工业控制中电磁流量计的选型及应用

引言

      电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其它流量计不易应用的问题，如脏污流、腐蚀流的测量。在电磁流量计选型、安装和使用方面有一些技巧和注意事项，根据实际应用经验对这些问题进行分析和讨论。

1. 电磁流量计的优缺点

     与其它流量计相比，电磁流量计具有下列优点：

    (1) 由于测量通道是一段光滑直管，不会发生阻塞，因此，适用于测量含固体颗粒的液固二相流体，如纸浆、泥浆、污水等。

    (2) 不产生流量检测所造成的压力损失，节能效果好。

    (3) 所测的体积流量受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响小。

    (4) 流量测量范围度大，量程比可高达L l000可选流量范围宽，液体流速一般可在0.5--1 0m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量测量范围，而不必拆下仪表进行离线实流标定。

    (5) 电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽，从几毫米到3m;可测正反双向流量；也可测脉动流量（只要脉动频率低于激磁频率很多）；仪表输出本质上是线性的。

    (6) 可应用于腐蚀性流体的测量。

    (7) 与其它流量计相比，电磁流量计所需直管段较短。

    但电磁流量计也存在以下缺点：

    (1) 不能测量电导率很低的液体．如石油制品。

    (2) 不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体。

    (3) 由于衬里材料和电气绝缘材料的限制，通用型电磁流量计不适用于较高温度。

    (4) 投资相对较高，特别是大口径流量的测量。

2. 电磁流量计的选型

    电磁流量计选型时应注意以下事项：

    (1) 液体电导率应高于允许的下限。各制造厂商生产的产品对电导率下限值有不同的数值，目前，一般电磁流量计不能测量电导率低于5μS/cm的液体流量。

    (2) 液体流速应在流量计规定的范围内。一般电磁流量计所测流体平均流速应在1-10m/s范围内，部分厂家产品的流速范围可在0.3-12m/s如西尼尔SINIER的电磁流量计。若被测液体流速太低，可以考虑加装异径管，使流速控制在规定范围内。为减小加装异径管造成压力损失和影响流速分布，要求异径管中心锥角不超过15。，而且越小越好。

    (3) 电极形式的选择。通常，不产生结晶、结疤、不沾污电极的流体介质可选标准电极；对有污泥等沾污电极的应用场合，可选用具有手动机械清污附件的刮刀式电极或可更换式电极。

    (4) 衬里和电极材料的选择。根据液体的腐蚀性选用合适的衬里和电极材料。可查有关材料的防腐蚀手册选定电极材料；耐混酸等成分复杂的介质，应做挂片试验。应根据被测介质的腐蚀性，磨损性及温度来选择电磁流量计的衬里材料。

    (5) 满足直管段的要求和接地要求。从电极轴线开始测量，一般入口直管段不小于5D(直径)，出口直管段不小于3D。为使仪表可靠工作，提高测量精度，不受外界寄生电势的干扰，电磁流量计的传感器应良好地单独接地。

    (6) 机型的选择。根据安装、使用和维护条件，选用检测和变送部分组合在一起的一体型或分体型电磁流量计。

    (7) 仪表防护等级的选择。按照国标GB420 8-8规定的应用环境，选用仪表外壳防护等级。例如，IP65为防喷水型，它允许水从任何方向对仪表喷水，仪表仍能正常工作；IP67为防浸水型，它允许仪表短时间内全部浸入水中仍能正常工作。

    (8) 仪表安装位置的选择。由于电磁流量计不能在不满管或空管情况下工作，所以应保证测量管在所有时间内必须*注满介质。

3. 电磁流量计的安装

    安装时应注意以下事项：

    (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。因此流量传感器安装要避开容易产生电导率不均匀的场所，例如其上游附近加入药液，加液点设于传感器下游；液体有混合时，其分布应大体均匀。

    (2) 使用时传感器测量管必须充满液体（非满管型例外）。

    (3) 液体应与地同电位。当工艺管道是塑料等绝缘材料时，输送液体会产生摩擦静电，造成液体与地间有电位差，为此需良好接地。

3. 1 流量传感器的安装

3.1.1 安装场所

    电磁流量传感器对安装场所有以下要求：

    (1) 测量混合相流体时，应选择不会引起相分离的场所安装传感器；测量双组分液体时，传感器应避免装在混合尚未均匀的下游；测量化学反应物料时，传感器应安装在反应充分完成段的下游。

