目前在集團流量計生產(chǎn)方面取得了優(yōu)異的成績和穩(wěn)定的發(fā)展，目前較成熟的產(chǎn)品有三種，分別是電磁流量計、渦流流量計、渦輪流量計，以及已投入生產(chǎn)的節(jié)流流量計。 目前，這些產(chǎn)品深受好評，深受各大化工企業(yè)歡迎。 其中電磁流量計采用zui廣zui穩(wěn)定。 詳細說明電磁流量計流量的選擇和設(shè)置。

一、電磁流量計的工作原理:

首先，我們需要了解電磁流量計的工作原理。 電磁流量計的基本原理是基于法拉第感應(yīng)效率，該測量原理可應(yīng)用于導(dǎo)電流體，該流體的磁場流入垂直于流體方向的管道，由流體感應(yīng)的電位可通過對稱配置的兩個電極進行測量。 信號電壓u與磁感應(yīng)強度b、電極間距離d及流體平均流速v成比例。 由于磁感應(yīng)強度b和電極間距離d一定，所以信號電壓u與平均流速v成比例。 計算體積流量的公式表示信號電壓u與體積流量成比例。 將所感應(yīng)的信號電壓轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換器的標度、模擬及數(shù)字輸出信號。

二、電磁流量計選型的八大要素:

1 .精度等級、功能及輸出信號

市場電磁流量計性能差異較大，精度高，功能多，精度低，功能簡單。 高精度儀表的基本誤差是( ±； 0.5%~±； 1%)R，精度低的儀器是( ±； 1.5%~±； 2.5%)FS兩者的價格相差1~2倍。

一些型號的儀表聲稱有更高的靈敏度，并且基本誤差很小( ±； 0.2%~±； 0.3%)R，但有嚴格的設(shè)置要求和比較條件。 例如，環(huán)境溫度、前后直管段長度等。 因此，比較多種型號時，不僅要看高指標，還要仔細閱讀廠家的樣本和說明書進行綜合分析。

市場上電磁流量計的功能差異也很大，簡單的是只測量單向流量，只輸出模擬信號來驅(qū)動下位計的多功能儀表包括測量雙向流、量程切換、上下限流量警報、管道和電源切斷警報、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動對照和故障自診斷、與上位機的通信和運動配置等。 某些形式的儀表的串行數(shù)字通信功能可以選擇HART協(xié)議系統(tǒng)、PROFTBUS、Modbus、FF現(xiàn)場總線等各種通信接口。 電磁流量計具有以上多動能集管功能，同時還采用RS485、HART、頻率脈沖等輸出方式，方便化工廠生產(chǎn)信號遠距離傳輸。

下圖為電磁流量計的測量誤差圖

2、流速、刻度流量和口徑

選定的儀表口徑不一定與管徑相同。 因流量而異。 流動工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般為經(jīng)濟流速1.5~3m/s。 電磁流量計用于這種管道，傳感器口徑可與管徑相同。 電磁流量計滿流量時的液體流速可在1~10m/s的范圍內(nèi)選擇，范圍比較廣。 上限流速在原理上沒有限制，但通常推薦為5m/s以下，只要襯料不能承受液流清洗，實際上很少超過7m/s，超過10m/s更少。 滿度流量的流速下限一般為1m/s，根據(jù)型號的不同為0.5m/s。

在幾個新建工程運行初期流量低或流速低的管系中，從測量精度的觀點出發(fā)，儀表口徑應(yīng)改為小于管徑，用異徑管連接。 易附著、易堆積、水垢等物質(zhì)所使用的流體的流速在2m/s以上，zui提高到3~4m/s以上，起到自我清掃、防止附著堆積等作用。 用于礦漿等磨損性強的流體，常用流速在2~3m/s以下，減少襯里和電極的磨損。 為了測量接近閾值的低流導(dǎo)液體，選擇盡可能低的流速(0.5~不足1 m/s )，流速上升時流動噪音增加，產(chǎn)生輸出波動的現(xiàn)象。

