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采用電磁流量計(jì)實(shí)施腐蝕與礦漿介質(zhì)的檢測(cè)zui為常見，電磁流量計(jì)是應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的流量計(jì)，包括流量變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分。由于變送器直接與被測(cè)介質(zhì)接觸且受工況條件的影響，因此流量計(jì)的選型設(shè)計(jì)主要是針對(duì)電磁流量傳感器。轉(zhuǎn)換器一膠只要報(bào)據(jù)測(cè)量或轉(zhuǎn)換要求與之相配套或選用一體化電磁流量計(jì)即可。在傳感器選型設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)從以下幾方面考慮。
(1)適用流體。被測(cè)介質(zhì)必須是導(dǎo)電液體或均勻的液固兩相流體，其電導(dǎo)率一般須大于5us/cm(這相當(dāng)于軟化水的電等率)，且分布應(yīng)大體上均勻。故它小宜用于石油及其制品、內(nèi)酮、純酒精等介質(zhì)的測(cè)量。測(cè)量中，液體應(yīng)充滿傳感器的測(cè)量管，當(dāng)有混入物時(shí)，混入物的分布應(yīng)大體均勻。
(2)連續(xù)使用溫度。它不是單指襯里材料的允許溫度，而是指流過(guò)具有一定壓力和化學(xué)性質(zhì)的流體時(shí)，流量計(jì)所能承受的溫度。該指標(biāo)主要受襯里材料(常用聚四氟乙烯，-195~250攝氏度)、電氣絕緣材料、線圈材料與結(jié)構(gòu)等耐沁性能的限制一般為0-120℃。近期有些產(chǎn)品可連續(xù)工作在260℃。注意:較高溫度時(shí)，不宜采用一體化結(jié)構(gòu)，且應(yīng)采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施;若溫度過(guò)低，尚需考慮防止結(jié)霜，否則易造成信號(hào)失真。
(3)壓力規(guī)格的選擇。流量計(jì)常用壓力規(guī)格有1.6MPa(口徑小于φ50mm)，1.0MPa(口徑為φ80~900mm)和0.6MPa《口徑在φ1000mm以上)三種。應(yīng)注意的是.大多數(shù)襯里與測(cè)量管直接粘貼、涂覆.使變送器可工作在正壓和負(fù)壓狀態(tài)。但某些國(guó)產(chǎn)傳感器的襯里因工藝原因尚不能用于負(fù)壓場(chǎng)合。對(duì)于高壓流體測(cè)量，因管道壁厚的增加將使針壁中渦電流影響管內(nèi)磁通量.而且壓力的增加會(huì)使電極部分密封更加困難.故應(yīng)事先向制造廠商提出。以便在結(jié)構(gòu)上采取對(duì)策。有些產(chǎn)品zui高1k力可達(dá)4MPa。
(4)口徑與量程的選擇。應(yīng)根據(jù)傳感器測(cè)量管內(nèi)流體的流速范圍確定一般為0.3~1Om/s,其側(cè)zui上限由內(nèi)襯的耐磨性、傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體速度等因素決定，測(cè)量下限則決定于儀表的信嗓比.因?yàn)檩^強(qiáng)的靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)和工傾于擾均影響下限的擴(kuò)展。平常情況下，流速取1~4m/s為宜，常用流后能超過(guò)其刻度流量的50%。在量程確定的情況下，口徑的選擇通常與工藝管道內(nèi)徑相同，但還應(yīng)結(jié)合不同測(cè)量對(duì)象、測(cè)量管內(nèi)流速大小等來(lái)zui終決定。如對(duì)于含顆粒、磨損性大的流體。常用流速應(yīng)不大于3m/s，但不能太低.以免信號(hào)太小或水平管道中形成旅權(quán)物沉積、流速分布不對(duì)稱現(xiàn)象;對(duì)于易沉降、黏附、結(jié)垢的流體，常用流速不小于2m/s,測(cè)量紙漿時(shí)宜大于4m/s.以達(dá)到讓流體清洗電極上附著物的目的。
(5)內(nèi)襯材料與結(jié)構(gòu)的選擇。襯里的主要作用是防止流量感應(yīng)信號(hào)被金屬測(cè)量管壁短路，它必須是電絕緣材料.同時(shí)由于直接接觸被測(cè)介質(zhì).所以必須報(bào)據(jù)介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)來(lái)綜合考慮。目前常見的襯里材料是聚四氟乙烯系列高分子化合物(其PFA樹脂是較好的材料)、耐酸橡膠、氯丁橡膠、耐酸搪瓷、聚氨酯橡膠和玻璃鋼等。其中耐蝕性能優(yōu)良、溫度范圍寬的是聚四氟乙.耐磨性較好的有聚氨酯橡膠、氯丁橡膠。近年來(lái)引進(jìn)產(chǎn)品中還采用了比高分子材料更耐腐蝕、吸收分子粒子、透氣性強(qiáng)的陶瓷類無(wú)機(jī)材料。如Al203陶瓷襯里，是當(dāng)今的襯里材料。
