1.概述
在紙(zhi)漿造紙生(shēng)産過程中(zhong),紙漿流量(liàng)的測量起(qi)着重要的(de)作用。例如(ru),調節進紙(zhǐ)機(或紙闆(pǎn)機)的紙漿(jiang)流量,就保(bao)證了紙機(jī)生産的穩(wěn)定。
目前工(gōng)業中所用(yòng)的流量儀(yí)表大緻可(ke)分爲三大(dà)類:速度式(shì)流量儀表(biǎo)、容積式流(liú)量儀表、質(zhì)量式流量(liang)儀表機械(xiè)漿、化學漿(jiāng)或損紙漿(jiāng)都是水懸(xuán)浮液,其纖(xiān)維濃度可(kě)在0.5~12%範圍内(nèi)波動。然而(er),上述懸浮(fú)液的流量(liang)是在纖維(wéi)濃度不大(dà)于5%時來測(cè)量的。當紙(zhi)漿流速小(xiao)時,纖維發(fā)生沉澱結(jié)塊。這種紙(zhǐ)漿特性在(zài)選擇流量(liang)測量儀表(biao)的結構時(shí)應當考慮(lǜ)。爲了測量(liàng)紙漿流量(liang),可采用變(bian)壓降式流(liu)量計、容積(ji)式流量計(jì)、
電磁流量(liang)計
。
制漿造(zào)紙生産中(zhōng)所用的大(dà)量液體,其(qi)中包括所(suǒ)有的紙漿(jiang)懸浮液都(dōu)有大于10微(wēi)姆/厘米的(de)電導率。這(zhè)就可以用(yong)電磁流量(liang)計來測量(liàng)流量。這種(zhǒng)流量計沒(mei)有使管道(dao)公稱直徑(jìng)縮小的部(bù)件或者可(kě)能被纖維(wéi)所堵塞的(de)部件,這一(yī)點在測量(liàng)紙漿流量(liang)或者污穢(huì)液體時特(tè)别重要因(yīn)此,近年來(lai)測量紙漿(jiāng)流量的電(diàn)磁方法得(de)到了廣泛(fan)的應用。
2.電(dian)磁流量計(ji)的測量原(yuán)理
由電磁(cí)感應定律(lǜ)可以知道(dao),導體在磁(cí)場中切割(gē)磁力線運(yùn)動将産生(sheng)感應電勢(shi),感應電勢(shì)的大小與(yu)磁場的感(gǎn)應強度、導(dao)體在磁場(chǎng)中的長度(dù)及運動速(sù)度成比例(li)。其感應電(dian)勢大小可(ke)按下式計(jì)算
UE=BDV·10-8 (1.1)
式中UE——感(gǎn)應電勢,V;
B——磁(cí)感應強度(du),高斯;
D——管道(dào)直徑,即導(dao)體垂直切(qie)割磁力線(xian)的長度,cm;
v——垂(chui)直于磁力(li)線方向的(de)流體速度(du).Cm/s。
應強度B不(bú)變時,K就是(shi)一個常數(shu)。這時感應(ying)電勢則與(yu)體積流量(liang)具有線性(xing)關系4得感(gan)應電勢,就(jiu)可确定流(liú)量。
3.電磁流(liú)量計的設(shè)計選型
電(diàn)磁流量計(jì)由變送器(qi)及轉換器(qi)組成。變送(sòng)器将被測(cè)流體的流(liú)量轉換爲(wèi)相應的感(gǎn)應電勢,轉(zhuǎn)換器将變(bian)送器輸出(chū)的感應電(diàn)勢信号放(fàng)大并轉換(huan)成标準信(xìn)号(010mA或420mA)或标(biāo)準電壓信(xìn)号(0一5V或15V)。
3.1電(dian)磁流量計(ji)的結構形(xing)式
根據結(jie)構形式,電(dian)磁流量計(ji)一般可分(fen)爲一體式(shi)和分體式(shi)。
一體式電(dian)磁流量計(ji)
安裝簡單(dan)、方便,使其(qí)适用于高(gao)溫、水浸等(deng)惡劣環境(jing)。
3.2電磁流量(liang)計的性能(néng)價格比