3 .液體電導(dǎo)率

使用電磁流量計的前提是，被檢液體必須是電的，不能低于閾值(即下限值)。 電導(dǎo)率低于閾值時會產(chǎn)生測量誤差而無法使用，即使超過閾值變化也能測量，顯示值的誤差不會大幅變化，通用型電磁流量計的閾值為10-4~(5×； 10-6)S/cm之間因型號而異。 還可以依賴于傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線的長度和分布電容來使用，制造商的使用說明書中規(guī)定了與電導(dǎo)率對應(yīng)的信號線的長度。 非接觸電容耦合大面積電極的設(shè)計可以測得電導(dǎo)率低至5×的10-8S/cm的液體。

工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4~10-1S/cm之間，使用沒有問題，低蒸餾水為10-5S/cm也沒有問題。 石油產(chǎn)品和有機溶劑的電導(dǎo)率太低就不能使用。 純液和水溶液中電導(dǎo)率低，有些被認為不能使用，但實際工作中有可能含有雜質(zhì)使用。 這種雜質(zhì)有利于提高電導(dǎo)率。

根據(jù)使用經(jīng)驗，實用的液體電導(dǎo)率zui比儀器制造商規(guī)定的閾值至少大一位數(shù)。 因為制造商的儀表規(guī)格規(guī)定的下限值是在各種使用條件良好的狀態(tài)下可測量的zui的較低值。 受電導(dǎo)率均勻性、連接信號線、外部干擾等使用條件的限制，會發(fā)生輸出晃動等。 我們多次測量低濃度蒸餾水和去離子水，其電導(dǎo)率接近閾值5×，10-6S/cm，使用時輸出波動。

4 .液體是否為單相

混入泡狀流中的微小氣泡還能正常發(fā)揮作用，但是測量包含氣泡體積的混合體積流量的氣體含量增加而形成彈(塊)狀的流動時，電極被氣體復(fù)蓋，電路有可能瞬間被切斷，出現(xiàn)輸出波動，無法正常發(fā)揮作用。 含有非強磁性粒子和纖維的固液二相流體也同樣能夠測量二相的體積流量。 固體含量高的流體如鉆井泥、鉆井固井泥、紙漿等實際上是非牛頓流體。 由于固體在載液中一起流動，兩者之間有滑動，速度有差異，單相液體檢測儀器用于固液兩相流體時會產(chǎn)生附加誤差。 電磁流量計應(yīng)用于固液兩相流體中固體物質(zhì)影響的系統(tǒng)實驗報告尚未見，但國外報道固體物質(zhì)含量為14%時，誤差在3%以內(nèi)

應(yīng)用于含礦石顆粒的礦床時，要注意傳感器內(nèi)襯的磨損程度，測量管內(nèi)徑的擴大會產(chǎn)生附加誤差。 在這種情況下，提出了在選擇耐磨性好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里的同時，將傳感器安裝在垂直配管上，使配管的磨損均勻，消除水平安裝的下半部分局部磨損嚴重的缺點。 也可在傳感器的入口端安裝噴嘴狀的蓋子，相對延長使用時間。

5 .介質(zhì)是容易沉淀還是容易附著

測量管壁上容易附著物質(zhì)沉淀的流體時，如果附著電導(dǎo)率比液體高的導(dǎo)電物質(zhì)，信號電位就會短路，無法工作，在非導(dǎo)電層必須首先注意電極的污染。 例如，選擇尖的形狀或半球狀的突起電極難以附著的可更換的電極、刮板式定標電極等。 葉片式電極可在傳感器外定期用手去污。 海外產(chǎn)品中，曾在電極上安裝超聲波換能器去除表面氧化皮層，現(xiàn)在很少見。 有時也會暫時切斷測量電路，在短時間內(nèi)向電極通入低壓大電流，焚燒除去附著油脂類附著層。 在容易附著的場所，可以提高流速達到自我清掃的目的，用容易清洗的配管連接，也可以不拆卸清洗傳感器。 非接觸型電極電磁流量計上附著有非導(dǎo)電膜層，設(shè)計仍然起作用，但是如果是高導(dǎo)電層的話同樣不起作用。

