工業控(kòng)制中電磁流量(liang)計的選型及應(yīng)用

引言

      電磁流量計(jì)有一系列優良(liang)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(xíng)、安🤟裝和💞使用方(fang)面有一些技巧(qiao)和注意事項，根(gen)據實際應用經(jing)驗對這些㊙️問題(tí)進行分析和讨(tǎo)論。

1. 電磁流(liú)量計的優缺點(dian)

     與其它流(liu)量計相比，電磁(ci)流量計具有下(xià)列優點：

    （1） 由(yóu)于測量通道是(shi)一段光滑直管(guan)，不會發生阻塞(sāi)，因此，适用于測(ce)量含固體顆粒(li)的液固二相流(liú)體，如紙漿、泥漿(jiang)、污水等。

    （2） 不(bú)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(dǎo)率變化的影響(xiang)小。

    （4） 流量測(cè)量範圍度大，量(liàng)程比可高達L l000可選流量範(fan)圍寬，液體流速(su)一般可在0.5--1 0m/s内選定。有些型(xing)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(bu)必拆下儀表進(jìn)行離線實流标(biāo)定。

    （5） 電磁流(liú)量計的口徑範(fan)圍比其他品種(zhǒng)流量儀表寬，從(cóng)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(mo)動頻率低于激(jī)磁🚶‍♀️頻率很多）；儀(yí)表輸出本質上(shang)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(zhí)管段較短。

    但電磁流量計(ji)也存在以下缺(que)點：

    （1） 不能測(ce)量電導率很低(dī)的液體．如石油(yóu)制品。

    （2） 不能(néng)測量氣體、蒸汽(qi)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(yong)型電磁流量計(jì)不适用于較高(gāo)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(dian)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(dǎo)率應高于允許(xǔ)的下限。各制造(zào)廠商生産的産(chan)⚽品對電導率下(xia)限值有不同的(de)數值，目前，一般(ban)電磁流量計不(bu)能測量電導率(lü)低于5μS/cm的液(yè)體流量。

    （2） 液(yè)體流速應在流(liu)量計規定的範(fàn)圍内。一般電磁(cí)流❗量計所測流(liu)體平均流速應(yīng)在1-10m/s範圍内(nei)，部分廠家産品(pin)的流速範圍可(kě)在0.3-12m/s如西尼(ní)爾SINIER的電磁(ci)流量計。若被測(ce)液體流速太低(di)，可以考慮加裝(zhuāng)異徑🔴管，使流速(su)控制在規定範(fan)圍内。爲減小加(jiā)裝異徑管造成(chéng)壓力損失和📞影(yǐng)響流速分布，要(yao)求異徑管中心(xin)☔錐角不超過15。，而且越小越(yuè)好。

    （3） 電極形(xing)式的選擇。通常(chang)，不産生結晶、結(jie)疤、不沾污電極(jí)的流體介☀️質可(kě)選标準電極；對(dui)有污泥等沾污(wu)電極的應用場(chǎng)合，可選用具有(yǒu)手動機械清污(wu)附件的刮刀式(shi)電極或可更換(huan)式電極。

    （4） 襯(chèn)裏和電極材料(liao)的選擇。根據液(ye)體的腐蝕性選(xuan)用合适的襯裏(lǐ)🥵和電極材料。可(kě)查有關材料的(de)防腐蝕手冊選(xuǎn)定電極材料；耐(nai)混酸等成分複(fu)雜的介質，應做(zuo)挂片👄試驗。應💞根(gēn)據被測介質的(de)腐蝕性，磨損性(xing)及溫度來選擇(zé)電磁流量計的(de)襯裏材料。

    （5） 滿足直管段的(de)要求和接地要(yao)求。從電極軸線(xiàn)開始測量，一🈲般(ban)入口直管段不(bú)小于5D（直徑(jìng)），出口直管(guan)段不小于3D。爲使儀表可靠(kao)工作，提高測量(liang)精度，不受外界(jiè)寄生電✉️勢的幹(gan)擾，電磁流量計(ji)的傳感器應良(liang)好地單獨接地(dì)。

