工(gōng)業控制中電(dian)磁流量計的(de)選型及應用(yong)

引言

      電磁流量(liàng)計有一系列(lie)優良特性，可(ke)以解決其它(ta)流量計不易(yi)應🏒用的問題(tí)，如髒污流、腐(fǔ)蝕流的測量(liàng)。在電磁☔流量(liàng)計選型、安裝(zhuang)和使用方面(mian)有一些技巧(qiǎo)和注意事🈚項(xiang)，根據實際應(yīng)用經驗對這(zhè)些問題進行(hang)分析和讨論(lun)💘。

1. 電磁流(liu)量計的優缺(que)點

     與其(qí)它流量計相(xiang)比，電磁流量(liàng)計具有下列(liè)優點：

    (1) 由(yóu)于測量通道(dao)是一段光滑(hua)直管，不會發(fa)生阻塞，因此(ci)👄，适🔴用☁️于測量(liàng)含固體顆粒(lì)的液固二相(xiang)流體，如紙漿(jiāng)、泥漿、污水等(deng)。

    (2) 不産生(sheng)流量檢測所(suǒ)造成的壓力(lì)損失，節能效(xiào)果好♈。

    (3) 所(suǒ)測的體積流(liu)量受流體密(mì)度、粘度、溫度(du)、壓力和電導(dǎo)率🔴變化的影(yǐng)響小。

    (4) 流(liu)量測量範圍(wéi)度大，量程比(bǐ)可高達 L l000可選流量範(fan)圍寬，液體流(liu)速一般可在(zài) 0.5--1 0m/s内選定(ding)。有些型号儀(yí)表可在現場(chǎng)根據需要擴(kuo)大和縮小流(liu)量測量範圍(wéi)，而不必拆下(xià)儀表進行離(li)線實流标👄定(dìng)。

    (5) 電磁流(liu)量計的口徑(jing)範圍比其他(tā)品種流量儀(yí)表寬✏️，從✊幾毫(háo)🔞米到 3m;可(kě)測正反雙向(xiang)流量；也可測(ce)脈動流量（隻(zhi)要脈動頻率(lü)低🌈于激磁頻(pin)率很多）；儀表(biao)輸出本質上(shang)是線性的。

    (6) 可應用于(yu)腐蝕性流體(tǐ)的測量。

    (7) 與其它流量(liàng)計相比，電磁(cí)流量計所需(xu)直管段較短(duǎn)。

    但電磁(cí)流量計也存(cun)在以下缺點(diǎn)：

    (1) 不能測(cè)量電導率很(hen)低的液體．如(rú)石油制品。

    (2) 不能測量(liàng)氣體、蒸汽和(he)含有較大氣(qì)泡的液體。

    (3) 由于襯裏(li)材料和電氣(qi)絕緣材料的(de)限制，通用型(xíng)電磁流🌈量計(ji)😘不适用于較(jiao)高溫度。

    (4) 投資相對較(jiào)高，特别是大(da)口徑流量的(de)測量。

2. 電(dian)磁流量計的(de)選型

    電(diàn)磁流量計選(xuan)型時應注意(yi)以下事項：

    (1) 液體電導(dao)率應高于允(yǔn)許的下限。各(ge)制造廠商生(shēng)産的産品對(duì)電導率下限(xiàn)值有不同的(de)數值，目前，一(yī)般🧑🏾‍🤝‍🧑🏼電磁流量(liang)計不能測量(liàng)電導率低于(yú) 5μS/cm的液體(ti)流量。

    (2) 液(ye)體流速應在(zài)流量計規定(ding)的範圍内。一(yi)般電磁流量(liàng)計所測流體(ti)平均流速應(ying)在 1-10m/s範圍(wéi)内，部分廠家(jiā)産品的流速(su)範圍可在 0.3-12m/s如西尼爾(er) SINIER的電磁(cí)流量計。若被(bèi)測液體流速(su)太低，可以考(kao)慮加裝異徑(jìng)管，使流速控(kong)制在規定範(fàn)圍内。爲減小(xiao)加裝異徑管(guan)造♈成壓力損(sun)失和影響流(liú)速分布，要求(qiú)異徑管中心(xīn)錐角不超過(guò) 15。，而且越(yuè)小越好。

    (3) 電極形式的(de)選擇。通常，不(bu)産生結晶、結(jié)疤、不沾污電(dian)極的🏒流體💯介(jie)質可選标準(zhǔn)電極；對有污(wū)泥等沾污電(dian)極的應用🈲場(chang)合。