電磁流量計主要通過電極選擇避免介質(zhì)沉淀和附著的影響。 大多數(shù)情況下，我們標準配備按鈕式電極。 這樣的電極在對附著有很強的抵抗力的同時，在一定程度上可以承受磨損。 雖然介質(zhì)中的固體雜質(zhì)少，對電極的磨損少，但介質(zhì)容易附著的情況下，推薦使用彈頭式電極材料，可以避免附著引起的誤差噪聲。

6、襯里的選擇

襯里材料(或直接與介質(zhì)接觸的測定管)中常用的襯里材料是氟樹脂、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠、陶瓷等。 近年來，雖然有采用高純度氧化鋁陶瓷作為襯墊，但僅限于中口徑傳感器。 氯丁橡膠和玻璃鋼用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體，如工業(yè)用水、廢水和弱酸堿，價格zui便宜。 氟樹脂具有優(yōu)良的耐藥性，但耐磨性差，不能用于礦漿的測定。 氟塑料中zui應(yīng)用早的是聚四氟乙烯，與測管之間只有壓接而沒有粘接力，不能用于負壓配管，因此開發(fā)了各種改性品種，實現(xiàn)了注塑成型，與測管有很強的結(jié)合力，可用于負壓，聚氨酯橡膠具有優(yōu)異的耐磨性 其耐磨損性相當(dāng)于天然橡膠的10倍，適合水煤漿、礦漿等的介質(zhì)溫度為40~60/70℃以下。 氧化鋁陶瓷具有優(yōu)異的耐磨損性和對強酸堿的耐磨損性，耐磨損性約為聚氨酯橡膠的10倍，適合于具有腐蝕性的礦床，但性能較脆，在安裝夾具時不小心易損壞，可以在高溫( 120~140/180℃)下使用 像蒸汽滅菌一樣，一般溫度的急劇變化不能超過100℃，升溫到150℃需要10min時間。

7 .電極材料和接地環(huán)的選擇

電極對測量介質(zhì)的耐腐蝕性是選擇材料時首先考慮的因素，其次考慮鈍化等表面效應(yīng)和形成的噪聲是否發(fā)生。

1 )選擇耐腐蝕材料

電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高，常用金屬材料有含鉬的耐酸鋼、哈斯特洛伊等，幾乎可以復(fù)蓋所有的化學(xué)液體。 另外，也有適合于漿料等的低噪聲電極，是導(dǎo)電性橡膠電極、導(dǎo)電性氟樹脂電極和多孔性陶瓷電極、或者復(fù)蓋這些材料的金屬電極。 原則上電極材料的選擇應(yīng)該由使用者參考該介質(zhì)在其他設(shè)備上的應(yīng)用實際和過去的經(jīng)驗來決定。 在現(xiàn)場采集液體樣品在實驗室進行材料腐蝕性試驗等，有時進行必要的實驗。 zui的良好實驗是現(xiàn)場掛片，zui在接近實際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗中，能夠得出是否適用的結(jié)論。

2 )避免電極表面效果

電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素，電極材料有時對被測介質(zhì)具有良好的耐腐蝕性，但不一定是適用材料，不會產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。 電極表面效應(yīng)可分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象、電極催化作用三個方面。 當(dāng)電極表面與被檢測介質(zhì)接觸時，形成鈍化膜和氧化層。 他們對耐腐蝕性能可能起到積極的保護作用，但也可能增加表面接觸電阻。 例如鉭與水接觸時被氧化，生成絕緣層。 對于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)------電極材料的匹配，沒有腐蝕性等充分的資料，只有一點經(jīng)驗，還沒有積累在實踐中。 接地環(huán)連接在塑料管和襯金屬管流量傳感器的兩端，他們的耐腐蝕要求低于電極，充分腐蝕，定期更換。 通常選擇耐酸鋼或哈斯特洛伊。 由于體積大，經(jīng)濟上很少采用鉭鉑等貴重金屬。 如果金屬工藝管道直接與流體接觸，則不需要接地環(huán)。

本文熱電偶高頻詞： 信號  測量 

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