摘要(yao):電磁流量(liang)計 在工業(ye)生産中應(ying)用普遍,它(ta)的日常管(guan)理和維護(hu)工作成☁️爲(wei)從業人員(yuan)的關注要(yao)點。從組成(cheng)結構、工作(zuo)原理和特(te)點出發,介(jie)紹✂️電磁流(liu)量計選型(xing)使用和維(wei)護方法,并(bing)♈對接地問(wen)題進行探(tan)讨,以供同(tong)行參考。
0引(yin)言
　　電磁流(liu)量計是一(yi)種新型的(de)流量測量(liang)儀表,它的(de)出現🛀🏻得益(yi)于電子技(ji)術的發展(zhan),采用電磁(ci)感應原理(li),利用電動(dong)勢測量💁導(dao)電流體🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的(de)流量甲。随(sui)着我國工(gong)業的發展(zhan),電磁流量(liang)計的應用(yong)領域更加(jia)廣泛,常見(jian)于石油、化(hua)工、冶金、礦(kuang)山、化工化(hua)纖、給排水(shui)等㊙️行業。掌(zhang)握♍電磁流(liu)量計的使(shi)用方法,做(zuo)好維護工(gong)作,能提高(gao)其👣使用性(xing)能、延長其(qi)使用壽命(ming)。
1電磁流量(liang)計的組成(cheng)結構、工作(zuo)原理和特(te)點
1.1組成結(jie)構
　　一個典(dian)型的電磁(ci)流量計由(you)以下幾部(bu)分組成。
(1)磁(ci)路系統,可(ke)産生均勻(yun)的交流磁(ci)場或直流(liu)磁場。
(2)測量(liang)導管,引導(dao)被測液體(ti),使用不導(dao)磁、低導電(dian)率和導熱(re)率、有一🌈定(ding)機械強度(du)的材料制(zhi)成。
(3)電極,引(yin)出感應電(dian)勢信号,安(an)裝時與管(guan)道垂直。
(4)外(wai)殼,爲鐵磁(ci)材質,可對(dui)外部磁場(chang)進行隔離(li)。
(5)襯裏,與被(bei)測液體直(zhi)接接觸,促(cu)使測量導(dao)管耐腐蝕(shi),防止導管(guan)管壁短路(lu)。
(6)轉換器,對(dui)感應電勢(shi)信号進行(hang)放大,然後(hou)轉換成統(tong)一♉的✌️标準(zhun)信号,還能(neng)抑制幹擾(rao)信号。
1.2工作(zuo)原理
　　電磁(ci)流量計的(de)工作原理(li)是電磁感(gan)應定律,當(dang)液體流經(jing)㊙️磁場⭐時💞,會(hui)感應出一(yi)個電勢,這(zhe)個電勢和(he)平均流速(su)🌂成正🔴比。兩(liang)個電極檢(jian)出的感應(ying)電壓信号(hao),通過電纜(lan)傳輸到轉(zhuan)換器上,經(jing)數字化處(chu)理,最終的(de)流量數據(ju)呈現在顯(xian)示屏上。其(qi)中,電🌈極檢(jian)出的🏃‍♀️感應(ying)電勢爲:
E=kBVD(1)
　　式(shi)中,E爲感應(ying)電勢,V;k爲儀(yi)表的常數(shu);B爲磁感應(ying)強度,T;V爲測(ce)量🐕管截㊙️面(mian)内的液體(ti)平均流速(su),m/s;D爲測量管(guan)的内徑🔞,m。
1.3特(te)點
　　在實際(ji)應用中,電(dian)磁流量計(ji)的特點包(bao)括以下幾(ji)點。
(1)不受液(ye)體的密度(du)、溫度、壓力(li)、電導率等(deng)參數的影(ying)響💋。
(2)測量管(guan)内液體流(liu)通順暢,無(wu)壓損,尤其(qi)适合測量(liang)漿液。
(3)耐腐(fu)蝕性和耐(nai)磨損性較(jiao)好,零點穩(wen)定,測量精(jing)度高。
(4)使用(yong)高性能的(de)微處理器(qi),方便參數(shu)設定,編程(cheng)簡單可靠(kao)。
(5)具有自我(wo)診斷、自我(wo)檢查功能(neng),故障處理(li)更簡單方(fang)便。
2電磁流(liu)量計的選(xuan)型使用和(he)維護方法(fa)