首(shǒu)先應對比(bi)被測介質(zhi)的物理特(te)性考察電(diàn)磁流量計(ji)的電導率(lǜ)要求。電磁(cí)流量計要(yào)求被測介(jie)質爲導電(dian)性液體,導(dǎo)電率一般(bān)應>5S/cm。對于水(shui),有的要求(qiu)水的導電(dian)率>20S/cm。
其次,電(diàn)磁流量計(jì)的測量精(jīng)度應滿足(zú)生産及控(kòng)制要求。在(zài)制漿造紙(zhi)生産過程(chéng)中,各種漿(jiāng)液測量的(de)電磁流量(liàng)計的精度(dù)應高于其(qí)它介質的(de)測量精度(dù)。
3.3電磁流量(liàng)計口徑的(de)選擇
a.選擇(ze)傳感器的(de)口徑與連(lián)接的工藝(yi)管道口徑(jìng)相同。
這種(zhong)選擇安裝(zhuang)方便,不要(yao)異徑管。但(dan)它的前提(tí)是管内流(liú)體的流速(su)應在0.3m/s.12m/s範圍(wéi)。适用于新(xin)工程剛上(shang)馬,流速處(chù)于較低的(de)狀态,當後(hòu)期工程上(shàng)去後,管内(nèi)流速就處(chu)于較高狀(zhuang)況,隻要在(zài)現場更改(gǎi)儀表的量(liàng)程,不需要(yao)更換儀表(biǎo)
b.選用傳感(gan)器的口徑(jing)與連接工(gong)藝管道口(kǒu)徑不相同(tóng)
這種選擇(zé)适用以下(xia)幾種情況(kuàng):
(1)管道内的(de)流速偏低(dī),工藝流量(liang)又較穩定(ding),爲滿足儀(yí)表對流速(su)範圍的要(yao)求,在儀表(biǎo)部分提高(gāo)流速,選擇(zé)傳感器口(kou)徑小于工(gōng)藝管道口(kǒu)徑,在傳感(gǎn)器的前後(hou)fr加接異管(guan)。
(2)從價格上(shàng)考慮,對于(yú)大口徑電(diàn)磁流量計(jì),口徑越大(da),價格越高(gāo)。對管道内(nèi)流速偏低(dī),工藝參數(shù)穩定的情(qíng)況,可選用(yòng)口徑較小(xiao)的傳感器(qi),這不僅可(ke)使儀表運(yùn)行在較好(hao)的各種狀(zhuang)态下,還可(ke)降低儀表(biao)的投資費(fèi)用。
異徑管(guan)的中心錐(zhui)角不大于(yu)l5。,越小越好(hǎo)。
加裝異徑(jìng)管會産生(sheng)壓力損失(shi)。
3.4電極形式(shi)的選擇
一(yī)般來說,不(bú)産生結晶(jīng)、結疤、不玷(diàn)污電極的(de)介質可用(yong)标準電極(jí),否則用刮(gua)刀式電極(ji)來清垢:對(duì)測污泥的(de)場合,可選(xuǎn)用可更換(huan)式電極。
3.5電(dian)極材料的(de)選擇
電磁(ci)流量計的(de)電極必須(xu)由非導磁(cí)的導電材(cai)料制成.通(tōng)常采用的(de)材料是不(bú)鏽鋼和哈(ha)氏合金,也(yě)有用鉑、黃(huang)金或不鏽(xiù)鋼鍍鉑制(zhì)成。由于電(diàn)極需要直(zhi)接與被測(cè)流體接觸(chù),應根據被(bèi)測介質的(de)腐蝕性選(xuan)定電極材(cái)料。哈氏台(tai)金能耐弱(ruo)酸堿腐蝕(shi)廣泛應用(yong)于造紙行(háng)業。
3.6襯裏材(cai)料的選擇(zé)
應根據被(bèi)測介質的(de)腐蝕性、磨(mo)損性及溫(wen)度來選擇(ze)。硬、軟橡膠(jiāo)及氯丁橡(xiang)膠可耐一(yi)般的弱酸(suān)、堿腐蝕,耐(nài)溫65"C。軟氯丁(ding)橡膠有耐(nài)磨性,聚四(si)氟乙烯幾(jǐ)乎能耐熱(rè)磷酸以外(wài)的所有強(qiáng)酸、堿腐蝕(shí),介質溫度(du)可達180~C,但不(bu)耐磨損。聚(ju)氨酯橡膠(jiao)有較好的(de)磨損性,但(dàn)不耐酸、堿(jian)腐蝕,耐溫(wen)性也差,介(jiè)質溫度小(xiao)于40℃。
