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电磁流量计的选型与应用研究
发布时间:2021-10-21 08:47:53

摘要:本文介绍了电磁流量计的特点和注意事项。电磁流量计精度高、工作可靠、耐用性好、维护费用低,测量范围宽。详细介绍了电极及衬里材料的选择,流量计安装和使用注意事项、流量计的选型等,选用什么种类的电磁流量计,应根据被测流体介质的温度、压力、腐蚀性、磨损性等物理性质和化学性质来确定。安装在无振动、无强电磁场的环境中,尽量垂直安.装,水平安装需要安装在低处,信号线使用屏蔽线,走线不能跟强电线路一起。通过合理选型,既提高了流量计测量精度,又延长了使用寿命,现在电磁流量计被广泛应用于电力、环保、冶金、化工、石化、医药、食品等行业,应用前景广阔。
1电磁流量计的特点
1.1优点
①测量管与工艺管的口径可以相同,管内无可动部件及节流元件,没有压力损失,并且可以测量含有颗粒、悬浮物的介质。②可以用来测量具有强腐蚀性的介质。③输出信号不受介质的物理性质如压力、黏度、温度的影响,输出信号与流量大小具有很好的线性关系。④测量范围宽,流量比达1:100,管径可以做到lm.
1.2缺点
①介质温度、压力不影响信号输出大小与精度,但是管道承压及衬里性质影响其使用范围,一般使用压力不超过4MPa,温度不超过150℃。②不能测量气体、蒸汽和石油制品等非导电性介质,要求介质电导率大于5uS/cm.③根据电磁感应定律,感应电势的大小跟介质流速成正比,因此流速不能太低,一般要求流速下限为50cn/s,当流速不能达到要求时,可以通过缩径的方式实现。
2电磁流量计传感器的结构
2.1检测导管
  检测导管是由非导磁的高阻材料制成。为了避免励磁线被检测导管的管壁短路,并使检测导管在较强的交变磁场中尽可能地降低涡流损耗,一般为不锈钢、玻璃钢或具有高电阻率的铝合金。
2.2绝缘衬里
  为了防止检测导管被腐蚀并使内壁光滑,常常在整个检测导管内壁涂_上绝缘衬里,衬里材料由工作温度来决定一般常用陶瓷或专门的橡胶、环氧树脂等。需要指出的是:用不锈钢等导电材料做导管时,在检测导管内壁与电极之间必须有绝缘衬里,以防止感应电势被短路。
2.3电极
  一般由导磁的不锈钢材料制成,也有用铂、黄金或不锈钢镀铂、镀黄金等制成。要求电极与内衬平齐,以便流体通过时不受阻碍。电极宜安装在管道水平方向,以防止沉淀物堆积在电极上而影响检测的精度。
2.4传感器的磁场
  采用直流磁场,交变磁场都可以。直流磁场可以用永久磁铁来实现,这种结构比较简单。但是,由于采用直流磁场,在电极.上产生的感应电势为直流电势,会引起被测介质的电解,从而在电极上发生极化现象,破坏原来的检测条件。所以,工业生产上用的电磁流量计一般采用交变磁场。采用交变磁场可以有效地消除极化现象。但是,由于电磁流量计在工作时,管道内充满导电液体,因而交变磁通就不可避免地要穿过由电极引线、被测液体和转换部分的输入阻抗构成的闭合回路,从而在该回路内产生一个附加的干扰电势,会引起检测误差。因此,可在检测部分的结构上采取相应措施,使进入仪表的干扰电势互相抵消,消除此项影响。
3选型注意事项
3.1环境条件
  电磁流量计安装分为两种:--体式和分体式。(1)现场和环境较好的条件下,一般选用一体式,即传感器和转换器组装成一体。(2)分体式电磁流量计即传感器和转换器分开装于不同地点,一般出现以下情况时选用分体式:
①环境温度或流量计转换器表面受辐射温度超过60℃;
②管道振动较大的场合:③对传感器的铝壳严重腐蚀的场合:
④现场湿度较大或有腐蚀性气体的场合:⑤流量计装在高空或不方便调试的场合。
3.2防爆及防护等级
  根据环境要求,选择本安、隔爆型电磁流量计或普通型,并且满足一定的防护等级,按规范进行安装,提高仪表的安全性。
3.3电极材料
  导电介质在电磁流量计管内通过时,在外加磁场的作用下产生感应电势,电极的作用就是把产生的电动势引出来,然后放大、输出标准信号。电极直接跟介质接触,因此,应根据介质的化学性质,选择合适的电极,以免出现腐蚀。常用的电极材质有钽、钛、316L、HC、铂铱合金、碳化钨等。
3.4接地环或接液环