    (4) 襯裏(lǐ)和電極材料(liao)的選擇。根據(jù)液體的腐蝕(shi)性選用合⛹🏻‍♀️适(shi)的襯裏和電(diàn)極材料。可查(cha)有關材料的(de)防腐蝕手冊(ce)選定電極📞材(cái)料；耐混酸等(děng)成分複雜的(de)介質，應做挂(guà)片試驗。應根(gen)據被測介質(zhi)的腐蝕性，磨(mó)損性及溫度(du)來選擇電磁(ci)流量計的襯(chen)💋裏材料。

    (5) 滿足直管段(duàn)的要求和接(jiē)地要求。從電(diàn)極軸線開始(shǐ)測☀️量，一般⛱️入(ru)口直管段不(bu)小于 5D(直(zhi)徑 )，出口(kou)直管段不小(xiǎo)于 3D。爲使(shǐ)儀表可靠工(gong)作，提高測量(liàng)精度，不受外(wài)界寄生電勢(shi)的幹🧑🏽‍🤝‍🧑🏻擾，電磁(ci)流量計的傳(chuán)感器應良好(hǎo)地單獨❗接地(dì)。

    (6) 機型的(de)選擇。根據安(an)裝、使用和維(wéi)護條件，選用(yong)檢測💛和變送(sòng)部分組合在(zài)一起的一體(tǐ)型或分體型(xíng)電磁流量計(ji)。

    (7) 儀表防(fang)護等級的選(xuan)擇。按照國标(biao) GB420 8-8規定的(de)應用環境，選(xuǎn)用儀表外殼(ké)防護等級。例(li)如， IP65爲防(fang)噴水型，它允(yun)許水從任何(he)方向對儀表(biao)噴水，儀表仍(reng)能正常工作(zuo)； IP67爲防浸(jìn)水型，它允許(xu)儀表短時間(jian)内全部浸入(rù)水中仍能正(zheng)常工作。

    (8) 儀表安裝位(wèi)置的選擇。由(yóu)于電磁流量(liàng)計不能在不(bú)滿管🐪或空管(guan)情況下工作(zuò)，所以應保證(zheng)測量管在所(suǒ)有時間内必(bì)須*注滿🛀🏻介質(zhì)🔴。

3. 電磁流(liú)量計的安裝(zhuang)

    安裝時(shí)應注意以下(xià)事項：

    (1) 液(ye)體應具有測(ce)量所需的電(dian)導率，并要求(qiu)電導率分布(bu)大體上均勻(yun)。因此流量傳(chuán)感器安裝要(yào)避開容易産(chan)生電導率不(bú)均勻的場所(suo)，例如其上遊(you)附近加入👨‍❤️‍👨藥(yao)液，加液點設(shè)于傳感器下(xia)遊；液體有🤟混(hùn)合時，其分布(bu)應大體🌂均勻(yun)。

    (2) 使用時(shí)傳感器測量(liàng)管必須充滿(man)液體（非滿管(guǎn)型例外）。

    (3) 液體應與地(dì)同電位。當工(gong)藝管道是塑(su)料等絕緣材(cai)🔆料時，輸送液(ye)體會産生摩(mo)擦靜電，造成(chéng)液體與地間(jiān)有電🈲位差🚩，爲(wèi)此需良好接(jie)地。

3. 1 流量(liàng)傳感器的安(ān)裝

3.1.1 安裝(zhuang)場所

    電(dian)磁流量傳感(gǎn)器對安裝場(chang)所有以下要(yao)求：

    (1) 測量(liang)混合相流體(ti)時，應選擇不(bu)會引起相分(fèn)離的場所安(an)裝⛹🏻‍♀️傳✏️感器；測(ce)量雙組分液(ye)體時，傳感器(qi)應避免🔴裝在(zai)混合尚未均(jun)勻的下遊；測(ce)量化學反應(yīng)物料時，傳感(gǎn)器應安裝🐕在(zài)反應充分完(wan)成段的下遊(you)。

    (2) 盡量避(bi)免測量管内(nei)形成負壓。

    (3) 安裝位置(zhi)應選擇震動(dòng)小的場所，特(tè)别是一體型(xing)儀表。

    (4) 遠(yuǎn)離大電機、大(dà)變壓器等，避(bì)免引入電磁(ci)幹擾

    (5) 選(xuan)擇易于實現(xiàn)傳感器單獨(du)接地的位置(zhi)。

    (6) 盡可能(neng)遠離腐蝕性(xìng)氣體。

    (7) 環(huán)境溫度應在(zài)儀表允許範(fàn)圍内，一體型(xing)儀表受結🤩構(gou)影響，對安裝(zhuāng)環境溫度的(de)要求更高。