2.1選型
2.1.1精度(du)等級
　　按照(zhao)精度等級(ji)的不同,電(dian)磁流量計(ji)可分爲三(san)大類:第一(yi)🔴類是低🍓精(jing)度儀表,精(jing)度等級爲(wei)1.5~2.5,最大允許(xu)誤差.爲±1.5%~±2.5%;第(di)⭐二類是精(jing)度儀表,精(jing)度等級爲(wei)0.2~0.3,最大允許(xu)誤差爲±0.2%~±0.3%;第(di)三類是中(zhong)⛷️等精度📞儀(yi)表,精度等(deng)級爲0.5~1.0,最大(da)允許誤差(cha)爲±0.5%~±1.0%,具📞體見(jian)表1。精度等(deng)級越高,儀(yi)表的價格(ge)越貴♈,因此(ci)需根據工(gong)程實際需(xu)求進行選(xuan)擇
 
2.1.2量程和(he)口徑
　　電磁(ci)流量計的(de)量程較寬(kuan),量程比達(da)到100:1,選擇量(liang)程時要滿(man)足兩個條(tiao)件:滿量程(cheng)要高于液(ye)體的最大(da)流量值;液(ye)🈲體正常流(liu)🏃量值高于(yu)💃🏻滿量程的(de)50%。在口徑選(xuan)擇上🌈,主要(yao)參考液體(ti)流速,通常(chang)在2~4m/s;若液體(ti)中含有固(gu)體顆粒,則(ze)流速✏️應不(bu)大于3m/s;若液(ye)體粘✨附管(guan)壁,則流速(su)應不大于(yu)2m/s。
2.1.3襯裏材料(liao).
　　選擇襯裏(li)材料時,綜(zong)合考慮液(ye)體的溫度(du),以及對材(cai)料的腐蝕(shi)性和磨損(sun)性,常用材(cai)料有天然(ran)橡膠、耐酸(suan)橡膠、氯丁(ding)👌橡膠、聚胺(an)酯橡膠和(he)聚四氟乙(yi)烯。其中,聚(ju)四氟乙烯(xi)可耐🌍各種(zhong)酸類和濃(nong)堿,耐磨性(xing)能良好,粘(zhan)㊙️接性稍差(cha),适用于溫(wen)度爲一80~+180℃的(de)液體。
2.1.4電極(ji)材料.
　　選擇(ze)電極材料(liao)時,要考慮(lü)耐腐蝕性(xing),以及電極(ji)表面是否(fou)發生化🌈學(xue)反應、極化(hua)現象等,常(chang)用材料有(you)钛、钽、哈氏(shi)合金、含钼(mu)耐酸鋼、鉑(bo)⭕銥合金等(deng)。其中,钽的(de)耐腐蝕性(xing)優💘良,除了(le)氫氟酸、濃(nong)硫酸和濃(nong)堿外,對其(qi)餘化😘學介(jie)質的腐蝕(shi)均可耐受(shou)。
2.2安裝
2.2.1管道(dao)式儀表
　　 管(guan)道式電磁(ci)流量計 ,安(an)裝要點如(ru)下。
(1)在傳感(gan)器的殼體(ti).上,标記的(de)流向箭頭(tou)代表液體(ti)的正🙇🏻流💜向(xiang),是制造企(qi)業統一規(gui)定的,安裝(zhuang)時應該和(he)現場液✨體(ti)的實際🌈流(liu)向🔞保持一(yi)-緻,确保儀(yi)表正常使(shi)用♌。
(2)根據使(shi)用條件,傳(chuan)感器可以(yi)垂直安裝(zhuang),也可以水(shui)平🈲安裝。
(3)安(an)裝電磁流(liu)量計時,不(bu)能放在泵(beng)的抽吸側(ce)。
(4)流量計管(guan)道内,要一(yi)直有液體(ti)存在,不能(neng)空管。
(5)管道(dao)安裝時,如(ru)果落差超(chao)過5m,就應在(zai)下遊設置(zhi)控制閥☔[4]。
　　從(cong)管道設計(ji)角度看,爲(wei)了保證電(dian)磁流量計(ji)正常運行(hang),提🏃🏻‍♂️出🌈以下(xia)要求。
(1)選擇(ze)安裝位置(zhi)時,要保證(zheng)溫度平穩(wen),不會出現(xian)大的🌈溫差(cha)💞;避⚽免陽光(guang)照射,周圍(wei)環境溫度(du)最低-25℃、最高(gao)60℃;如果安裝(zhuang)位置有熱(re)源,就應設(she)置隔熱裝(zhuang)置或通風(feng)設備;不要(yao)設置在産(chan)生電磁幹(gan)擾的設備(bei)(如變壓器(qi)、電機等)附(fu)近;監測大(da)氣環境,不(bu)能有腐蝕(shi)性、爆✍️炸性(xing)氣體🚶。