    （6） 機型的選(xuan)擇。根據安裝、使(shi)用和維護條件(jian)，選用檢測和變(biàn)送部分組合在(zai)一起的一體型(xíng)或分體型電磁(cí)流量計。

    （7） 儀(yí)表防護等級的(de)選擇。按照國标(biāo)GB420 8-8規定的應(ying)用環境，選用儀(yi)表外殼防護等(deng)級。例如，IP65爲(wei)防噴水型，它允(yun)許水從任何方(fang)向對儀表噴水(shui)，儀表仍能正常(chang)工作；IP67爲防(fang)浸水型，它允許(xǔ)儀表短時間内(nei)全部浸入水中(zhong)仍🔅能正常工作(zuo)。

    （8） 儀表安裝(zhuang)位置的選擇。由(you)于電磁流量計(ji)不能在不♋滿👨‍❤️‍👨管(guǎn)㊙️或空管情況下(xia)工作，所以應保(bǎo)證測量管在所(suǒ)有時間内必須(xu)*注滿介質。

3. 電磁流量計的(de)安裝

    安裝(zhuang)時應注意以下(xia)事項：

    （1） 液體(tǐ)應具有測量所(suǒ)需的電導率，并(bing)要求電導率分(fèn)❌布大🔅體上均勻(yun)。因此流量傳感(gan)器安裝要避開(kāi)容易産生電導(dǎo)率不均勻的場(chang)所，例如其上遊(you)附近加入藥液(yè)，加液點設🈲于傳(chuán)感☁️器下遊；液體(ti)有混合時，其分(fèn)布應大體⭕均勻(yun)。

    （2） 使用時傳(chuan)感器測量管必(bi)須充滿液體（非(fēi)滿管型例外）。

    （3） 液體應與地(dì)同電位。當工藝(yi)管道是塑料等(děng)絕緣材料時，輸(shū)送液體會産生(shēng)摩擦靜電，造成(cheng)液體與地間有(you)電位差，爲此🧑🏽‍🤝‍🧑🏻需(xū)良好接地。

3. 1 流量傳感器的(de)安裝

3.1.1 安裝(zhuang)場所

    電磁(ci)流量傳感器對(dui)安裝場所有以(yǐ)下要求：

    （1） 測(ce)量混合相流體(ti)時，應選擇不會(hui)引起相分離的(de)場所安裝傳感(gan)器；測量雙組分(fèn)液體時，傳感器(qì)應避免裝在混(hun)合尚未均勻的(de)下遊；測量化學(xué)反應物料時，傳(chuán)感器應安裝在(zài)反應充分完成(cheng)段的💯下遊。

