.1.6 接地

      傳感(gan)器必須單獨接(jie)地（接地電阻 lOOΩ以下）。分離來(lái)自接地線混亂(luàn)的幹擾：超聲儀(yi)器接地、設👣備接(jie)地、系統接地、保(bǎo)護接地混亂，各(gè)個接地點電位(wèi)分布不均，不同(tóng)接地點間存在(zai)電位差，引起地(di)環路電流🔞，影響(xiang)系⭐統正常工作(zuo)。

2 .2 抗幹擾措(cuo)施

2.2.1 屏蔽

      變頻器在運(yun)行時會産生高(gao)次諧波，造成電(dian)壓波形畸變，嚴(yan)重💯影響附近的(de)儀電設備動作(zuò)。屏蔽幹擾源是(shi)抗幹擾zui有效的(de)方法：

    (1) 在變(bian)頻器的進線側(cè)安裝進線電抗(kang)器及進線濾波(bo)器，抑制幹擾信(xìn)号對電源的幹(gan)擾。

    (2) 信号線(xian)全部采用屏蔽(bi)線，屏蔽層可靠(kao)接地，布線時盡(jìn)量遠離變👈頻器(qì)的進、出線。

    (3) 電機電纜也采(cǎi)用屏蔽電纜，屏(ping)蔽層可靠接地(di)。原勻㊙️速段🔞的電(diàn)機控制采用交(jiāo)流接觸器控制(zhi)，接觸器線圈斷(duan)、合瞬間産生電(diàn)磁幹擾。針對這(zhè)種情況，将交流(liú)接觸器改換成(cheng)無噪聲固态接(jie)觸器，其控制電(diàn)源改用 24直(zhí)流穩壓電源。

2.2.2 接地、濾波、阻(zu)容吸收保護

     針對供給超(chao)聲儀器使用的(de)電源直接引至(zhì)電網的🔴問題，将(jiāng)儀器電源和系(xì)統電源分開，采(cǎi)用圖 7所示(shi)的解止

     圖(tu) 3負壓防止(zhǐ)連接

型儀(yí)表原則上接地(di)應在傳感器一(yi)側，轉換器接地(dì)應在同一☁️接💚地(dì)點。如傳感器裝(zhuāng)在有陰極腐蝕(shi)保護管道上，除(chu)了傳感器和接(jiē)地環一起接地(di)外，還要用較粗(cu)銅導線 (  16IT11112)繞(rao)道傳感器，跨接(jiē)到管道的 2個連接法蘭上(shàng)，使陰極保護電(dian)流與傳感器之(zhi)間隔離。一些💚應(yīng)😘用場合的雜散(san)

電流過大(da)，如電解槽沿着(zhe)電解液的洩漏(lòu)電流影響電磁(cí)❤️流量計正常測(ce)量時，可采取在(zài)流量傳感器與(yu)其連接的工藝(yì)管道之間進行(háng)電氣隔離的辦(ban)法。對有陰極保(bǎo)護的👅管道，如果(guǒ)陰極保護電流(liú)影響 EMF測量(liang)時，也可以采取(qǔ)本方法。

3.2 轉(zhuǎn)換器安裝和連(lian)接電纜

      一(yī)體型電磁流量(liang)計不需要單獨(dú)安裝轉換器；分(fen)體式電⁉️磁流量(liang)計的轉換器安(an)裝在傳感器附(fu)近或儀表室，安(an)裝場所的選擇(ze)餘💘地較大，轉換(huàn)器安裝環境💔條(tiao)件比一體式好(hao)。其防護等級可(ke)降低，例如，可選(xuǎn) IP65或 IP64（防(fáng)塵防濺級）。安裝(zhuāng)場所的要求與(yu) 3 L 1+(3)、 (4)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)各條相同。圖 7電源淨化  轉換器和傳(chuan)感器間距離受(shou)被測介質電導(dǎo)率和信号🐆電纜(lǎn)型号（即電纜的(de)分布電容、導線(xiàn)截面和屏蔽層(céng)數等）的制約，需(xu)選用制造廠随(suí)儀表所附（或規(guī)定型号）的信号(hào)電纜。一般儀表(biǎo) “使用說明(ming)書 ”對不同(tóng)電導率液體提(ti)供允許的傳輸(shu)距離範圍。通常(chang)，單層屏蔽☎️電纜(lǎn)的傳送距離爲(wèi) 50 m

       爲避免引(yin)入幹擾信号，信(xin)号電纜必須單(dan)獨穿在接地保(bao)護鋼✊管内，不能(neng)把信号電纜和(he)電源線安裝在(zai)同一鋼管内。

4. 結語

       随(suí)着企業全面走(zǒu)向市場，企業生(sheng)産經營管理将(jiāng)進一步🌈深化，流(liú)量計量越顯重(zhòng)要。電磁流量計(jì)作爲工📱業流量(liàng)測量儀♻️表的一(yi)種，隻有在正确(que)選型、安裝和👨‍❤️‍👨使(shi)用的前提下才(cai)能更好地發🌈揮(huī)其作用，滿足企(qi)業計量的要㊙️求(qiú)，實現降🐇低生産(chǎn)成⛱️本、提高經濟(jì)效益的目的。

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