(6)電極材料及結(jié)鉤的選擇。電極是用非異磁材料制成，選型時(shí)主要根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性而定。由于流量信號(hào)與電極間的距離成正比，電極的腐蝕會(huì)影響測(cè)量度，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意電極對(duì)應(yīng)于介質(zhì)的年腐蝕率應(yīng)在0.1mm以下(查有關(guān)防腐蝕手冊(cè))。對(duì)混酸等成分復(fù)雜的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，為慎重起見應(yīng)做掛片試驗(yàn)。目前對(duì)于一般流體.大多數(shù)采用耐酸(18CrNi9ri)和含鉬不銹鋼;而對(duì)于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，則選用哈氏合金B(yǎng).C及認(rèn)材、鉑銥合金或耐酸鋼涂覆黃金等;必要時(shí)還可考慮選用日木橫河等公司已產(chǎn)品化的“無(wú)電極式“電磁流級(jí)計(jì)。
針對(duì)傳感器口徑、耐壓要求和介質(zhì)性質(zhì)的不同，電極結(jié)構(gòu)也可有不同選擇:如適于中等口徑和耐壓的內(nèi)插式，適于小口徑與高耐壓的外插式，測(cè)量黏附、結(jié)垢類介質(zhì)的尖頭式電極，磨損特別嚴(yán)取時(shí)用的倒錐形結(jié)構(gòu)等。zui惡劣工況還?？紤]采用鉑電極與金屬陶瓷襯里整體燒結(jié)的結(jié)構(gòu)。
(7)勵(lì)進(jìn)方式。國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品勵(lì)進(jìn)方式通常采用低預(yù)矩形波勵(lì)磁(傾率為工領(lǐng)的1/2~1/32),有的也可由用戶根據(jù)流體條件切換。如對(duì)漿狀流，可選用二值激磁方式來(lái)減小零漂。若要進(jìn)一步提高零位隱定性，消除流旦信號(hào)的零位嗓聲。還可選用三值勵(lì)進(jìn)(采用工頻1/8的頻率，以正、零、負(fù)、零三位電流進(jìn)行勵(lì)磁)。對(duì)于冶金行業(yè)較常見的礦漿等液固兩相流測(cè)量.
則應(yīng)當(dāng)注意市電干擾和零漂等問(wèn)題;而要準(zhǔn)確測(cè)量懸濁液如紙槳纖維液或減小漿液流量測(cè)量嗓聲.則選用雙頻波測(cè)量方法(高頻部分是75Hz的矩形波，外包絡(luò)是1/8X50Hz的低頻矩形波)，典型產(chǎn)品有上海橫河公司的ADMG型(適用口徑為2.5~400mm ).可有效地解決勵(lì)磁預(yù)率降低、零點(diǎn)趨定性提高后抗低頻嗓聲能力的降低這一對(duì)矛盾.使用戶不需根據(jù)介質(zhì)條件選擇合適的勵(lì)磁方式。
(8)電極清洗問(wèn)題。當(dāng)被測(cè)液體附著和含有沉積物時(shí).傳感器電極表面將受到污染并積累沉積物而逐漸形成結(jié)晶體.零點(diǎn)會(huì)變動(dòng).流量測(cè)量值不往定.由于無(wú)法根據(jù)電極污染程度來(lái)判斷其影響并校正流量值.為此應(yīng)作以下考慮:除采用污染影響小的襯里、電極.選用各種方法和裝置如直流電法(對(duì)帶負(fù)電的沉積物)、機(jī)械清洗結(jié)構(gòu)(刮刀式)、可更換的電極(大口徑、可斷續(xù)測(cè)量)、超聲波清洗以及利用流體較高流速?zèng)_洗等。但流體自沖洗受傳感器襯里及耐解性的約束，而超聲波方式可能報(bào)壞絕緣膜。
(9)接地環(huán)的選擇。若連接流量計(jì)的管道是絕緣的如玻璃鋼管.則要用接地環(huán)并單獨(dú)、良好接地。使管內(nèi)流體與大地電連通.具有零電位，否則流量計(jì)將無(wú)法正常工作;若被測(cè)介質(zhì)是躊損性的如礦漿、水煤漿等.則應(yīng)選用帶勁接地環(huán).以保護(hù)進(jìn)出口端的襯里.延長(zhǎng)儀表使用壽命。接地環(huán)的材質(zhì)應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性來(lái)確定，一般為含鉬不銹鋼;對(duì)強(qiáng)腐蝕性的液體.可參照所選電極材料或低一個(gè)級(jí)別來(lái)選定。
(10)根據(jù)測(cè)量與安裝條件確定傳感器結(jié)構(gòu)形式。與節(jié)流式等流量計(jì)一樣.電磁流量計(jì)也有一定的直管段要求一般為前5D、后2D。在大口徑流測(cè)量場(chǎng)合或難以確保必要的直管段長(zhǎng)度時(shí).按現(xiàn)有技術(shù)水平很難得出修正系數(shù)而獲得準(zhǔn)確讀數(shù).在AS標(biāo)準(zhǔn)中也只列出了90°彎管對(duì)均勻進(jìn)場(chǎng)流童計(jì)的影響。為了減小流速分布的影響.此時(shí)可選用多電極結(jié)構(gòu)(一般為兩對(duì)電極).有實(shí)臉表明.在傳感器上游側(cè)2.8n處設(shè)狡閘閥時(shí).輸出所受影響較之單電極傳感器可減小到1/3.