    （2） 盡量避免測量(liàng)管内形成負壓(yā)。

    （3） 安裝位置(zhì)應選擇震動小(xiǎo)的場所，特别是(shì)一體型儀表。

    （4） 遠離大電機(ji)、大變壓器等，避(bì)免引入電磁幹(gan)擾

    （5） 選擇易(yì)于實現傳感器(qi)單獨接地的位(wei)置。

    （6） 盡可能(neng)遠離腐蝕性氣(qì)體。

    （7） 環境溫(wen)度應在儀表允(yǔn)許範圍内，一體(ti)型儀表受結構(gòu)影響，對安裝環(huán)境溫度的要求(qiu)更高。

    （8） 環境(jìng)相對濕度應在(zai)儀表允許範圍(wei)内。

    （9） 犀可能(neng)避免受陽光直(zhi)照，必要時加防(fang)護罩。

    （10） 儀表(biao)防護等級應滿(man)足應用要求。

3.1.2 直管段長度(dù)要求

      根據(ju)儀表精度要求(qiú)，電磁流量傳感(gan)器上遊通常需(xu)有5 D的直管(guan)段，下遊是3 D的直管段。

3.1.3 安裝位置和流(liú)動方向

      傳(chuan)感器安裝方向(xiang)水平、垂直或傾(qīng)斜均可，不受限(xian)制。測🐪量固、液🏃‍♂️兩(liǎng)相流體垂直安(ān)裝，自下而上流(liú)動。可防止水平(ping)安裝時襯裏下(xià)半部局部磨損(sǔn)嚴重，低流速時(shi)固相沉澱等缺(quē)點。水平安裝時(shi)要使電極軸線(xiàn)平行于地平線(xiàn)，如果電極軸線(xian)垂直于地平線(xiàn)，則處于底部的(de)電極易被沉積(ji)物覆蓋，頂部的(de)💞電極易被液體(tǐ)中夾帶的🎯氣泡(pào)覆蓋電極表面(miàn)，造成輸出信号(hào)波動。圖1所(suo)示管系中，c、d爲适宜位(wèi)置；a、b、e爲不宜位置(zhì)，b處可能液(yè)體不充滿，a、e處易積聚(jù)氣體，且e處(chù)傳感器後管段(duàn)短也有可能不(bú)充滿。對于固、液(ye)兩相流，c處(chu)亦是不适宜的(de)位置。

3.1.4 旁路(lu)管安裝

      在(zai)連續生産的工(gōng)藝管道上，爲了(le)在不影響生産(chǎn)的情😘況下對‼️儀(yí)表進行維修拆(chāi)裝或内部清洗(xi)，傳感器應盡可(kě)能采用🚶與主工(gong)藝🔱管道并聯安(an)裝的方式（旁☀️路(lù)管安裝），如圖2所示。正常生(sheng)産時截止閥1關閉，截止閥(fá)2、3打開(kai)，流體就可流過(guò)流量計實現流(liu)量測量。當傳感(gǎn)器發🛀生故障需(xū)拆下維修時，隻(zhī)要打開截止閥(fá)l，關閉截止(zhǐ)閥2，3，就(jiu)能實現在不影(ying)響生産的情況(kuang)下對流量計進(jìn)行拆除。當需🔴要(yao)💁清洗流量計内(nei)部時，隻需打開(kai)截止閥1，關(guan)閉截止閥2、3，然後打開(kai)流量計兩端盲(mang)闆即可清洗。

    圖2旁路(lù)管安裝

      但(dan)是對于管徑大(da)于1. 5n韻管系(xi)因投資和空間(jian)位置限制，不易(yì)實現旁路管安(ān)裝。此✏️時爲了便(bian)于管系停止運(yùn)行時維護人員(yuan)進入管道檢測(ce)、清洗傳感器内(nèi)壁，需在流量計(jì)附近工藝管道(dao)上設置人孔。

3.1.5 負壓管系的(de)安裝

      氟塑(sù)料襯裏傳感器(qì)須謹慎地應用(yòng)于負壓管系。有(you)可能出現負壓(yā)的正壓管系應(ying)防止産生負壓(yā)，例如液體溫度(dù)高于室溫的管(guǎn)系中，當管系停(ting)止運行關閉傳(chuán)感⛷️器上下遊截(jié)止閥後，由于流(liú)體冷卻收縮就(jiù)會形成負壓，此(cǐ)時就應設置如(ru)圖3所示的(de)負壓防止連接(jiē)。

3.1.6 接地

      傳感器必須單(dān)獨接地（接地電(diàn)阻lOOΩ以下）。分(fen)離來自接地線(xiàn)混亂的幹擾：超(chāo)聲儀器接地、設(shè)㊙️備接地🌍、系統接(jie)地、保護接地混(hùn)亂，各個接地點(diǎn)電位分布不均(jun1)，不同接地點間(jian)存在電位差，引(yin)起地環路電流(liú)，影響系統正常(cháng)工作。

2 .2 抗幹(gan)擾措施

2.2.1 屏(ping)蔽

      變頻器(qi)在運行時會産(chǎn)生高次諧波，造(zào)成電壓波形畸(jī)👈變，嚴重影響附(fù)近的儀電設備(bei)動作。屏蔽幹擾(rǎo)源是抗幹擾☔zui有(you)效的方法：

