氯堿(jian)行業工(gong)藝介質(zhi)多爲酸(suan)、堿、鹽等(deng)電解質(zhi)，基于電(dian)磁流量(liang)計 的測(ce)量原理(li)，決定了(le)其在該(gai)行業的(de)應用有(you)很大的(de)優勢。本(ben)文介紹(shao)的選型(xing)原則具(ju)有通用(yong)性，但力(li)求在具(ju)體的每(mei)一項目(mu)的選型(xing)時，較側(ce)重于結(jie)合氯堿(jian)行業的(de)特點。
1電(dian)磁流量(liang)計的測(ce)量原理(li)及特點(dian)　
1.1測量原(yuan)理
電磁(ci)流量計(ji)的測量(liang)原理見(jian)圖1

　　電磁流(liu)量計的(de)測量原(yuan)理基于(yu)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lü)，導電液(ye)體在磁(ci)場中作(zuo)切割磁(ci)力線運(yun)動時,導(dao)體中産(chan)生感應(ying)電勢,其(qi)感應電(dian)勢（流量(liang)信号）E爲(wei)：
E=KBDV（1）
式中：K—儀(yi)表常數(shu)；
B—磁感應(ying)強度；
V—流(liu)體平均(jun)流速，m/s；
D—測(ce)量管内(nei)徑，mm。

