目前在集團流量計生產(chǎn)方面取得了優(yōu)異的成績(jì)和穩定的發(fā)展，目前較成熟的產(chǎn)品有三種，分別是電磁流量計、渦流流量計、渦輪流量計，以及已投入生產(chǎn)的節流流量計。 目前，這些產(chǎn)品深受好評，深受各大化工企業(yè)歡迎。 其中電磁流量計采用zui廣zui穩定。 詳細說(shuō)明電磁流量計流量的選擇和設置。

一、電磁流量計的工作原理:

首先，我們需要了解電磁流量計的工作原理。 電磁流量計的基本原理是基于法拉第感應效率，該測量原理可應用于導電流體，該流體的磁場(chǎng)流入垂直于流體方向的管道，由流體感應的電位可通過(guò)對稱(chēng)配置的兩個(gè)電極進(jìn)行測量。 信號電壓u與磁感應強度b、電極間距離d及流體平均流速v成比例。 由于磁感應強度b和電極間距離d一定，所以信號電壓u與平均流速v成比例。 計算體積流量的公式表示信號電壓u與體積流量成比例。 將所感應的信號電壓轉換為轉換器的標度、模擬及數字輸出信號。

二、電磁流量計選型的八大要素:

1 .精度等級、功能及輸出信號

市場(chǎng)電磁流量計性能差異較大，精度高，功能多，精度低，功能簡(jiǎn)單。 高精度儀表的基本誤差是( ±； 0.5%~±； 1%)R，精度低的儀器是( ±； 1.5%~±； 2.5%)FS兩者的價(jià)格相差1~2倍。

一些型號的儀表聲稱(chēng)有更高的靈敏度，并且基本誤差很小( ±； 0.2%~±； 0.3%)R，但有嚴格的設置要求和比較條件。 例如，環(huán)境溫度、前后直管段長(cháng)度等。 因此，比較多種型號時(shí)，不僅要看高指標，還要仔細閱讀廠(chǎng)家的樣本和說(shuō)明書(shū)進(jìn)行綜合分析。

市場(chǎng)上電磁流量計的功能差異也很大，簡(jiǎn)單的是只測量單向流量，只輸出模擬信號來(lái)驅動(dòng)下位計的多功能儀表包括測量雙向流、量程切換、上下限流量警報、管道和電源切斷警報、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動(dòng)對照和故障自診斷、與上位機的通信和運動(dòng)配置等。 某些形式的儀表的串行數字通信功能可以選擇HART協(xié)議系統、PROFTBUS、Modbus、FF現場(chǎng)總線(xiàn)等各種通信接口。 電磁流量計具有以上多動(dòng)能集管功能，同時(shí)還采用RS485、HART、頻率脈沖等輸出方式，方便化工廠(chǎng)生產(chǎn)信號遠距離傳輸。

下圖為電磁流量計的測量誤差圖

2、流速、刻度流量和口徑

選定的儀表口徑不一定與管徑相同。 因流量而異。 流動(dòng)工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般為經(jīng)濟流速1.5~3m/s。 電磁流量計用于這種管道，傳感器口徑可與管徑相同。 電磁流量計滿(mǎn)流量時(shí)的液體流速可在1~10m/s的范圍內選擇，范圍比較廣。 上限流速在原理上沒(méi)有限制，但通常推薦為5m/s以下，只要襯料不能承受液流清洗，實(shí)際上很少超過(guò)7m/s，超過(guò)10m/s更少。 滿(mǎn)度流量的流速下限一般為1m/s，根據型號的不同為0.5m/s。

在幾個(gè)新建工程運行初期流量低或流速低的管系中，從測量精度的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，儀表口徑應改為小于管徑，用異徑管連接。 易附著(zhù)、易堆積、水垢等物質(zhì)所使用的流體的流速在2m/s以上，zui提高到3~4m/s以上，起到自我清掃、防止附著(zhù)堆積等作用。 用于礦漿等磨損性強的流體，常用流速在2~3m/s以下，減少襯里和電極的磨損。 為了測量接近閾值的低流導液體，選擇盡可能低的流速(0.5~不足1 m/s )，流速上升時(shí)流動(dòng)噪音增加，產(chǎn)生輸出波動(dòng)的現象。