    (8) 環境相對(duì)濕度應在儀(yí)表允許範圍(wei)内。

    (9) 犀可(ke)能避免受陽(yáng)光直照，必要(yao)時加防護罩(zhào)。

    (10) 儀表防(fang)護等級應滿(mǎn)足應用要求(qiú)。

3.1.2 直管段(duan)長度要求

      根據儀表(biao)精度要求，電(dian)磁流量傳感(gan)器上遊通常(cháng)需有 5 D的(de)直管段，下遊(yóu)是 3 D的直(zhi)管段。

3.1.3 安(an)裝位置和流(liú)動方向

      傳感器安裝(zhuāng)方向水平、垂(chui)直或傾斜均(jun)可，不受限制(zhi)。測量固、液兩(liang)🙇🏻相流體垂直(zhi)安裝，自下而(er)上流動。可防(fang)止水平安裝(zhuāng)時襯裏下半(ban)部局部磨損(sǔn)嚴重，低流速(sù)時固相沉澱(dian)等缺點。水平(píng)安裝時要使(shi)電極軸線平(ping)行于地平🐉線(xiàn)，如果電極軸(zhóu)線垂直于地(di)平線，則處于(yú)底部的電極(jí)👅易被沉積物(wu)覆蓋，頂部的(de)電極易被液(yè)體中夾帶的(de)氣泡覆蓋電(dian)極表❗面，造成(cheng)輸出信号波(bo)動。圖 1所(suo)示管系中， c、 d爲适(shì)宜位置； a、 b、 e爲(wèi)不宜位置， b處可能液(ye)體不充滿， a、 e處易(yì)積聚氣體，且(qie) e處傳感(gan)器後管段短(duǎn)也有可能不(bú)充滿。對于固(gù)、液兩相流♻️， c處亦是不(bu)适宜的位置(zhì)。

3.1.4 旁路管(guan)安裝

      在(zài)連續生産的(de)工藝管道上(shang)，爲了在不影(yǐng)響生産的☁️情(qing)況下對儀表(biao)進行維修拆(chai)裝或内部清(qing)洗，傳感器應(ying)盡可能采用(yong)✉️與主工藝管(guan)道并聯安裝(zhuang)的方式（旁路(lu)管安裝），如圖(tú)⛷️ 2所示。正(zheng)常生産時截(jié)止閥 1關(guan)閉，截止閥 2、 3打開(kai)，流體就可流(liú)過流量計實(shí)現流量測量(liàng)。當傳感器發(fa)生♌故障需拆(chai)下維修時，隻(zhi)要打開截止(zhi)閥 l，關閉(bì)截止閥 2， 3，就能實(shi)現在不影響(xiang)生産的情況(kuàng)下對流量計(jì)進行拆除。當(dang)需🐇要清洗流(liu)量計内部時(shí)，隻需打開截(jié)止閥 1，關(guan)閉截止閥 2、 3，然後(hòu)打開流量計(jì)兩端盲闆即(ji)可清洗。

    圖 2旁路(lù)管安裝

      但是對于管(guǎn)徑大于 1. 5n韻管系因投(tou)資和空間位(wèi)置限制，不易(yi)實現旁路管(guan)安裝。此時爲(wei)了便于管系(xi)停止運行時(shi)維護人員進(jin)入管道檢🏃‍♂️測(ce)、清洗傳感器(qì)😄内壁，需在流(liú)量計附近工(gōng)🏃🏻藝管道上設(shè)置人孔。

3.1.5 負壓管系的(de)安裝

      氟(fu)塑料襯裏傳(chuan)感器須謹慎(shèn)地應用于負(fu)壓管系。有可(kě)🌂能出現負壓(ya)的正壓管系(xi)應防止産生(shēng)負壓，例如⭐液(yè)體溫度高于(yu)室溫的管系(xì)中，當管系停(ting)止運行關♍閉(bì)傳感器上下(xià)遊截止閥後(hou)，由于流體冷(leng)卻收縮就會(huì)形成負壓，此(cǐ)時就應設置(zhi)如圖 3所(suo)示的負壓防(fang)止連接。

3.1.6 接地

      傳(chuán)感器必須單(dan)獨接地（接地(di)電阻 lOOΩ以(yǐ)下）。分離來自(zì)接地線混亂(luàn)的幹擾：超聲(sheng)儀器接地👉、設(shè)備接地、系🌈統(tong)接地、保護接(jiē)地混亂，各個(gè)接地點電位(wèi)分布不均，不(bu)同接地點間(jiān)存在電位差(cha)，引起地環路(lu)電流，影響系(xì)統正常工作(zuò)。

2 .2 抗幹擾(rǎo)措施

2.2.1 屏(ping)蔽

      變頻(pin)器在運行時(shi)會産生高次(cì)諧波，造成電(dian)壓波形畸變(biàn)，嚴重影響附(fu)近的儀電設(shè)備動作。屏蔽(bi)幹擾源是抗(kàng)幹擾zui有效🌈的(de)方法：

