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電磁流量計的工作原理及特點,選型,安裝及使用

來源:作者:發表時間:2017-10-21 09:04:09

 摘 要:介紹了電磁流量計的工作原理及特點,從選型、安裝及使用3個方面提出了若干應注意的事項。

 
        被廣泛應用的測量液體流量的電磁流量計,是基于法拉第電磁感應定律的原理而應用于測量導電流體速度流量的儀表。它非常適用于工業回水、礦漿、堿液、酸溶液等的流量檢測與計量。為此,筆者就近期內對電磁流量計在我廠的具體應用與注意事項做簡單的介紹,以期拋磚引玉。
 
1、電磁流量計的工作原理
        在均勻的磁場下,依據法拉第的電磁感應定律可知,一個導體若沿著與磁場垂直的方向運動時,其產生的感應電動勢為:
        U=H×D× V (1)
式中,U為感應電動勢;H為磁場強度;D為導體寬度;V為導體在該磁場中運動的速度。
可設在內徑為D的管道中導電性流體的流量為Q,則:Q=V×π(D/2)2(2)
        由式(1)和式(2)可得:
        U=4× H ×Q/π×D         (3)
        由此可以得出,對于確定的管道,在一定的磁場下,根據流經該管道內的導電流體,就可以測出其感應電動勢U,即可確定其流量。
 
2 電磁流量計的特點
由工作原理可知,電磁流量計具有以下特點:
        ( 1 )其測量不受流體的溫度、壓力、密度、黏度的影響;流量計管道的內部直通光滑,沒有節流件,不對流體產生阻力,無壓力損失;檢測部無運動部件,不會發生滴漏等現象。
        (2 )可以直接進行電氣的測量而無須同其他的流量計那樣再經過其他物理量的轉換;能夠用一臺流量計測量正、反向流體的流量。
        (3)輸出電壓(電動勢)正比于流體的流量,無須再經過數學的轉換,相對于其他的流量計,其計量精度較高且量程比寬。
        ( 4 )流量計的內襯具有廣泛的可選擇性來適應不同的測量介質要求,可采用聚四氟乙烯塑料和氧化鋁陶瓷,來達到極強的耐腐蝕性與抗磨性,這樣就可以測量強酸、強堿等高腐蝕性流體。
 
3在選型與使用中的注意事項
        流量的測量非常復雜,為了達到準確測量的目的,不僅要懂得流量計的原理與特點,也要注意整個測量系統的有關事項。就使用的情況而言,需要在選型、安裝、使用、維護等幾個環節上引起注意,以保證計量儀表的正確、合理使用。
 
3.1選型中的注意事項
        ( 1 )電磁流量計內襯的選擇將直接關系到電磁流量計的正確使用與壽命,所以要根據被測流體的溫度、壓力、速度以及固體顆粒的硬度、含量和顆粒的大小來決定選用不同的內襯。
        ( 2 )電磁流量計的量程要適合工藝參數的實際需要,工藝量程為選用的電磁流量計量程的80%-90%;其測量下限要考慮電磁流量計檢測器的信噪比;其適應的流體壓力范圍為:-0.098MPa~2.941MPa,因為流體的壓力過高會影響其電極的使用壽命,過低則可能引起內襯的脫落。
 
        (3)如流體中含有鐵砂等含磁體,將會擾亂儀表的磁場而產生相應的誤差;流體若含有氣泡時,所測流量為包括氣泡的體積流量;如流體有沉淀或結疤現象時,會引起其電極被異物覆蓋而造成儀表的零點波動,目前有的電磁流量計利用在其測量電極上加超聲波的方法,來消除流體在電極上的沉淀和結疤。
        (4)流體內的顆粒M 可能會撞擊電極而形成尖峰噪聲,影響流量計指示的穩定性,在這種情況下可以采用多孔陶瓷或導電橡膠覆蓋電極的電磁流量計。
 
3.2安裝時的注意事項
        ( 1 )保證流體流速均勻。要注意在電磁流量計的上游方向有5d(直徑)的直管段,下游方向則可以不做要求;安裝時要防止對工藝管道增加過大的應力,特別是在高溫高壓管道上,如無法避免應安裝彎管以釋放應力。
        ( 2 )為了保證流體介質充滿電磁流量計的內腔M 盡量在垂直管道上安裝,流體應自下而上流;若工藝條件不允許也可以在水平管道上安裝,這時電極必須在水平方向上。
        ( 3 )為了便于流量計的檢修,應在儀表前后安裝截止閥或旁路管道以方便儀表安裝拆卸;為了防止電磁干擾,應遠離大型電機、變壓器等磁源,并做好儀表接地。
 
3.3使用方面的注意事項
        ( 1 )在新裝管道啟用時,應選用短管代替流量計,以防管道中焊屑鐵渣等異物劃壞儀表內襯;電磁流量計的內襯耐壓強度高但抗拉強度較差,如在垂直管道上安裝時,若后方閥門關閉,由前方流體回流在管道內容易形成負壓而使內襯損壞。
        ( 2 )電磁流量計儀表的進線孔應密封良好,以防腐蝕性氣體、粉塵進入而損壞儀表的電路。
        ( 3)定期檢查電磁流量計零點漂移的情況,以確認電極的工作狀態;定期校驗儀表,在更換主扳、電源板時也應重新標定儀表。
 
7 結語
        物體流量的測量,不僅是計量工作的需要,也是工業過程控制系統中的重要參量,其測量的準確與否將直接關系到企業的效益與產品的質量。所以各國都非常重視流量儀表的研制與開發。電磁流量計是目前較為成熟而又發展較快的流量儀表。從1953年第一臺工業用電磁流量計投入市場以來,在應用中不斷發現問題、解決問題,不斷采用新技術,不斷改進,如今電磁流量計已得到了長足的發展。目前國際上不僅有測量滿管的電磁流量計,而且還出現了測量非滿管的電磁流量計,其發展真是日新月異。在選擇電磁流量計時,除正確使用和理解好電磁流量計外,還要考慮選擇前后所用儀表的一致性、相關性;也要考慮儀表發展的科學化,做到既經濟實用,又準確可靠,為企業的流量計量與檢測提供可靠的數據,提高企業的經濟效益。
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