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電磁流量計

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闡述電磁流量計在化工中的應用和常見故障探討

來源✘₪:作者✘₪:發表時間✘₪:2022-03-16 08:58:09

  摘要✘₪:闡述了電磁流量計在化工申的應用☁│•。選型要點及應用中常見故障的探討☁│•。在煉油╃│、化工生產中▩•↟✘▩,有些液體介質是具有導電性的▩•↟✘▩,因而可以應用電磁感應的方法去測量流量☁│•。電磁流量計的特點是能夠測量酸╃│、鹼╃│、鹽溶液以✘₪:雖含有固體顆粒例如泥漿)或纖維液體的流量☁│•。電磁流量計通常由感測器╃│、轉換囂和顯示儀組成☁│•。

 
1╃│、前言
電磁流量變送器由感測器和轉換器兩部分組成☁│•。被測流體的流量經感測器變換成感應電勢▩•↟✘▩,然後再由轉換器將感應電勢轉換成統一的直流標準訊號(4—20mA)作為輸出☁│•。
 
2╃│、工作原理及安裝注意事項
2.1工作原理
電磁流量計的工作原理是以感應定律為基礎的☁│•。當一個導體在電磁場中運動▩•↟✘▩,並且運動方向垂直於電磁場▩•↟✘▩,那麼感應電動勢垂直於導體運動方向和電磁場方向☁│•。電動勢的值與昌缽的速度和磁通密度f茨正比☁│•。當導電流體以平均速度Ⅶ'n▩•↟✘▩,灩過一根內徑為D(m)的管子時▩•↟✘▩,在管子中存在一個均勻的磁通密度為Bm的磁場▩•↟✘▩,那麼就可感應到一個垂直於電磁場方向和流動方向的電動勢E(v)▩•↟✘▩,感應電勢的方向可以由右手定則判斷✘₪:
 
E=D·V·B(v)(1)
體積流量Q可以從下列方程中得到✘₪:Q=n/4·D2.V(m3/S)(2)
 
從方程(1)和方程(2)中得到✘₪:Q=n/4·D/B·E(m3/s)
 
因此▩•↟✘▩,電動勢可表示為✘₪:E=n/4·D/B·Q(v)(3)
 
如果B是個常數▩•↟✘▩,那麼從(3)中可以知道▩•↟✘▩,Q與E成正比☁│•。只要測出E就可得到體積流量Q(m3/s)☁│•。
 
22安裝注意事項
1)變送器的安裝位置▩•↟✘▩,要選擇在任f司耐候測量導管內都能充滿液體▩•↟✘▩,以防止由於測量導管內沒有液體而指示不在零點所引起錯覺☁│•。很好垂直安裝▩•↟✘▩,減少由於液體流過在電極上出現氣泡造成的誤差☁│•。
 
2)變送器的安裝地點要遠離一切磁源(例如大功率電機╃│、變壓器等)▩•↟✘▩,不能有振動☁│•。
 
3)管路設計應確保液體中不會分離出氣體▩•↟✘▩,流量十應安裝在f圈的上游▩•↟✘▩,因為由於閥的作用▩•↟✘▩,使管道中壓力降低▩•↟✘▩,從而產生氣泡☁│•。
 
4)電磁流量計的訊號比較徼弱▩•↟✘▩,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;隹確度☁│•。因此▩•↟✘▩,變送器的外殼╃│、遮蔽線╃│、測量導管以及變送器兩端的管道都要接地☁│•。並且要求單獨設定接地點▩•↟✘▩,很好不要連線在電機╃│、電器等公用地線或上下水道上☁│•。
 
5)被測流體的流向與流量計的標記—致☁│•。6l為獲得正常測量精確度▩•↟✘▩,電磁流量計感測器上游要有一定長度直管段▩•↟✘▩,9護彎頭╃│、T形管╃│、同心異徑管╃│、全開閘閥後通常認為只需離中心線5倍直徑(5D)長度的直管段▩•↟✘▩,不同開度的閥則需1OD✘₪:下游直管段為(2~3)D或無要求☁│•。
 
3╃│、流量計選型考慮要點
3.1╃│、襯裡材料(或盔接與介質接觸的測量管)
常用的襯裡材料有氟塑膠╃│、聚氨醋橡膠╃│、氯丁橡膠和陶瓷等☁│•。氟塑膠包括聚四氟乙烯(F一4)╃│、全氟乙丙稀(四氟乙烯和六氟丙烯共聚物▩•↟✘▩,F-46▩•↟✘▩,習稱FEP)╃│、四氟乙烯和乙烯共聚物(F一40)和四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)☁│•。玻璃鋼有作襯裡的也有單獨製成測量管的☁│•。近幾年有采用高純氧化鋁(99.7%AL2O3)陶瓷製成襯裡的▩•↟✘▩,但只限於小口徑感測器☁│•。
 