    （1） 在變頻器的進(jin)線側安裝進線(xian)電抗器及進線(xian)濾波器❤️，抑制幹(gàn)擾信号對電源(yuán)的幹擾。

    （2） 信(xìn)号線全部采用(yong)屏蔽線，屏蔽層(ceng)可靠接地，布線(xiàn)時盡量遠離♋變(biàn)頻器的進、出線(xiàn)。

    （3） 電機電纜(lan)也采用屏蔽電(diàn)纜，屏蔽層可靠(kao)接地。原勻速段(duan)的電機控制采(cai)用交流接觸器(qì)控制，接觸器線(xiàn)圈斷、合瞬間産(chǎn)👈生電磁幹擾。針(zhen)對這種情況，将(jiang)交流接觸器改(gai)換成🌈無噪聲固(gù)态接觸器，其控(kòng)制電源改用24直流穩壓電(dian)源。

2.2.2 接地、濾(lǜ)波、阻容吸收保(bǎo)護

     針對供(gòng)給超聲儀器使(shi)用的電源直接(jiē)引至電網的✏️問(wen)題，将儀器👌電源(yuan)和系統電源分(fèn)開，采用圖7所示的解止

     圖3負壓(ya)防止連接

型儀表原則上(shàng)接地應在傳感(gan)器一側，轉換器(qi)接地應在同一(yi)接地點。如傳感(gan)器裝在有陰極(ji)腐蝕保護管道(dào)上，除了傳🌈感器(qi)和接地環一起(qi)接地外，還要用(yòng)較粗銅導線（  16IT11112）繞道傳感器(qì)，跨接到管道的(de)2個連接法(fa)蘭上，使陰極保(bǎo)護電流與傳感(gan)器之間隔離。一(yī)些應用♉場合的(de)雜散

電流(liu)過大，如電解槽(cáo)沿着電解液的(de)洩漏電流影響(xiǎng)電磁流量計正(zhèng)常測量時，可采(cǎi)取在流量傳感(gǎn)器與其連接的(de)⛷️工藝管道之間(jian)進行電氣隔離(lí)的辦法。對有陰(yin)極保護的管道(dao)，如果陰極保護(hù)電流影響EMF測量時，也可以(yi)采取本方法。

3.2 轉換器安裝(zhuāng)和連接電纜

      一體型電磁(ci)流量計不需要(yào)單獨安裝轉換(huàn)器；分體📱式電磁(cí)流量計的轉換(huàn)器安裝在傳感(gan)器附近或儀表(biao)室💚，安裝❤️場所的(de)選擇餘地較大(dà)，轉換器安裝環(huán)境條件比一體(tǐ)式好。其防護等(děng)級☁️可降低，例如(rú)，可選IP65或IP64（防塵防濺級(ji)）。安裝場所的要(yao)求與3 L 1+（3）、（4）、（6）、（7）、（8）、（9）各條相同(tong)。圖7電源淨(jìng)化 轉換器(qì)和傳感器間距(jù)離受被測介質(zhi)電導率和信号(hao)電纜型号（即電(dian)纜的分布電容(róng)、導線截面和屏(ping)蔽🌈層數等）的制(zhi)約🙇🏻，需選用制造(zào)廠随儀表所附(fu)（或規定型号）的(de)信号電纜。一般(bān)👨‍❤️‍👨儀表“使用(yong)說明書”對(dui)不同電導率液(ye)體提供允許的(de)傳輸距離範圍(wéi)。通⭕常，單層屏蔽(bì)電纜的傳送距(ju)離爲50 m

       爲避(bì)免引入幹擾信(xin)号，信号電纜必(bì)須單獨穿在接(jiē)💔地保護💔鋼管内(nei)，不能把信号電(dian)纜和電源線安(ān)裝在同一鋼管(guan)内。

4. 結語

       随着企業全(quan)面走向市場，企(qǐ)業生産經營管(guan)理将進一步深(shen)化，流量計量越(yue)顯重要。電磁流(liu)量計作爲工✊業(yè)流量測量儀表(biǎo)的一種，隻有在(zai)正确選型、安裝(zhuang)和❓使用的⁉️前提(ti)下才能更好地(di)發揮其作用，滿(man)足企業📱計量的(de)要求，實現降低(dī)生産成本、提高(gao)經濟效益的目(mù)的。

因此廣(guǎng)州迪川儀器儀(yí)表有限公司爲(wèi)更好儀器儀表(biao)而不斷努力