    (1) 在(zai)變頻器的進(jin)線側安裝進(jin)線電抗器及(jí)進線濾波器(qì)，抑制幹擾信(xin)号對電源的(de)幹擾。

    (2) 信(xìn)号線全部采(cai)用屏蔽線，屏(píng)蔽層可靠接(jie)地，布線時盡(jìn)量遠離變頻(pín)器的進、出線(xiàn)。

    (3) 電機電(dian)纜也采用屏(píng)蔽電纜，屏蔽(bì)層可靠接地(dì)。原勻速段🌈的(de)電機控制采(cai)用交流接觸(chù)器控制，接觸(chu)器線圈斷、合(hé)瞬間産生電(dian)磁幹擾。針對(duì)這種情況，将(jiang)交流接觸器(qi)改換成無噪(zao)聲固态接觸(chu)器，其控制電(diàn)源改用 24直流穩壓電(diàn)源。

2.2.2 接地(dì)、濾波、阻容吸(xī)收保護

     針對供給超(chāo)聲儀器使用(yòng)的電源直接(jiē)引至電網的(de)問題♍，将儀器(qì)電源和系統(tǒng)電源分開，采(cai)用圖 7所(suǒ)示的解止

     圖 3負(fù)壓防止連接(jie)

型儀表(biao)原則上接地(dì)應在傳感器(qì)一側，轉換器(qi)接地應🈲在同(tóng)一接地點。如(ru)傳感器裝在(zài)有陰極腐蝕(shí)保護管道上(shàng)，除了傳感器(qi)和接地環一(yī)起接地外，還(hái)要用較粗銅(tóng)導線 (  16IT11112)繞(rao)道傳感器，跨(kua)接到管道的(de) 2個連接(jie)法蘭上，使陰(yīn)極保護電流(liu)與傳感器之(zhi)間隔離。一些(xiē)應🈲用♻️場合的(de)雜散

電(diàn)流過大，如電(dian)解槽沿着電(diàn)解液的洩漏(lòu)電流影響電(dian)磁流量計正(zheng)常測量時，可(kě)采取在流量(liàng)傳感器與🔴其(qí)連接的💃工藝(yì)管道🏃🏻‍♂️之間進(jin)行電氣隔離(li)的辦法。對有(yǒu)陰極保護的(de)管道，如果陰(yīn)極保護電流(liú)影響 EMF測(cè)量時，也可以(yǐ)采取本方法(fa)。

3.2 轉換器(qì)安裝和連接(jiē)電纜

      一(yī)體型電磁流(liú)量計不需要(yào)單獨安裝轉(zhuǎn)換器；分體💋式(shì)電磁🎯流量✊計(ji)的轉換器安(an)裝在傳感器(qì)附近或儀❓表(biǎo)室🍓，安裝場所(suǒ)的選擇餘地(dì)較大，轉換器(qi)安裝環境🈲條(tiao)件比一體式(shi)好。其防護等(děng)級可降低，例(lì)如，可選 IP65或 IP64（防塵(chen)防濺級）。安裝(zhuāng)場所的要求(qiú)與 3 L 1+(3)、 (4)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)各條(tiao)相同。圖 7電源淨化  轉換器和(he)傳感器間距(jù)離受被測介(jiè)質電導率和(he)信号電纜型(xíng)号（即電纜的(de)分布電容、導(dao)線截面和屏(ping)蔽層數等）的(de)制約，需選用(yong)制造廠随儀(yi)表所附（或規(gui)定型号）的信(xìn)号電纜。一般(bān)儀表 “使(shǐ)用說明書 ”對不同電(dian)導率液體提(ti)供允許的傳(chuan)輸距離範圍(wei)。通⛱️常，單❤️層屏(píng)🌏蔽電纜的傳(chuán)送距離爲 50 m

       爲避免引(yin)入幹擾信号(hào)，信号電纜必(bì)須單獨穿在(zài)接地保護鋼(gang)管内，不能把(ba)信号電纜和(he)電源線安裝(zhuang)在同一鋼管(guan)内。

4. 結語(yu)

       随着企(qi)業全面走向(xiàng)市場，企業生(sheng)産經營管理(li)将進♉一步💚深(shen)化，流量計量(liang)越顯重要。電(diàn)磁流量計作(zuo)爲工業流量(liàng)測量儀表的(de)一種，隻有在(zài)正确選型、安(an)裝和使用的(de)前提下才能(neng)更好地發揮(hui)其作用，滿足(zú)企業計量的(de)要求，實現降(jiang)低生産成本(běn)、提高經濟效(xiào)益的✌️目的。

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