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浅谈电磁流量计的正确使用

浅谈电磁流量计的正确使用
摘要 :本文简要介绍了电磁流量计的测量原理、特点及适用场合 ,结合工程实践 ,提出了使用时需要注意的一些问题及处理方法。
关键词 :电磁流量计测量处理方法
     电磁流量计 (ElectromagneticFlowmeter)是基于法拉第电磁感应定律而工作的一种测量导电液体体积流量的仪表。它能测量具有一定电导率的液体或液、固两相介质的体积流量 ,如酸、碱、盐溶液 ,泥浆、矿浆、纸浆、药浆、糖浆、果浆、血浆、污水等的体积流量。由于电磁流量计具有许多特点 ,因而近年来应用相当广泛。本文就其使用中出现的一些问题提出了相应的处理措施。
    1测量原理
   由电磁感应定律可知 ,导体在磁场中运动而切割磁力线时 ,导体中便有感应电势产生。同理 ,在磁场中做切割磁力线运动的导电液体 ,也会产生感应电势。当满足一定条件时 ,感应电势与管道中的导电液体的平均流速成正比。当管道直径和磁感强度不变时 ,感应电势与被测液体的体积流量或平均流速之间具有线性关系。若在液体管道两侧各插入一根电极 ,就可引出感应电势。测量此感应电势的大小 ,就可求得流量 [1]。
   2电磁流量计的特点及适用场合
与其他流量计相比 ,电磁流量计具有其独特的优点和特定的应用场合。
( 1)压力损失小。测量导管是一段无阻流检测元件和可动部件的光滑直管 ,不产生因检测流量所形成的压力损失 ,流体的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力 ,节能效果显著 ,无机械惯性 ,反应十分灵敏 ,适合于要求低阻力损失的大管径液体流量的测量。
 ( 2)测量范围宽。量程比通常为 20:1~50:1,最高可达 100:1,可选测量范围宽。满度值液体流速可在 0.5~10m/s。流量范围为几十 cm3/h到几十万 m3/h。管径范围为 2mm到 3000mm。有些型号的仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量 (例如设有 4位数电位器设定仪表常数 ),不必取下作离线实际流量标定。
 ( 3)线性度好。流量信号与流体体积流量之间具有线性关系 ,故仪表具有均匀刻度 ,且流体的体积流量与介质的物理性质 (如温度、压力、粘度、密度等 )、流动状态无关。电磁流量计只需用水标定后 ,即可用来测量其他导电液体的体积流量而无须修正。
 ( 4)前置直管段长度要求较短。
( 5)可用于腐蚀性流体的流量测量。
( 6)可测脉动流量。当然 ,电磁流量计也有其局限性和不足之处。一是不能测量电导率很低的液体 ,如石油制品和有机溶剂等。二是不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。通用型电磁流量计由于衬里材料和电气绝缘材料的限制 ,不能用于测量温度和压力较高的液体。三是流速与速度分布不符合设定条件时 ,将产生较大的测量误差。四是当液体流速过低时 ,要把与干扰信号相同数量级的感应电势进行放大和测量是较困难的 ,且
仪表也易产生零点漂移。因此 ,电磁流量计的满量程流速下限一般不得低于 0.3m/s[2]。
    3使用时需要注意的问题及处理方法
由于智能电磁流量计具有上述特点 ,使用时 ,有一些问题需要引起特别注意。
( 1)液体应具有测量所需的电导率 ,并要求电导率分布大体上均匀。因此流量变送器安装要避开容易产生电导率不均匀场所,例如其上游附近加入药液 ,加液点最好设在变送器下游。 ( 2)变送器测量管必须充满液体 (非满管型例外 )。变送器应安装在任何时候测量导管内都能充满液体的地方 ,以防止由于测量导管内没有液体而指针不在零位所造成的错觉。测量管最好是垂直安装 ,使被测液体自下而上流经仪表 ,这样 ,可以避免在导管中有沉淀物或在介质中有气泡而造成测量误差。如不能垂直安装时 ,也可水平安装 ,但要使两电极在同一水平面上。
( 3)电磁流量计的信号比较弱 ,在满量程时只有 2.5~8mV,流量很小时 ,输出仅有几微伏 ,外界略有干扰就能影响测量的精度。因此 ,变送器的外壳、屏蔽线、测量导管、以及变送器两端的管道都要接地。并且要求单独设置接地点 ,绝对不要连接在电机、电器等的公用地线或上下水管道上。转换部分已通过电缆线接地 ,故匆再行接地 ,以免因地电位的不同而引入干扰。
 ( 4)变送器的安装地点应远离一切电磁场 (例如大功率电机、变压器等 )且不能有振动。仪表的运行经验表明 ,即使变送器接地良好 ,当变送器附近的电力设备有较强的漏地电流 ,或在安装变送器的管道上存在较大的杂散电流 ,或进行电焊时 ,都将引起干扰电势的增加 ,进而影响仪表正常运行。
( 5)变送器和转换器必须使用同一相电源 ,否则由于检测信号和反馈信号相差 -120°的相位 ,使仪表不能正常工作。
( 6)变送器使用日久且在导管内壁沉积垢层后 ,也会影响测量精度。尤其是垢层电阻过小将导致电极短路 ,表现为流量信号愈来愈小甚至骤然下降。测量线路中电极短路 ,除上述导管内壁附着垢层造成以外 ,还可能是导管内绝缘衬里被破坏 ,或是由于变送器长期在酸、碱、盐雾较浓的场所工作 ,使用一段时间后 ,信号插座被腐蚀 ,绝缘被破坏而造成的。所以 ,在使用中必须注意保护。
( 7)转换器和传感器之间距离受制于被测介质电导率和信号电缆型号 ,即电缆的分布电容、导线截面和屏蔽层数等。应尽量采用制造厂随仪表所附 (或规定型号 )的信号电缆。液体的电导率较低和传输距离较长时 ,也有规定用三层屏蔽电缆。单层屏蔽电缆适用于工业用水或酸碱液 ,通常可传送距离为 100m。
( 8)为了避免受到干扰信号的影响 ,信号电缆必须单独穿在接地保护钢管内 ,不能把信号电缆和电源线安装在同一保护钢管内。
4结束语
电磁流量计作为工业流量测量仪表的一种 ,要发挥其作用 ,除了做好选型和安装工作外 ,还需要注意其正确使用。因此 ,从事自动化仪表使用、安装、检修和维护的人员 ,在具备一定的专业知识的条件下 ,应当经常总结其使用方面的一些技巧和方法 ,使电磁流量计发挥其应有的作用。
参考文献 :
【1】成思危 .过程系统工程辞典 .北京 :中国石化出版社 ,2001.【2】梁国伟 ,蔡武昌 .流量测量技术及仪表 .北京 :机械工业出版社 , 2002.