(2)以傳(chuan)感器爲分(fen)界點,上遊(you)管道直管(guan)段的長度(du)不小♋于5倍(bei)管👈徑,下遊(you)管道直管(guan)段的長度(du)不小于2倍(bei)管徑,能保(bao)證測量精(jing)度。
(3)對存在(zai)振動的管(guan)道安裝電(dian)磁流量計(ji)後,還應該(gai)設置底👅座(zuo)和支撐,必(bi)要時設置(zhi)金屬保護(hu)闆,保證儀(yi)表的穩📞定(ding)性♊。
(4)還要方(fang)便日常維(wei)修,爲檢修(xiu)作業提供(gong)一定空間(jian)。
2.2.2插入式儀(yi)表
　　 插人式(shi)電磁流量(liang)計 ,安裝要(yao)點如下。
(1)傳(chuan)感器的位(wei)置不限,在(zai)管道的任(ren)何位置均(jun)可安裝,但(dan)要👨‍❤️‍👨求管道(dao)内時刻充(chong)滿液體。
(2)傳(chuan)感器安裝(zhuang)時,根據實(shi)際情況可(ke)水平安裝(zhuang)、垂直安⁉️裝(zhuang)☀️或❗傾斜安(an)裝。其中,在(zai)水平管道(dao)上安裝時(shi),安裝角度(du)控制在-45~+45,此(ci)時電極🙇🏻時(shi)刻處于液(ye)體中,不會(hui)出現絕緣(yuan)現象。
(3)如果(guo)液體容易(yi)産生沉澱(dian),那麽傳感(gan)器不能安(an)裝在管✌️道(dao)👉底😘部,防止(zhi)沉澱物覆(fu)蓋電極,影(ying)響測量結(jie)果。
(4)安裝電(dian)磁流量計(ji)時,不能放(fang)在泵的抽(chou)吸側。
(5)管道(dao)安裝時,如(ru)果落差超(chao)過5m,就應在(zai)下遊設置(zhi)控制閥。
從(cong)管道設計(ji)角度看,爲(wei)了保證電(dian)磁流量計(ji)正常運行(hang),提🍉出以下(xia)要求。
(1)檢查(cha)管道的封(feng)閉性,避免(mian)存在附帶(dai)氣體造成(cheng)測量🔅誤差(cha)。
(2)彎頭、閥門(men)、三通接頭(tou)後方會産(chan)生旋流,該(gai)部位不宜(yi)安🈚裝傳感(gan)器
(3)不能安(an)裝在有振(zhen)動的管道(dao)上。
(4)以傳感(gan)器爲分界(jie)點,前方直(zhi)管段的長(zhang)度不小于(yu)10倍管徑,後(hou)方直管段(duan)的長度不(bu)小于5倍管(guan)徑,能保證(zheng)測量精度(du)。
2.3維護
　　對電(dian)磁流量計(ji)進行維護(hu)時,應該從(cong)各個組成(cheng)結構出發(fa)。其中🐅電極(ji)的維護要(yao)點如下。
(1)儀(yi)表使用前(qian),使用标準(zhun)pH值溶液進(jin)行标定,完(wan)成後使♋用(yong)♊蒸餾水✊清(qing)洗電極,再(zai)使用待測(ce)液清洗。
(2)長(zhang)時間不使(shi)用儀表,要(yao)把電極取(qu)下來,其中(zhong)的觸感器(qi)元件非常(chang)敏感,不能(neng)和硬物碰(peng)撞,否則就(jiu)會影響電(dian)極的功能(neng)。
(3)儀表每次(ci)使用後,及(ji)時套上電(dian)極套,放人(ren)少量飽和(he)溶液,促使(shi)電極的球(qiu)泡處于濕(shi)潤狀态。
(4)電(dian)極時刻保(bao)持幹淨,避(bi)免兩端出(chu)現短路問(wen)題,否則會(hui)♉降🌐低測量(liang)精度,縮短(duan)電磁流量(liang)計的使用(yong)壽命。
3電磁(ci)流量計的(de)接地問題(ti)