3.7防護等(děng)級的選擇(zé)
防護等級(jí)應根據工(gōng)作環境及(ji)儀表實際(ji)的條件選(xuan)定。若儀表(biǎo)在地面以(yi)下的,經常(cháng)受水淹的(de),宜選用IP68;若(ruo)儀表安裝(zhuang)在地面以(yǐ)上的,可選(xuǎn)用IP65。
3.8接地環(huán)的選擇
若(ruò)連接儀表(biao)的管道是(shì)(相對于被(bèi)測介質)絕(jué)緣性的,則(zé)要用接地(dì)環,可用普(pu)通型.它的(de)材質應與(yǔ)被測介質(zhi)的腐蝕性(xìng)相适應。
若(ruo)被測介質(zhì)是磨損性(xìng)的,則宜選(xuǎn)用帶頸接(jiē)地環,以保(bǎo)護進、出口(kǒu)端的襯罩(zhào),延長使用(yòng)壽命。
3.9電磁(ci)流量轉換(huan)器
電磁流(liu)量轉換器(qi)與傳感器(qi)相互配合(he),實現流量(liang)信号的轉(zhuan)換。轉換器(qì)應能滿足(zu)傳感器的(de)要求,當傳(chuán)感器内阻(zǔ)高時,轉換(huan)器有較高(gao)的輸入阻(zu)抗與之相(xiàng)匹配;傳感(gǎn)器輸出的(de)感應電勢(shi)信号很弱(ruo),而且伴有(yǒu)各種幹擾(rǎo)信号,轉換(huan)器除放大(da)感應電勢(shi)外,還需消(xiāo)除幹擾信(xìn)号,保證儀(yí)表正常工(gōng)作;傳感器(qi)的磁場強(qiang)度不變,轉(zhuan)換器提供(gong)給傳感器(qì)的工作電(dian)源應是穩(wen)定電源。電(dian)磁流量轉(zhuǎn)換器最好(hao)采用微處(chù)理機型的(de)轉換器,用(yòng)它來控制(zhì)勵磁電壓(yā),按被測流(liú)體性質選(xuǎn)擇勵磁方(fang)式和頻率(lü),可以排除(chu)同相幹擾(rao)和正交幹(gan)擾。
3.1l電纜的(de)敷設
信号(hao)電纜
和勵(lì)磁電纜必(bi)須嚴格分(fen)開,不能敷(fū)設在同一(yī)根管子内(nèi)或平行敷(fu)最更不能(neng)絞合在一(yi)起。不要将(jiāng)多餘的電(diàn)纜纏繞在(zài)一起。
信号(hao)電纜和勵(li)磁電纜要(yao)求單獨穿(chuan)在鋼管内(nei),這樣既可(kě)以屏蔽外(wai)界擾又安(ān)全不受任(rèn)何機件壓(ya)傷、碰斷。希(xi)望信号與(yu)勵磁電纜(lǎn)盡可能短(duǎn)。
4.電磁流量(liàng)計選型設(shè)計
電磁流(liu)量計生産(chan)過程和産(chan)品質量對(dui)自動控制(zhì)水平有較(jiao)高的要求(qiú)。與控制系(xì)統相配套(tao)的現場儀(yí)表的檔次(ci)要求高。
流(liu)量測量儀(yi)表選型設(she)計方案如(ru)下:
蒸汽、冷(leng)凝水流量(liang)采用差壓(yā)式流量計(jì)和标準節(jiē)流裝置:重(zhong)油流量測(ce)量采用質(zhi)量流量計(jì);各種漿液(yè)、白水、廢水(shuǐ)、清水、輔料(liào)、塗料等流(liú)體流量測(cè)量采用電(dian)磁流量計(jì)。
例一:測量(liàng)進配漿池(chí)NBKP漿流量。介(jiè)質:NBKP漿濃度(dù)3.7%溫度50℃流量(liàng)範圍0~35i/s工藝(yì)管徑DN100。工藝(yi)管道采用(yong)不鏽鋼管(guǎn)道。
電磁流(liu)量計選型(xing):
(1)采用分體(tǐ)式電磁流(liu)量計,傳感(gǎn)器型号10DX31ll測(cè)量精度爲(wèi)0.4%;信号轉換(huàn)器型号50XM2000。
(2)對(dui)照流量列(lie)線圖,傳感(gǎn)器口徑爲(wei)DN100。不縮徑,減(jiǎn)少壓損。
(3)電(diàn)極結構采(cai)用标準電(dian)極。