　　測量(liang)流量時(shi)，導電性(xing)液體以(yi)速度V流(liu)過垂直(zhi)于流動(dong)方向的(de)磁場，在(zai)測量電(dian)極上感(gan)應出一(yi)個與平(ping)均流速(su)成正比(bi)的電壓(ya),其感應(ying)電壓信(xin)号通過(guo)一對或(huo)一對以(yi)上與液(ye)體直接(jie)接觸的(de)電極檢(jian)出,并經(jing)由轉換(huan)器的智(zhi)能化處(chu)理,然後(hou)送LCD顯示(shi)或轉換(huan)成4～20mADC标準(zhun)信号、頻(pin)率信号(hao)和Hart等協(xie)議通訊(xun)的輸出(chu)。
1．2特點
（1）流(liu)量的測(ce)量不受(shou)流體的(de)密度、黏(nian)度、溫度(du)、壓力和(he)電導率(lü)變化的(de)影響，傳(chuan)感器感(gan)應電壓(ya)信号與(yu)平均流(liu)速呈線(xian)性關系(xi)，測量精(jing)度高。
（2）電(dian)磁流量(liang)計可在(zai)一種典(dian)型介質(zhi)（一般爲(wei)水）下标(biao)定或校(xiao)準，而用(yong)于其他(ta)介質（液(ye)體）時無(wu)需附加(jia)修正。
（3）測(ce)量管道(dao)内無可(ke)動部件(jian)及阻流(liu)體，因此(ci)，沒有附(fu)加的壓(ya)力損失(shi)，在大口(kou)徑測量(liang)中節約(yue)泵能耗(hao)是選用(yong)它的重(zhong)要原因(yin)，特别在(zai)工藝管(guan)道壓力(li)不高或(huo)依靠水(shui)頭自流(liu)情況下(xia)采用更(geng)爲有利(li)。
2電磁流(liu)量計的(de)選型
2.1選(xuan)用條件(jian)
　　選用電(dian)磁流量(liang)計的前(qian)提條件(jian)是被測(ce)流體必(bi)須具備(bei)一定的(de)導電性(xing),電導率(lü)>5μS/cm。被測介(jie)質不應(ying)含有較(jiao)多的鐵(tie)磁性介(jie)質及大(da)量氣泡(pao)。
　　液體的(de)電導率(lü)可查閱(yue)有關手(shou)冊，缺少(shao)現成數(shu)據則可(ke)取樣用(yong)電導率(lü)儀測定(ding)，但有時(shi)也有從(cong)管線上(shang)取樣去(qu)實驗室(shi)測定認(ren)爲可用(yong)，而實際(ji)電磁流(liu)量計卻(que)不能工(gong)作的情(qing)況。這是(shi)由于測(ce)電導率(lü)時的液(ye)體與管(guan)線内的(de)液體有(you)差别，譬(pi)如液體(ti)在運送(song)的過程(cheng)中吸收(shou)了大氣(qi)中的Cl2、CO2或(huo)NOX，生成鹽(yan)酸、碳酸(suan)或硝酸(suan)，從而導(dao)緻電導(dao)率增大(da)，這在氯(lü)堿廠尤(you)爲常見(jian)。
　　電導率(lü)若接近(jin)下限值(zhi)有可能(neng)出現晃(huang)動現象(xiang)，諸如低(di)度蒸餾(liu)水、去離(li)子水等(deng)。通常認(ren)爲能穩(wen)定測量(liang)的電導(dao)率比下(xia)限值要(yao)高一兩(liang)個數量(liang)級。
2.2口徑(jing)的确定(ding)
　　口徑的(de)确定主(zhu)要是根(gen)據工藝(yi)上的體(ti)積流量(liang)，結合工(gong)藝管道(dao)的尺寸(cun)，選擇合(he)适的流(liu)量計口(kou)徑，使通(tong)過傳感(gan)器的流(liu)體平均(jun)流速在(zai)合适的(de)範圍内(nei)（通常爲(wei)0.3~10.0m/s）。
　　具體地(di)說，測黏(nian)度不高(gao)的潔淨(jing)介質，經(jing)濟流速(su)是1.5~3.0m/s。測易(yi)結晶、黏(nian)度稍大(da)或有沉(chen)積物的(de)溶液時(shi)，應适當(dang)地提高(gao)流速，3.0~4.0m/s爲(wei)宜，起到(dao)自潔，防(fang)止粘附(fu)、沉積等(deng)作用；測(ce)礦漿等(deng)磨損性(xing)流體時(shi)，應适當(dang)降低流(liu)速，以1.0~2.0m/s爲(wei)宜，以降(jiang)低對襯(chen)裏和電(dian)極的磨(mo)損。測接(jie)近閥值(zhi)的低導(dao)電率液(ye)體，應盡(jin)可能使(shi)用較低(di)流速(略(lue)小于0．5m/s，最(zui)大不超(chao)過l.0m/s)，以減(jian)輕因流(liu)速高，流(liu)動噪聲(sheng)增加而(er)出現儀(yi)表輸出(chu)晃動的(de)現象。實(shi)際應用(yong)很少超(chao)過7m/s，超過(guo)10m/s則更不(bu)推薦采(cai)用。
口徑(jing)計算方(fang)法：對于(yu)公式（2），取(qu)π=3.14，則公式(shi)（2）演變爲(wei)
qv=2.826×10-3D2V（5）
假設被(bei)測流體(ti)流速範(fan)圍爲0.3~10.0m/s，則(ze)
qvmin=8.478×10-4D2（6）
qvmax=2.826×10-2D2（7）
　　對于通(tong)過某一(yi)口徑流(liu)量計的(de)流體，其(qi)最小流(liu)和最大(da)流量必(bi)須符合(he)公式（6）、（7）的(de)計算結(jie)果。

　　V1處在(zai)允許的(de)0.3~10.0m/s流速範(fan)圍的低(di)端，而V2處(chu)在較經(jing)濟的流(liu)速點，因(yin)此，可選(xuan)用流量(liang)計的口(kou)徑爲覫(pang)50mm，與工藝(yi)管道口(kou)徑相同(tong)。
　　有時管(guan)道内的(de)流速偏(pian)低或從(cong)儀表價(jia)格上考(kao)慮，可選(xuan)用口徑(jing)較小的(de)流量計(ji)，這不僅(jin)可使儀(yi)表運行(hang)在較好(hao)的工作(zuo)狀态下(xia)，還可以(yi)降低儀(yi)表的投(tou)資費用(yong)，此時就(jiu)要在傳(chuan)感器兩(liang)端加裝(zhuang)異徑管(guan)。
　　案例2某(mou)長距離(li)輸水管(guan)線工程(cheng)，輸送管(guan)道口徑(jing)爲800mm，最大(da)流量爲(wei)1000m3/h，确定電(dian)磁流量(liang)計的口(kou)徑。
根據(ju)公式（8）計(ji)算出管(guan)道内液(ye)體的流(liu)速：