　　從電磁流(liu)量計的工(gong)作原理來(lai)看,傳感器(qi)接地點要(yao)和被測🚶‍♀️液(ye)體電氣連(lian)接,這是基(ji)本條件,否(fou)則電磁流(liu)量計無法(fa)正常運行(hang)💜。在轉換器(qi)内,要想形(xing)成對稱的(de)輸人回⛷️路(lu),要求輸人(ren)端中點和(he)液體均處(chu)于零電位(wei),并且兩者(zhe)導通°。而在(zai)實際應用(yong)中,由于工(gong)況場合不(bu)🔴同,要采用(yong)不同的接(jie)地方式。
3.1金(jin)屬管道
　　當(dang)電磁流量(liang)計安裝在(zai)金屬管道(dao)上時,如果(guo)金屬管道(dao)㊙️本身已經(jing)接地,管道(dao)、流量計的(de)金屬墊片(pian)、螺栓等形(xing)成一個整(zheng)體,此時電(dian)位爲零,那(na)麽電磁流(liu)量計就不(bu)用再單獨(du)接地。對于(yu)♊這種情況(kuang),注意事項(xiang)有兩個。一(yi)是流量計(ji)本身的🈲襯(chen)裏,--般不采(cai)用不鏽鋼(gang)+非金屬或(huo)碳鋼+非金(jin)🌈屬材質,可(ke)避免導磁(ci)。二是襯裏(li)采用碳鋼(gang)+非金屬材(cai)質,如果沒(mei)有非金屬(shu)法蘭翻邊(bian),有金屬🚩墊(nian)片,就不👅需(xu)單獨接地(di);如果有非(fei)金屬法蘭(lan)翻邊,且連(lian)☔接螺栓的(de)電阻值大(da)于0.03Ω,那麽應(ying)進行🙇‍♀️單獨(du)接地。
3.2非金(jin)屬管道
　　電(dian)磁流量計(ji)安裝在非(fei)金屬管道(dao)上,例如塑(su)料管道、有(you)👨‍❤️‍👨絕緣塗層(ceng)或襯裏的(de)金屬管道(dao),此時管道(dao)沒有和大(da)地連通,就(jiu)必須對流(liu)量計進行(hang)接地處理(li)。具體操作(zuo)時,傳感器(qi)兩端配置(zhi)接地環,促(cu)使被測液(ye)體良好接(jie)地,此時電(dian)位爲零,流(liu)量計才能(neng)正常工作(zuo)。值得注🈚意(yi)的是,使用(yong)接地環是(shi)首選方案(an),但不是唯(wei)一方案。如(ru)果接地環(huan)口徑大或(huo)材質特殊(shu),由于價格(ge)高,可采用(yong)三電極的(de)方式進行(hang)接地。
3.3帶陰(yin)極保護管(guan)道
　　金屬管(guan)線埋地敷(fu)設,而且較(jiao)長,爲避免(mian)造成化學(xue)腐🐪蝕,應⭐采(cai)取🐕陰🏃極保(bao)護措施。金(jin)屬管道實(shi)施陰極保(bao)護後,對地(di)表現爲‼️負(fu)電位,此時(shi)管道上安(an)裝電磁流(liu)量計,應把(ba)🔞流量計作(zuo)爲一個獨(du)立個體,然(ran)🍉後進行接(jie)地處理。如(ru)果流量計(ji)和♻️金屬管(guan)道連接,那(na)麽陰極保(bao)護電流直(zhi)接經🏃‍♀️過儀(yi)表進人大(da)地,陰極保(bao)護的作用(yong)就失去了(le)。另外,設置(zhi)導線跨接(jie)金屬管道(dao)法蘭,能保(bao)證陰極保(bao)護的整體(ti)性。值得注(zhu)意的是,接(jie)地環、螺栓(shuan)、墊片和陰(yin)極保護管(guan)道間均要(yao)采取絕緣(yuan)措💞施。
4結語(yu)
　　綜上所述(shu),電磁流量(liang)計在工業(ye)生産領域(yu)應用廣泛(fan),是一✌️種新(xin)型的流量(liang)測量儀表(biao)。本文從精(jing)度等級、量(liang)程和🔞口徑(jing)、襯裏🌈材料(liao)、電極⁉️材料(liao)四方面介(jie)紹了流量(liang)計的選型(xing);以管道式(shi)、插🙇‍♀️人式儀(yi)表爲例指(zhi)出安裝要(yao)求,并總結(jie)了電極維(wei)護方法。此(ci)外,針對不(bu)同類型的(de)管道,采取(qu)合理的接(jie)地方式,才(cai)能确保電(dian)磁流量計(ji)正常運行(hang),提高🚶‍♀️測量(liang)精度。

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