氯丁橡膠和玻璃鋼用於非腐蝕性或弱腐蝕性液體▩•↟✘▩,如工業用水╃│、廢汙水及弱酸鹼☁│•。氟塑膠具有優良的耐化學腐蝕性▩•↟✘▩,但耐磨性差▩•↟✘▩,不能用於測量礦漿液☁│•。氯塑膠_中最早應用的是聚四氟乙烯▩•↟✘▩,因與測量管間僅靠壓貼▩•↟✘▩,無粘結力▩•↟✘▩,不能用於負壓管道☁│•。聚氨酯橡膠有極好的耐磨耗性▩•↟✘▩,但耐酸鹼的腐蝕性較差☁│•。氧化鋁陶瓷有極好的耐磨性和對強酸鹼的耐腐蝕性▩•↟✘▩,應用於具有腐蝕性的礦漿☁│•。
 
3.2╃│、電極和接地環材料
電極對測量介質的耐腐蝕是選擇材科shou先考慮的因素▩•↟✘▩,其次考慮是否會產生鈍化等表面效應和所形成的噪聲☁│•。接地環連線在塑膠管道或絕緣襯裡金屬管道的流量感測器兩端▩•↟✘▩,它們的耐腐蝕要求比電極低▩•↟✘▩,允許有一定寓蝕▩•↟✘▩,定期更換☁│•。通常選用耐酸鋼或哈氏合金☁│•。
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4╃│、電磁流量計應用中常見故障的探討 
電磁流置計使用中的常見故障▩•↟✘▩,有的是由於儀表本身元器件損壞 引起的故障▩•↟✘▩,有的是由於選用不當╃│、安裝不妥╃│、環境條件╃│、流體特性等 因素造成的故障▩•↟✘▩,如顯示波動╃│、精度下降甚至儀表損壞等☁│•。它一般可以 分為兩種型別✘₪:安裝除錯時出現的故障(除錯期故障) 和正常執行時出 現的故障(執行期故障) ☁│•。 
 
4.1除錯期故障 
常見的除錯期故障通常由安裝不妥╃│、環境干擾以及流體特性影響 等原因引起☁│•。 
1)安裝方面✘₪:通常是電磁流量感測器安裝位置不正確引起的故 障▩•↟✘▩,常見的如將感測器安裝在易積聚氣體的管系最高點✘₪:或安裝在自上 而下的垂直管上▩•↟✘▩,可能出現排空☁│•。 
 
2) 環境方面✘₪:通常主要是管道雜散電流乾擾▩•↟✘▩,空間強電磁波干擾▩•↟✘▩, 大型電磁波干擾等☁│•。管道雜散電流乾擾通常採取良好的單獨接地保護 就可獲得滿意結果▩•↟✘▩,但如遇到強大的雜散電流▩•↟✘▩,尚需採取另外措施和流 量感測器與管道絕緣等☁│•。 3) 流體 面✘₪:被測液體中含有均勻分佈的微小泡通常不影響電磁流量計的正常工作▩•↟✘▩,但隨著氣泡的增大▩•↟✘▩,儀表輸出信 號會出現波動▩•↟✘▩,若氣泡大到足以遮蓋整個電極表面時▩•↟✘▩,隨著氣泡流過電 極會使電極迴路瞬間斷路而使輸出訊號出現更大的波動☁│•。測量混合介質 時▩•↟✘▩,如果在混合未均勻前就進^流量感測進行測量▩•↟✘▩,也將使輸出訊號產 生波動☁│•。
 
4.2執行期故障 
執行期故障是電磁流量計經除錯並正常執行一段時期後出現的故 障▩•↟✘▩,常見的執行期故障—般由流量感測器內壁附著層╃│、雷電打擊以及環 境條件變化等因素引起☁│•。 
 
1) 感測器內壁附著層由於電磁流量計執行一段時間後▩•↟✘▩,常會在傳 感器內壁積聚附著層而產生故障☁│•。若附著物為絕緣層▩•↟✘▩,則電極迴路將出 現斷路▩•↟✘▩,儀表不能正常工作;若附著層電導率顯著高於流體電導率▩•↟✘▩,則 電極迴路將出現短路▩•↟✘▩,儀表也不能正常工作☁│•。所以▩•↟✘▩,應及時清除電磁流 量計測量管內的附著結垢層☁│•。 
 
2) 雷電打擊雷擊容易在儀表線路中感應出高電壓和浪湧電流▩•↟✘▩,使 儀表損壞☁│•。它主要透過電源線或勵磁線圈或感測器與轉換器之間的流量 訊號線等途徑引入▩•↟✘▩,尤其是從控制室電源線引入佔絕大部分☁│•。 
 
3)環境條件變化在除錯期間由於環境條件尚好( 例如沒有干擾 源)▩•↟✘▩,流量計工作正常▩•↟✘▩,此時往往容易疏忽安裝條件(例如接地並不怎 麼良好)☁│•。
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