　　圓整(zheng)後，可選(xuan)用500mm口徑(jing)的電磁(ci)流量計(ji)，并在流(liu)量計兩(liang)端加裝(zhuang)異徑管(guan)。經公式(shi)（8）驗算，通(tong)過電磁(ci)流量計(ji)的流體(ti)流速爲(wei)1.416m/s。
　　爲了在(zai)加裝異(yi)徑管後(hou)不過多(duo)影響流(liu)速場的(de)分布，不(bu)影響流(liu)量計的(de)精度，通(tong)常要求(qiu)異徑管(guan)的中心(xin)錐角不(bu)大于15°，越(yue)小越好(hao)。
有的選(xuan)型資料(liao)詳細地(di)給出了(le)異徑管(guan)壓力損(sun)失的計(ji)算，這通(tong)常是沒(mei)有必要(yao)的。當異(yi)徑管的(de)中心錐(zhui)角不大(da)于15°時，總(zong)的壓力(li)損失通(tong)常爲100Pa以(yi)下。
　　譬如(ru)此例，若(ruo)選異徑(jing)管的中(zhong)心錐角(jiao)α=8°。經計算(suan)（詳細計(ji)算方法(fa)請查閱(yue)相關資(zi)料，或咨(zi)詢工藝(yi)專業），異(yi)徑管總(zong)的壓力(li)損失爲(wei)69.73Pa。
　　此例中(zhong)，通過加(jia)裝異徑(jing)管，使流(liu)速提高(gao)到了較(jiao)經濟的(de)流速，有(you)利于測(ce)量。同時(shi)，DN500電磁流(liu)量計的(de)價格要(yao)比DN800的價(jia)格低30％左(zuo)右，投資(zi)較省。而(er)68.7Pa的壓力(li)損失幾(ji)乎是可(ke)以忽略(lue)不計的(de)。
異徑管(guan)的安裝(zhuang)見圖2。

2.3電極(ji)形式及(ji)材料的(de)選擇
2.3.1電(dian)極形式(shi)的選擇(ze)
　　一般來(lai)說，不産(chan)生結晶(jing)、結疤、不(bu)沾污電(dian)極的潔(jie)淨介質(zhi)可用标(biao)準電極(ji)，否則，用(yong)刮刀式(shi)電極來(lai)清垢。對(dui)測污泥(ni)的場合(he)，可選用(yong)刮刀式(shi)電極或(huo)可更換(huan)式電極(ji)。
2.3.2電極材(cai)料的選(xuan)擇
　　應根(gen)據被測(ce)介質的(de)腐蝕性(xing)，由用戶(hu)負責選(xuan)定。對一(yi)般介質(zhi)，可查有(you)關防腐(fu)蝕手冊(ce)。但因腐(fu)蝕性介(jie)質多種(zhong)多樣，有(you)些介質(zhi)（譬如各(ge)種比例(li)和種類(lei)的混酸(suan)）在現成(cheng)的資料(liao)中往往(wang)找不到(dao)答案，可(ke)與制造(zao)商聯系(xi)，由用戶(hu)提供腐(fu)蝕性介(jie)質，制造(zao)商提供(gong)待試材(cai)料，在規(gui)定條件(jian)下做挂(gua)片試驗(yan)。
常用電(dian)極材料(liao)的耐腐(fu)蝕性能(neng)可參考(kao)表1。

　　在氯(lü)堿行業(ye)中，測循(xun)環水可(ke)選用316L電(dian)極；燒堿(jian)可選用(yong)哈氏合(he)金C或不(bu)鏽鋼電(dian)極（優先(xian)選用哈(ha)氏合金(jin)C）；測鹽水(shui)及鹽酸(suan)可選用(yong)钽電極(ji)，含遊離(li)氯的電(dian)解槽返(fan)回鹽水(shui)可選用(yong)钛電極(ji)；三氯化(hua)鐵、碳酸(suan)鈉、次氯(lü)酸鈉溶(rong)液（鹽水(shui)工段較(jiao)常見的(de)介質）可(ke)選钛電(dian)極。
2.4襯裏(li)材料的(de)選擇
應(ying)根據介(jie)質的腐(fu)蝕性，磨(mo)損性及(ji)溫度來(lai)選擇。
常(chang)用襯裏(li)材料的(de)主要性(xing)能及适(shi)用範圍(wei)見表2。