(4)電極材(cái)料爲哈氏(shi)C.4标準PTFE/DFA。
(5)襯裏(li)材料爲PTFE。
(6)防(fáng)護等級IP67。
(7)管(guǎn)道連接型(xíng)式法蘭連(lián)接,材質不(bú)鏽鋼1.4571(316Ti)
(8)電源(yuan)頻率50HZ,激磁(ci)頻率121/4HZ。
例二(èr):測量水流(liú)量。介質:水(shui)溫度20"C流量(liàng)範圍0~20001/min工藝(yì)管徑DN250
電磁(ci)流量計選(xuǎn)型:
(1)采用
分(fen)體式電磁(cí)流量計
,傳(chuan)感器型号(hao)10D.X41ll測量精度(dù)爲0.5%号轉換(huàn)器型号50XE4100。
(2)對(dui)照流量列(liè)線圖,傳感(gǎn)器口徑爲(wèi)DN250。不縮徑,減(jian)少壓損。
(3)電(diàn)極結構采(cǎi)用标準電(dian)極。
(4)電極材(cai)料爲不鏽(xiu)鋼1.4751
(5)襯裏材(cai)料爲PTFE
(6)防護(hu)等級IP67。
(7)管道(dào)連接型式(shì)法蘭連接(jiē),材質不鏽(xiù)鋼14571(316Ti)。
(8)電源頻(pin)率50HZ,激磁頻(pín)率61/4HZ
5.電磁流(liú)量計的特(te)點
電磁流(liú)量計應用(yong)法拉第電(dian)磁感應定(ding)律實現對(dui)導電流體(ti)的流量測(cè)量,電磁流(liu)量計的優(yōu)點可歸納(na)如下:
(1)電磁(ci)流量計可(ke)廣泛用于(yu)測量各種(zhong)工業導電(dian)液體或漿(jiang)液。特别适(shì)用于各種(zhǒng)強酸、強堿(jiǎn)及_鹽類的(de)腐蝕型液(ye)體介質,計(jì)量這些介(jie)質的連續(xu)流量或脈(mo)動流量弛(chí)可用來測(cè)量各種污(wu)穢、懸浮顆(ke)粒的液體(tǐ)或大管徑(jing)流量。電磁(cí)流量計這(zhe)些獨特用(yòng)途是其它(tā)一些流量(liang)計不具備(bèi)的。
(2)電磁流(liú)量計變送(sòng)器内徑與(yu)被測流體(tǐ)管道内徑(jìng)完全相同(tong),無阻力元(yuán)件,不會對(dui)體造成壓(ya)力損失,這(zhe)一優點也(ye)是阻力測(cè)量元件的(de)流量儀表(biao)不具備的(de)。
(3)電磁流量(liang)變送器的(de)輸出信号(hao)與被測流(liu)體的體積(ji)流量呈線(xian)性關系這(zhè)一特點同(tong)
渦街流量(liang)計
一樣,量(liàng)程變換容(róng)易,測量範(fan)圍大,電磁(ci)流量變送(sòng)器的口徑(jìng)從2.5mm到2.6m,流速(su)從0.3m/s到10m/s。
(4)電磁(ci)流量計測(cè)量被測液(ye)體工作狀(zhuang)态下的體(ti)積流量,測(ce)量原理中(zhōng)不涉及流(liu)體的溫度(dù)、壓力、密度(dù)和粘度的(de)影響。
(5)電磁(ci)流量計反(fan)應迅速,可(kě)以測量脈(mo)動流量。
電(diàn)磁流量計(ji)的缺點可(ke)歸納下列(liè)幾個方面(mian):
(1)電磁流量(liang)計的應用(yòng)有一定的(de)局限性,它(ta)隻能測量(liàng)導電介質(zhì)的液體流(liu)量,不能測(ce)量非導電(diàn)介質的流(liu)量。
(2)電磁流(liu)量計是通(tōng)過測量導(dao)電液體的(de)速度确定(dìng)工作狀态(tai)下的體積(ji)流量。按照(zhào)計量要求(qiú),對于液态(tai)介質,應測(ce)量質量流(liu)量,測量質(zhì)量流量應(ying)涉及到流(liú)體的密度(dù),不同流量(liang)介質具有(you)不同的密(mi)度,而且随(sui)溫度變化(hua)。如果電磁(cí)流量轉換(huan)器不考慮(lü)流體密度(dù)僅給出常(cháng)溫狀态下(xià)的體積流(liu)量是不台(tái)适的。随着(zhe)微處理機(jī)的應用,電(diàn)磁流量轉(zhuan)換器智能(neng)化後,應增(zēng)強運算功(gōng)能,引入不(bu)同流體介(jie)質的密度(du)信号并進(jin)行計算,得(de)到質量流(liú)量。
