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电磁流量计使用之忌及其对策

2022-04-29 来源:呼伦贝尔农业机械网

电磁流量计使用之“忌”及其对策

○ 关键词:电磁流量计;工作原理;精度;影响因素;对策

电磁电磁流量计由于其测量导管内无可动部件或突出于管道内部的部件,因而压力损失很小,可用于测量含有颗粒、悬浮物等液体的流量。又因电磁流量计的衬里和电极是防腐的,故可用于测量腐蚀性介质的流体。电磁流量计输出电势与流量具有线性关系,并且不受液体的物理性质(温度、压力、粘度)变化和流动状态的影响。除此之外,还具有测量范围广、反应迅速、可测脉动流量等众多的优点。因此,电磁流量计被广泛用于纸浆、黑液、白液、绿液、碱液、酸液、污水以及造纸助剂等流体的流量测量。

但是,电磁流量计也有局限性和不足之处。如果我们不加以重视和采取适当的防范措施,将不能准确测量流量。

电磁电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律(发电机原理)。简单地讲,当导电流体(导体)流过电磁流量计磁场时(切割磁力线),在与流速和磁场两者相垂直的方向就会产生与平均流速成正比的感应电动势。该感应电动势由流量计管壁上的一对电极检测到。

电磁由此原理,决定了电磁流量计使用之“忌”,简述如下。

电磁一忌“空”,即液体必须充满管道,也不允许液体内存有气泡。如果液体不充满管道其一,流体的截面将与管道内截面不一致,造成计算体积流量值偏差;其二,不导电的气相层(或气泡)阻断了两电极之间的导体连接,法拉第定律的条件不满足,不能感应出与流量成正比的电动势。

电磁防“空”的对策:

电磁从安装方面尽量选择安装在流体自下向上流动的垂直管道上。如必须安装在水平或倾斜的管道上时,则电磁流量计的测量管中心应低于管道中心,以保证测量管始终充满液体。并保证电极所在的平面与地面平行。控制流量的阀门应安装在电磁流量计的下游,以免产生气泡或不满管。

电磁从操作方面尽量避免由于电磁流量计上游的设备操作产生的气泡带入流量计,如关小泵吸口阀门,或者让液流暴露在空气中的下泄,而将空气带入液流中。

电磁二忌“变”,即液体电导率必须是恒定的。虽然电磁流量计适应范围很广,尽管酸、碱、盐、污泥、矿浆等各种液体的电导率不同,但是对其中的某一种确定的介质来讲,又要求它的电导率是恒定不变的。如果液体电导率变化,就相当于发电机的内阻变化,那么,所产生的感应电势不但与液体流速有关,而且亦与电导率有关。即感应电势与流速不再呈单值的函数关系。

电磁防“变”的对策:

电磁从安装方面,不要把电磁流量计安装在液体电导率极不均匀的地方,尤其在仪表上游有化学物质注入的情况下,极易导致电导率的不均匀性,从而对测量结果产生严重影响。在这种情况下,化学物质应在仪表下游注入。

电磁如果必须从仪表上游注入化学物质,则必须装上足够完成化学反应或保证混合时间的直管段或反应器,以保证液体电导率的稳定。

电磁三忌“扰”,即避免各种形式的外界寄生电势及本身产生的干扰。

电磁电磁流量计流量讯号非常小,在满量程时只有几个毫伏,而在下限流量时,仅有数微伏。因此极易受周围环境内电动机、变压器等电器设备的电磁感应和静电的干扰。电磁流量计引入的干扰主要有同相干扰和正交干扰两种。其来源为:

电磁(1)周围电器设备使金属管道上存在杂散电流(如管道上的电焊操作等),这些电流通过管道以及管道内的液体影响到电磁流量计。

电磁(2)电磁流量计的工作接地与电机、电器设备公共接地或接入上、下水管道上,使电力设备的泄漏电流通过公共地线引入电磁流量计。

电磁(3)周围电器设备的电磁场对讯号传输线及电子线路的干扰。

电磁(4)对于输送腐蚀性介质的绝缘管道或者绝缘内衬的管道,由于液体在绝缘管道中流动与管壁摩擦产生静电,通过液体传到电磁流量计测量电极,再传送至测量线路,干扰了流量讯号的测量。

电磁(5)电磁流量计本身的“变压器效应”产生的正交干扰。流量讯号从电极上引出,通过引线接到测量线路(转换器)。这样从电极1→液体内阻Rg→电极2→引线→转换器输入阻抗RL→ 引线→电极1构成一个回路,与流量计励磁线圈产生的主磁通B交联,象变压器一匝次线绕组,感应出一个讯号电势,超前于流量讯号90°,这便是“变压器效应”正交干扰讯号。

防“扰”的对策:

电磁(1)工作接地。其作用是保证仪表精确、可靠地正常工作。即对通过电磁流量计(传感器)内的液体可靠接地,使液体电位与地电位相同。实现传感器的基准电位(端电位),转换器/放大器的基准电位与被测液体相同。工作接地应坚持“单点接地”,不能用公共接地线接地。接地点尽量远离电器接地、避雷接地以及其它设备的保护接地。接地装置与传感器的距离尽可能短些。接地电阻应严格满足仪表使用说明书的要求。如光华、爱尔美特K300型要求接地电阻≤10Ω。而上海横河ADMAG AE型的接地电阻要求≤100Ω(即一般型:3级接地)。

电磁传感器接地措施一般有如下三种:

电磁第一种:传感器在金属管道上安装,金属管道内壁没有绝缘层,则可将接地导线接到两个管道法兰上,它可通过金属管道与液体保持可靠地接地。若干扰太强,如此接地不足以抗衡干扰时,则接地导线应从两个管道法兰分别沿金属管道向外延伸至能消除干扰处相连接。

电磁第二种:传感器在塑料管道或内壁绝缘(涂料、油漆、衬里)的管道上时,传感器两侧应装有接地环,使之与液体接触。将两个接地环与传感器法兰相连后接地。

电磁第三种:传感器在阴极保护管道上的安装,带有电蚀保护的管道通常里外绝缘,使液体对地无导电性接地。此时传感器必须使用接地环。接地环要装在传感器的两个端面上并与连接管道法兰绝缘。而两连接管道法兰用铜导线绕过传感器连接,使阴极保

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