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    淺談電磁流量計的正確使用

    淺談電磁流量計的正確使用
    摘要 :本文簡要介紹了電磁流量計的測量原理、特點及適用場合 ,結合工程實踐 ,提出了使用時需要注意的一些問題及處理方法。
    關鍵詞 :電磁流量計測量處理方法
         電磁流量計 (ElectromagneticFlowmeter)是基于法拉第電磁感應定律而工作的一種測量導電液體體積流量的儀表。它能測量具有一定電導率的液體或液、固兩相介質的體積流量 ,如酸、堿、鹽溶液 ,泥漿、礦漿、紙漿、藥漿、糖漿、果漿、血漿、污水等的體積流量。由于電磁流量計具有許多特點 ,因而近年來應用相當廣泛。本文就其使用中出現的一些問題提出了相應的處理措施。
        1測量原理
       由電磁感應定律可知 ,導體在磁場中運動而切割磁力線時 ,導體中便有感應電勢產生。同理 ,在磁場中做切割磁力線運動的導電液體 ,也會產生感應電勢。當滿足一定條件時 ,感應電勢與管道中的導電液體的平均流速成正比。當管道直徑和磁感強度不變時 ,感應電勢與被測液體的體積流量或平均流速之間具有線性關系。若在液體管道兩側各插入一根電極 ,就可引出感應電勢。測量此感應電勢的大小 ,就可求得流量 [1]。
       2電磁流量計的特點及適用場合
    與其他流量計相比 ,電磁流量計具有其獨特的優點和特定的應用場合。
    ( 1)壓力損失小。測量導管是一段無阻流檢測元件和可動部件的光滑直管 ,不產生因檢測流量所形成的壓力損失 ,流體的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力 ,節能效果顯著 ,無機械慣性 ,反應十分靈敏 ,適合于要求低阻力損失的大管徑液體流量的測量。
     ( 2)測量范圍寬。量程比通常為 20:1~50:1,最高可達 100:1,可選測量范圍寬。滿度值液體流速可在 0.5~10m/s。流量范圍為幾十 cm3/h到幾十萬 m3/h。管徑范圍為 2mm到 3000mm。有些型號的儀表可在現場根據需要擴大和縮小流量 (例如設有 4位數電位器設定儀表常數 ),不必取下作離線實際流量標定。
     ( 3)線性度好。流量信號與流體體積流量之間具有線性關系 ,故儀表具有均勻刻度 ,且流體的體積流量與介質的物理性質 (如溫度、壓力、粘度、密度等 )、流動狀態無關。電磁流量計只需用水標定后 ,即可用來測量其他導電液體的體積流量而無須修正。
     ( 4)前置直管段長度要求較短。
    ( 5)可用于腐蝕性流體的流量測量。
    ( 6)可測脈動流量。當然 ,電磁流量計也有其局限性和不足之處。一是不能測量電導率很低的液體 ,如石油制品和有機溶劑等。二是不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。通用型電磁流量計由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制 ,不能用于測量溫度和壓力較高的液體。三是流速與速度分布不符合設定條件時 ,將產生較大的測量誤差。四是當液體流速過低時 ,要把與干擾信號相同數量級的感應電勢進行放大和測量是較困難的 ,且
    儀表也易產生零點漂移。因此 ,電磁流量計的滿量程流速下限一般不得低于 0.3m/s[2]。
        3使用時需要注意的問題及處理方法
    由于智能電磁流量計具有上述特點 ,使用時 ,有一些問題需要引起特別注意。
    ( 1)液體應具有測量所需的電導率 ,并要求電導率分布大體上均勻。因此流量變送器安裝要避開容易產生電導率不均勻場所,例如其上游附近加入藥液 ,加液點最好設在變送器下游。 ( 2)變送器測量管必須充滿液體 (非滿管型例外 )。變送器應安裝在任何時候測量導管內都能充滿液體的地方 ,以防止由于測量導管內沒有液體而指針不在零位所造成的錯覺。測量管最好是垂直安裝 ,使被測液體自下而上流經儀表 ,這樣 ,可以避免在導管中有沉淀物或在介質中有氣泡而造成測量誤差。如不能垂直安裝時 ,也可水平安裝 ,但要使兩電極在同一水平面上。
    ( 3)電磁流量計的信號比較弱 ,在滿量程時只有 2.5~8mV,流量很小時 ,輸出僅有幾微伏 ,外界略有干擾就能影響測量的精度。因此 ,變送器的外殼、屏蔽線、測量導管、以及變送器兩端的管道都要接地。并且要求單獨設置接地點 ,絕對不要連接在電機、電器等的公用地線或上下水管道上。轉換部分已通過電纜線接地 ,故匆再行接地 ,以免因地電位的不同而引入干擾。
     ( 4)變送器的安裝地點應遠離一切電磁場 (例如大功率電機、變壓器等 )且不能有振動。儀表的運行經驗表明 ,即使變送器接地良好 ,當變送器附近的電力設備有較強的漏地電流 ,或在安裝變送器的管道上存在較大的雜散電流 ,或進行電焊時 ,都將引起干擾電勢的增加 ,進而影響儀表正常運行。
    ( 5)變送器和轉換器必須使用同一相電源 ,否則由于檢測信號和反饋信號相差 -120°的相位 ,使儀表不能正常工作。
    ( 6)變送器使用日久且在導管內壁沉積垢層后 ,也會影響測量精度。尤其是垢層電阻過小將導致電極短路 ,表現為流量信號愈來愈小甚至驟然下降。測量線路中電極短路 ,除上述導管內壁附著垢層造成以外 ,還可能是導管內絕緣襯里被破壞 ,或是由于變送器長期在酸、堿、鹽霧較濃的場所工作 ,使用一段時間后 ,信號插座被腐蝕 ,絕緣被破壞而造成的。所以 ,在使用中必須注意保護。
    ( 7)轉換器和傳感器之間距離受制于被測介質電導率和信號電纜型號 ,即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數等。應盡量采用制造廠隨儀表所附 (或規定型號 )的信號電纜。液體的電導率較低和傳輸距離較長時 ,也有規定用三層屏蔽電纜。單層屏蔽電纜適用于工業用水或酸堿液 ,通??蓚魉途嚯x為 100m。
    ( 8)為了避免受到干擾信號的影響 ,信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內 ,不能把信號電纜和電源線安裝在同一保護鋼管內。
    4結束語
    電磁流量計作為工業流量測量儀表的一種 ,要發揮其作用 ,除了做好選型和安裝工作外 ,還需要注意其正確使用。因此 ,從事自動化儀表使用、安裝、檢修和維護的人員 ,在具備一定的專業知識的條件下 ,應當經??偨Y其使用方面的一些技巧和方法 ,使電磁流量計發揮其應有的作用。
    參考文獻 :
    【1】成思危 .過程系統工程辭典 .北京 :中國石化出版社 ,2001.【2】梁國偉 ,蔡武昌 .流量測量技術及儀表 .北京 :機械工業出版社 , 2002.

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