3 .液體電導率

使用電磁流量計的前提是，被檢液體必須是電的，不能低于閾值(即下限值)。 電導率低于閾值時(shí)會(huì )產(chǎn)生測量誤差而無(wú)法使用，即使超過(guò)閾值變化也能測量，顯示值的誤差不會(huì )大幅變化，通用型電磁流量計的閾值為10-4~(5×； 10-6)S/cm之間因型號而異。 還可以依賴(lài)于傳感器和轉換器之間的流量信號線(xiàn)的長(cháng)度和分布電容來(lái)使用，制造商的使用說(shuō)明書(shū)中規定了與電導率對應的信號線(xiàn)的長(cháng)度。 非接觸電容耦合大面積電極的設計可以測得電導率低至5×的10-8S/cm的液體。

工業(yè)用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導率在10-4~10-1S/cm之間，使用沒(méi)有問(wèn)題，低蒸餾水為10-5S/cm也沒(méi)有問(wèn)題。 石油產(chǎn)品和有機溶劑的電導率太低就不能使用。 純液和水溶液中電導率低，有些被認為不能使用，但實(shí)際工作中有可能含有雜質(zhì)使用。 這種雜質(zhì)有利于提高電導率。

根據使用經(jīng)驗，實(shí)用的液體電導率zui比儀器制造商規定的閾值至少大一位數。 因為制造商的儀表規格規定的下限值是在各種使用條件良好的狀態(tài)下可測量的zui的較低值。 受電導率均勻性、連接信號線(xiàn)、外部干擾等使用條件的限制，會(huì )發(fā)生輸出晃動(dòng)等。 我們多次測量低濃度蒸餾水和去離子水，其電導率接近閾值5×，10-6S/cm，使用時(shí)輸出波動(dòng)。

4 .液體是否為單相

混入泡狀流中的微小氣泡還能正常發(fā)揮作用，但是測量包含氣泡體積的混合體積流量的氣體含量增加而形成彈(塊)狀的流動(dòng)時(shí)，電極被氣體復蓋，電路有可能瞬間被切斷，出現輸出波動(dòng)，無(wú)法正常發(fā)揮作用。 含有非強磁性粒子和纖維的固液二相流體也同樣能夠測量二相的體積流量。 固體含量高的流體如鉆井泥、鉆井固井泥、紙漿等實(shí)際上是非牛頓流體。 由于固體在載液中一起流動(dòng)，兩者之間有滑動(dòng)，速度有差異，單相液體檢測儀器用于固液兩相流體時(shí)會(huì )產(chǎn)生附加誤差。 電磁流量計應用于固液兩相流體中固體物質(zhì)影響的系統實(shí)驗報告尚未見(jiàn)，但國外報道固體物質(zhì)含量為14%時(shí)，誤差在3%以?xún)?/p>

應用于含礦石顆粒的礦床時(shí)，要注意傳感器內襯的磨損程度，測量管內徑的擴大會(huì )產(chǎn)生附加誤差。 在這種情況下，提出了在選擇耐磨性好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里的同時(shí)，將傳感器安裝在垂直配管上，使配管的磨損均勻，消除水平安裝的下半部分局部磨損嚴重的缺點(diǎn)。 也可在傳感器的入口端安裝噴嘴狀的蓋子，相對延長(cháng)使用時(shí)間。

5 .介質(zhì)是容易沉淀還是容易附著(zhù)

測量管壁上容易附著(zhù)物質(zhì)沉淀的流體時(shí)，如果附著(zhù)電導率比液體高的導電物質(zhì)，信號電位就會(huì )短路，無(wú)法工作，在非導電層必須首先注意電極的污染。 例如，選擇尖的形狀或半球狀的突起電極難以附著(zhù)的可更換的電極、刮板式定標電極等。 葉片式電極可在傳感器外定期用手去污。 海外產(chǎn)品中，曾在電極上安裝超聲波換能器去除表面氧化皮層，現在很少見(jiàn)。 有時(shí)也會(huì )暫時(shí)切斷測量電路，在短時(shí)間內向電極通入低壓大電流，焚燒除去附著(zhù)油脂類(lèi)附著(zhù)層。 在容易附著(zhù)的場(chǎng)所，可以提高流速達到自我清掃的目的，用容易清洗的配管連接，也可以不拆卸清洗傳感器。 非接觸型電極電磁流量計上附著(zhù)有非導電膜層，設計仍然起作用，但是如果是高導電層的話(huà)同樣不起作用。