  电磁流量计的输出信号比较小,一般只有2.5~8mV,小流量时信号可能低至几微伏,外界稍有干扰就会影响测量精度。因此,仪表外壳、测量管、介质、仪表屏蔽线等要做好等电位连接,并进行可靠、单独接地。与介质连接的金属部.分,就叫接地环或接液环。接地环的材料选择--般考虑经济性和耐腐蚀性,对于大口径的金属管道上的电磁流量计,为了节约成本,可以不设接地环,将流量计的法兰和管道连起来然后再接地;如果电磁流量计用在小口径的管道上或用在非金属管道上,必须设置接地环。
3.5内衬材料
  内衬主要作用是绝缘,预防电极短路,同时保护测量管不受介质腐蚀。常用的内衬材料包括:聚氨酯橡胶、PFA、天然软橡胶、EPDM橡胶,选择时应根据介质温度、腐蚀性、是否含有固体颗粒、耐磨性能等情况,选择合适的内衬,延.长仪表使用寿命。
3.6供电电源
  一般厂家的电磁流量计采用四线制接线,信号线与电源线分开,可以采用交流220V电源供电,也可以采用直流24V电源供电。原则上采用直流24V安全电源供电,特别是在易燃易爆的环境。
4安装注意事项
4.1安装地点的选择
①尽量避免将电磁流量计安装在温度经常变化的地点,降低温度变化引起的温漂,减少流量不稳情况。如果现场受到热源的辐射,必须采用热隔离或通风设施。②避免将流量计安装在受振动或撞击的地方。③尽量避免将电磁流量计安装在腐蚀性环境中,若不能避免,尽量选择通风良好的环境。④电磁流量计尽量避免阳光直晒。⑤请勿将电磁流量计安装在电动机、变压器和其他强电源附近,减少电磁干扰。⑥留足必要的安装及检修空间。
4.2流量计可自动检测正反方向
  安装仪表时,应使流向箭头同现场实际正流向保持一致。对分离型仪表,交换转换器或传感器一端的CD1和CD2端子上的连线,相当于切换流向。
4.3传感器(含--体型)与管道的连接要求
  首先,要注意传感器本身不能作为荷重支撑点,它不能支撑毗连的工作管道。同时,传感器安装时应当使其不受过大的拉紧应力,应考虑消除毗连管道因热膨胀产生的应力影响。安装传感器时,应保证测量管与工艺管道同轴。法兰之间加装的法兰垫圈,应有良好的耐腐蚀性能,该垫圈不得伸入管道内部。在传感器邻近管道进行焊接或火焰切割时,要采取隔离措施,防止衬里受热。为可靠测量,重要的是电极应当完全浸没在被测流体中,传感器可以安装在任何方位(水平、垂直、倾斜),只要通过电极的连线基本处于水平位置即可(与水平线夹角一般<10度),为了进一步减小夹带气泡对测量的影响,可以适当提高工作压力。要避免管道内产生负压,损坏衬里。仪表安装场所的磁场强度应小于400A/m。
4.4与金属管道的连接、连线和接地
  流量信号是以介质为参考点(0V)的差动信号,传感器内部已将信号参考点(OV)与金属测量管连通。一般通过管道法兰与仪表法兰的连接螺栓虽然能使流量计取得介质电位(0V),但正规的方法是加装电气连线,确保以介质为OV的流量信号可靠输出。传感器还应加接地线,接地电阻应小.于10欧姆。
4.5其他安装注意事项
①电磁流量计接地装置应独立设置,不能与电气系统共用接地装置,接地电阻≤109.②仪表安装完毕,通过2mm2铜芯软线将电磁流量计接地极连接到接地装置。③为了保护电磁流量计内衬不被机械划伤,建议管道吹扫完毕后,再安装电磁流量计。同时,在焊接管道时,严格控制电焊机接地线搭接位置,避免用电磁流量计本体作为导体通过焊接电流,以防电子线路被击穿,造成仪表损坏。④为了防止电磁流量计受到管道的振动、热胀冷缩的影响,避免将电磁流量计单独固定,可以通过管道--起进行支撑。⑤电磁流量计中心轴应与管道中心轴保持同心,以免引起测量误差。⑥搬运电磁流量计时,应保证流量计测量管部位均衡受力,或通过本体的吊环进行搬运,不能让流量计信号引出管和接线盒受力。⑦当介质中含有固体沉淀物时,电磁流量计应垂直安装,避免安装在水平管道的最低点,以防物料堆积在管道内。⑧尽量远离泵出口安装,因为泵出口介质状态不稳定并且距离电动机太近,容易产生干扰。
5结束语.
  电磁流量计是化工生产中常用的-种流量计,在设计、选型、安装过程中,应结合安装地点、使用现场环境情况(防爆)以及介质的物理、化学性质,选择合适的规格型号,进行规范安装,以满足不同的生产需要。

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