在大口徑流量測(cè)量精度要求不高時(shí)(如江河水或廢水計(jì)量).可選用插入式電磁流量計(jì)。它具有拆裝方便.即使有油污等吸附也叮不斷流檢修也不需要安裝和維護(hù)旁通管和截止閥;其儀表價(jià)格基本上不受竹徑大小的影響，一般僅為滿管式電磁流量計(jì)的幾分之一。
(11)特殊流體的測(cè)量。對(duì)于某些特殊的測(cè)量如淤漿流體、低電導(dǎo)率流體((0.05us/cm)、附著性絕緣物質(zhì)、強(qiáng)腐蝕性流體以及一些油水說(shuō)合成乳化狀的流體的測(cè)量，可考慮采用己實(shí)用化的無(wú)電極式電班流量計(jì)。這種流量計(jì)采取交流勵(lì)進(jìn)方式.在襯里外表面采用平面狀信號(hào)電極，流體所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)由電容摘合方式檢出.故本質(zhì)上不存在電極的腐蝕、磨損與密封問(wèn)妞。流量計(jì)的可靠性主要取決于襯里材料的性能.而且流體導(dǎo)電率不勻、電位變化所產(chǎn)生的噪聲、速度剖面的影響等也有所減弱。不過(guò).因電極與液體之間絕緣層的厚度應(yīng)盡且小，所以設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)襯里的?？啃砸髴?yīng)更高。
(12)轉(zhuǎn)換器及功能選擇。轉(zhuǎn)換器應(yīng)其備的葵本功能是故大電極信號(hào)電悵井變族成標(biāo)準(zhǔn)信兮箱出.且消除電極電壓中的同相和直角相位嗓聲.消除電睞電壓及獄率變化的影響。一般的轉(zhuǎn)換器只需很據(jù)流長(zhǎng)傳感器相應(yīng)尼套即可.但如用戶對(duì)轉(zhuǎn)換器功能、靈活性要求較高的話.則叮選用內(nèi)裝徽處理機(jī)的轉(zhuǎn)換器或附加選擇件.可以實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)如下功能:勵(lì)磁方式和傾率的選扦及其相應(yīng)的信號(hào)處理.交直流兩用電派.于式自校準(zhǔn)，多種信號(hào)輸出與各種報(bào)警、空管檢測(cè)信號(hào)、電極信號(hào)輸出，正、反向流zui自動(dòng)切換與側(cè)勝.多zui程白動(dòng)切換與流量單位、量程設(shè)定脈沖定標(biāo)、數(shù)宇顯示與計(jì)數(shù)功能.自診斷功能如愉人信號(hào)異常、勵(lì)磁或信呼線斷路、短路等。
(13)連接電纜及長(zhǎng)度的確定。傳感器與轉(zhuǎn)換器間連接電纜(信號(hào)傳送與勵(lì)志電纜)較短為好。若受現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境或位段限制，則需考慮zui大長(zhǎng)度確定問(wèn)題—通常信號(hào)電纜的zui大長(zhǎng)度取決于被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率和所用電纜信號(hào)而勵(lì)磁電纜zui大長(zhǎng)度僅取決于側(cè)芯截面積.電纜可選用YZ中教橡套電繩.然后取信號(hào)與勵(lì)磁電纜長(zhǎng)度中較短長(zhǎng)度來(lái)配置電纜即可。輸出電流傳送電纜長(zhǎng)度取決于后續(xù)儀表輸入電限與電纜總電限值。
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