電磁流量計主要通過(guò)電極選擇避免介質(zhì)沉淀和附著(zhù)的影響。 大多數情況下，我們標準配備按鈕式電極。 這樣的電極在對附著(zhù)有很強的抵抗力的同時(shí)，在一定程度上可以承受磨損。 雖然介質(zhì)中的固體雜質(zhì)少，對電極的磨損少，但介質(zhì)容易附著(zhù)的情況下，推薦使用彈頭式電極材料，可以避免附著(zhù)引起的誤差噪聲。

6、襯里的選擇

襯里材料(或直接與介質(zhì)接觸的測定管)中常用的襯里材料是氟樹(shù)脂、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠、陶瓷等。 近年來(lái)，雖然有采用高純度氧化鋁陶瓷作為襯墊，但僅限于中口徑傳感器。 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、廢水和弱酸堿，價(jià)格zui便宜。 氟樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐藥性，但耐磨性差，不能用于礦漿的測定。 氟塑料中zui應用早的是聚四氟乙烯，與測管之間只有壓接而沒(méi)有粘接力，不能用于負壓配管，因此開(kāi)發(fā)了各種改性品種，實(shí)現了注塑成型，與測管有很強的結合力，可用于負壓，聚氨酯橡膠具有優(yōu)異的耐磨性 其耐磨損性相當于天然橡膠的10倍，適合水煤漿、礦漿等的介質(zhì)溫度為40~60/70℃以下。 氧化鋁陶瓷具有優(yōu)異的耐磨損性和對強酸堿的耐磨損性，耐磨損性約為聚氨酯橡膠的10倍，適合于具有腐蝕性的礦床，但性能較脆，在安裝夾具時(shí)不小心易損壞，可以在高溫( 120~140/180℃)下使用 像蒸汽滅菌一樣，一般溫度的急劇變化不能超過(guò)100℃，升溫到150℃需要10min時(shí)間。

7 .電極材料和接地環(huán)的選擇

電極對測量介質(zhì)的耐腐蝕性是選擇材料時(shí)首先考慮的因素，其次考慮鈍化等表面效應和形成的噪聲是否發(fā)生。

1 )選擇耐腐蝕材料

電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高，常用金屬材料有含鉬的耐酸鋼、哈斯特洛伊等，幾乎可以復蓋所有的化學(xué)液體。 另外，也有適合于漿料等的低噪聲電極，是導電性橡膠電極、導電性氟樹(shù)脂電極和多孔性陶瓷電極、或者復蓋這些材料的金屬電極。 原則上電極材料的選擇應該由使用者參考該介質(zhì)在其他設備上的應用實(shí)際和過(guò)去的經(jīng)驗來(lái)決定。 在現場(chǎng)采集液體樣品在實(shí)驗室進(jìn)行材料腐蝕性試驗等，有時(shí)進(jìn)行必要的實(shí)驗。 zui的良好實(shí)驗是現場(chǎng)掛片，zui在接近實(shí)際應用條件的腐蝕性試驗中，能夠得出是否適用的結論。

2 )避免電極表面效果

電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素，電極材料有時(shí)對被測介質(zhì)具有良好的耐腐蝕性，但不一定是適用材料，不會(huì )產(chǎn)生電極表面效應。 電極表面效應可分為表面化學(xué)反應、電化學(xué)和極化現象、電極催化作用三個(gè)方面。 當電極表面與被檢測介質(zhì)接觸時(shí)，形成鈍化膜和氧化層。 他們對耐腐蝕性能可能起到積極的保護作用，但也可能增加表面接觸電阻。 例如鉭與水接觸時(shí)被氧化，生成絕緣層。 對于避免或減輕電極表面效應的介質(zhì)------電極材料的匹配，沒(méi)有腐蝕性等充分的資料，只有一點(diǎn)經(jīng)驗，還沒(méi)有積累在實(shí)踐中。 接地環(huán)連接在塑料管和襯金屬管流量傳感器的兩端，他們的耐腐蝕要求低于電極，充分腐蝕，定期更換。 通常選擇耐酸鋼或哈斯特洛伊。 由于體積大，經(jīng)濟上很少采用鉭鉑等貴重金屬。 如果金屬工藝管道直接與流體接觸，則不需要接地環(huán)。

本文熱電偶高頻詞： 信號  測量 

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