    (2) 尽量避免测量管内形成负压。

    (3) 安装位置应选择震动小的场所，特别是一体型仪表。

    (4) 远离大电机、大变压器等，避免引入电磁干扰

    (5) 选择易于实现传感器单独接地的位置。

    (6) 尽可能远离腐蚀性气体。

    (7) 环境温度应在仪表允许范围内，一体型仪表受结构影响，对安装环境温度的要求更高。

    (8) 环境相对湿度应在仪表允许范围内。

    (9) 犀可能避免受阳光直照，必要时加防护罩。

    (10) 仪表防护等级应满足应用要求。

3.1.2 直管段长度要求

      根据仪表精度要求，电磁流量传感器上游通常需有5 D的直管段，下游是3 D的直管段。

3.1.3 安装位置和流动方向

      传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。测量固、液两相流体垂直安装，自下而上流动。可防止水平安装时衬里下半部局部磨损严重，低流速时固相沉淀等缺点。水平安装时要使电极轴线平行于地平线，如果电极轴线垂直于地平线，则处于底部的电极易被沉积物覆盖，顶部的电极易被液体中夹带的气泡覆盖电极表面，造成输出信号波动。图1所示管系中，c、d为适宜位置；a、b、e为不宜位置，b处可能液体不充满，a、e处易积聚气体，且e处传感器后管段短也有可能不充满。对于固、液两相流，c处亦是不适宜的位置。

3.1.4 旁路管安装

      在连续生产的工艺管道上，为了在不影响生产的情况下对仪表进行维修拆装或内部清洗，传感器应尽可能采用与主工艺管道并联安装的方式（旁路管安装），如图2所示。正常生产时截止阀1关闭，截止阀2、3打开，流体就可流过流量计实现流量测量。当传感器发生故障需拆下维修时，只要打开截止阀l，关闭截止阀2，3，就能实现在不影响生产的情况下对流量计进行拆除。当需要清洗流量计内部时，只需打开截止阀1，关闭截止阀2、3，然后打开流量计两端盲板即可清洗。

    图2旁路管安装

      但是对于管径大于1. 5n韵管系因投资和空间位置限制，不易实现旁路管安装。此时为了便于管系停止运行时维护人员进入管道检测、清洗传感器内壁，需在流量计附近工艺管道上设置人孔。

3.1.5 负压管系的安装

      氟塑料衬里传感器须谨慎地应用于负压管系。有可能出现负压的正压管系应防止产生负压，例如液体温度高于室温的管系中，当管系停止运行关闭传感器上下游截止阀后，由于流体冷却收缩就会形成负压，此时就应设置如图3所示的负压防止连接。

3.1.6 接地

      传感器必须单独接地（接地电阻lOOΩ以下）。分离来自接地线混乱的干扰：超声仪器接地、设备接地、系统接地、保护接地混乱，各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。

2 .2 抗干扰措施

2.2.1 屏蔽

      变频器在运行时会产生高次谐波，造成电压波形畸变，严重影响附近的仪电设备动作。屏蔽干扰源是抗干扰zui有效的方法：

    (1) 在变频器的进线侧安装进线电抗器及进线滤波器，抑制干扰信号对电源的干扰。

    (2) 信号线全部采用屏蔽线，屏蔽层可靠接地，布线时尽量远离变频器的进、出线。

    (3) 电机电缆也采用屏蔽电缆，屏蔽层可靠接地。原匀速段的电机控制采用交流接触器控制，接触器线圈断、合瞬间产生电磁干扰。针对这种情况，将交流接触器改换成无噪声固态接触器，其控制电源改用24直流稳压电源。

2.2.2 接地、滤波、阻容吸收保护

     针对供给超声仪器使用的电源直接引至电网的问题，将仪器电源和系统电源分开，采用图7所示的解止

     图3负压防止连接

型仪表原则上接地应在传感器一侧，转换器接地应在同一接地点。如传感器装在有阴极腐蚀保护管道上，除了传感器和接地环一起接地外，还要用较粗铜导线(  16IT11112)绕道传感器，跨接到管道的2个连接法兰上，使阴极保护电流与传感器之间隔离。一些应用场合的杂散

电流过大，如电解槽沿着电解液的泄漏电流影响电磁流量计正常测量时，可采取在流量传感器与其连接的工艺管道之间进行电气隔离的办法。对有阴极保护的管道，如果阴极保护电流影响EMF测量时，也可以采取本方法。

3.2 转换器安装和连接电缆

      一体型电磁流量计不需要单独安装转换器；分体式电磁流量计的转换器安装在传感器附近或仪表室，安装场所的选择余地较大，转换器安装环境条件比一体式好。其防护等级可降低，例如，可选IP65或IP64（防尘防溅级）。安装场所的要求与3 L 1+(3)、(4)、(6)、(7)、(8)、(9)各条相同。图7电源净化 转换器和传感器间距离受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）的制约，需选用制造厂随仪表所附（或规定型号）的信号电缆。一般仪表“使用说明书”对不同电导率液体提供允许的传输距离范围。通常，单层屏蔽电缆的传送距离为50 m

       为避免引入干扰信号，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钢管内。

4. 结语

       随着企业全面走向市场，企业生产经营管理将进一步深化，流量计量越显重要。电磁流量计作为工业流量测量仪表的一种，只有在正确选型、安装和使用的前提下才能更好地发挥其作用，满足企业计量的要求，实现降低生产成本、提高经济效益的目的。

因此广州迪川仪器仪表有限公司为更好仪器仪表而不断努力

转载是请注明本文来之广州迪川仪器仪表有限公司