　　特(te)别提出(chu)的是，特(te)氟隆是(shi)一種氟(fu)化塑料(liao)，耐強酸(suan)、強堿的(de)腐蝕，同(tong)時具有(you)良好的(de)耐高溫(wen)性，高溫(wen)下不變(bian)形，不降(jiang)低絕緣(yuan)阻抗。可(ke)用于測(ce)量大多(duo)數強酸(suan)、強堿、強(qiang)氧化劑(ji)等強腐(fu)蝕性介(jie)質、衛生(sheng)類介質(zhi)。氯堿行(hang)業中測(ce)量強酸(suan)（HCl）、強堿（NaOH）及(ji)鹽（NaCl）多采(cai)用此種(zhong)襯裏材(cai)料。
2.5防護(hu)等級的(de)選擇
　　按(an)照國标(biao)GB4208-2008外殼防(fang)護等級(ji)(IP代碼)的(de)要求結(jie)合儀表(biao)實際的(de)使用條(tiao)件選定(ding)适當的(de)防護等(deng)級。若儀(yi)表在地(di)面以下(xia)，經常受(shou)水淹的(de)，宜選用(yong)IP68；若儀表(biao)安裝在(zai)地面以(yi)上的，可(ke)選用IP65。
氯(lü)堿工業(ye)通常選(xuan)用IP65以上(shang)的防護(hu)等級。
2.6接(jie)地環的(de)選擇
　　若(ruo)連接儀(yi)表的管(guan)道(相對(dui)于被測(ce)介質)是(shi)絕緣性(xing)的，則要(yao)用接地(di)環。接地(di)環的材(cai)料可以(yi)與電極(ji)材料相(xiang)同，一般(ban)可選與(yu)管道材(cai)料耐腐(fu)蝕性相(xiang)同即可(ke)。若被測(ce)介質是(shi)磨損性(xing)的，則宜(yi)選用帶(dai)頸接地(di)環，以保(bao)護進、出(chu)口端的(de)襯裏，延(yan)長使用(yong)壽命。
特(te)别強調(diao)的是，電(dian)解槽沿(yan)着電解(jie)液的漏(lou)電流很(hen)大，這将(jiang)導緻管(guan)道中雜(za)散電流(liu)很大，會(hui)引起很(hen)嚴重的(de)幹擾，直(zhi)接影響(xiang)到電磁(ci)流量計(ji)的正常(chang)測量。可(ke)将流量(liang)傳感器(qi)與其連(lian)接的工(gong)藝管道(dao)之間進(jin)行電氣(qi)隔離。具(ju)體安裝(zhuang)方法見(jian)圖3。

2．7殼體(ti)材料的(de)選擇
　　氯(lü)堿工業(ye)由于大(da)功率變(bian)壓器、大(da)電流電(dian)解槽的(de)存在，周(zhou)圍磁場(chang)比較強(qiang)。在選擇(ze)電磁流(liu)量計的(de)殼體材(cai)料時，宜(yi)選用鑄(zhu)鐵、鋼等(deng)有較好(hao)磁屏蔽(bi)作用的(de)鐵磁性(xing)材料，不(bu)宜選用(yong)鋁、玻璃(li)鋼等非(fei)鐵磁性(xing)材料。
3結(jie)語
　　電磁(ci)流量計(ji)的選型(xing)是儀表(biao)應用中(zhong)非常重(zhong)要的工(gong)作,有關(guan)資料表(biao)明,儀表(biao)在實際(ji)應用中(zhong)有很大(da)一部分(fen)故障是(shi)由儀表(biao)選型錯(cuo)誤或安(an)裝錯誤(wu)造成的(de)，對此應(ying)引起有(you)關企業(ye)，尤其是(shi)氯堿企(qi)業的足(zu)夠重視(shi)。

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