(3)電磁流(liú)量計的安(an)裝與調試(shi)比其它流(liú)量計複雜(za),且要求更(geng)嚴格。變送(sòng)器和轉換(huan)器必須配(pèi)套使用,兩(liang)者之間不(bu)能用兩種(zhǒng)型号的儀(yí)表配用。在(zài)安裝變送(song)器時,從安(ān)裝地點的(de)選擇到具(ju)體的安裝(zhuang)調試,必須(xu)嚴格按産(chan)品說明書(shū)要求進行(hang)。安裝地點(dian)不能有振(zhèn)動,不能有(yǒu)強電磁場(chang)。在安裝時(shi)必須使變(bian)送器和管(guǎn)道有良好(hǎo)的接觸及(jí)良好的接(jie)觸及良好(hao)的接地。變(biàn)送器的電(dian)位以被測(ce)流體電位(wèi)爲基礎,要(yào)求被測流(liu)體電位穩(wen)定,使變送(sòng)器與被測(ce)流體等電(dian)位。在使用(yong)時,必須排(pai)盡測量管(guǎn)中存留的(de)氣體,否則(zé)會造成測(cè)量誤差。
(4)電(diàn)磁流量計(ji)用來測量(liang)帶有污垢(gòu)的粘性流(liu)體時,粘性(xìng)物或沉澱(diàn)物附着在(zai)測量管内(nei)壁或電極(jí)上.使變送(sòng)器輸出電(diàn)勢變化,帶(dai)來測量誤(wu)差,電極上(shàng)污垢物達(dá)到一定厚(hòu)度,可能導(dao)緻儀表無(wú)法測量,因(yīn)此在使用(yòng)中應注意(yì)對污垢物(wu)或沉澱物(wù)的沖洗,保(bǎo)持電極清(qing)潔,盡可能(néng)減少儀表(biǎo)測量誤差(cha)。
使用電磁(ci)流量計應(ying)注意的問(wèn)題:
(1)變送器(qì)的安裝位(wèi)置,要選擇(ze)在任何時(shí)候測量導(dǎo)管内部都(dōu)能充滿液(ye)體以防止(zhi)由于量導(dao)管内沒有(you)液體而指(zhi)針不在零(líng)點所引起(qǐ)的錯覺最(zui)好是垂直(zhi)1安裝,便減(jian)少由于液(yè)體流過在(zài)電極上出(chu)現氣泡造(zào)成誤差。
(2)電(diàn)磁流量計(jì)的信号比(bi)較微弱,在(zài)滿量程時(shi)隻有2.5~8mV,流量(liang)很小時,輸(shū)出僅有幾(jǐ)微伏,外界(jie)咯有幹擾(rao)就能影響(xiang)測量的精(jing)度。因此,變(biàn)送器外殼(ké)、屏蔽線、測(ce)量導管,以(yǐ)及變送器(qi)兩端的管(guan)道都要接(jie)地。并且要(yào)求單獨設(she)置接地點(diǎn),絕對不要(yào)連接在電(diàn)機、電器等(děng)的地線或(huò)上下水道(dao)上。轉換部(bu)分已通過(guo)電纜線接(jiē)地,且勿再(zai)行接地,以(yǐ)免因地電(dian)位的不同(tong)而引入幹(gàn)擾。
(3)變送器(qì)的安裝和(he)地點要遠(yuan)離一切磁(cí)場(例如大(dà)功率電機(ji)、變壓器等(děng))不能有振(zhen)動。
(4)變送器(qì)和和二次(ci)儀表使用(yòng)電源中的(de)同一相線(xian),否則由于(yú)檢測信号(hao)和反饋信(xìn)号相關120。,使(shi)儀表不能(néng)正常工作(zuo)。
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