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 如何更好的選用電磁流量計(jì) ？

　　1. 引 言

　　電磁流量計(jì) （簡稱EMF）是應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。20世紀(jì)50年月初EMF完成了工業(yè)化使用，近年來活著界局限內(nèi)，EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%～6.5%，特殊是2000年以來，這個(gè)數(shù)值有逐年上升的趨向。電磁流量計(jì)作為工業(yè)流量測量儀表的一種，在其選用方面有一些技巧和留意事項(xiàng)，在這里連系我一些親身經(jīng)歷和人人評(píng)論，但愿能對(duì)電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確選用作出奉獻(xiàn)。

　　2.電磁流量計(jì)選用

　　2.1 使用概略

　　電磁流量計(jì)使用范疇十分普遍。按使用場所有大口徑、中小口徑、小口徑和細(xì)小口徑之分，個(gè)中大口徑電磁流量計(jì)較多使用于給排水工程，中小口徑常使用于固液雙相等難測流體或高要求場合，如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)侵蝕液、鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)流量計(jì)口冷卻水節(jié)制、長間隔管道煤的水力保送的流量測量和節(jié)制等，而小口徑和細(xì)小口徑常使用于醫(yī)藥工業(yè)、食物工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場合。

　　2.2 精度品級(jí)和功用

　　市場上通用型EMF的功能有較大差異，有些精度高、功用多，有些精度低、功用簡略。精度高的儀表根本誤差為（±0.5%～±1%）R，精度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價(jià)錢相差1～2倍。因而測量精度要求不很高的場合（例如非商業(yè)核算僅以節(jié)制為目標(biāo)，只需求高牢靠性和反復(fù)性的場合）選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。

　　有些型號(hào)儀表宣稱有更高的準(zhǔn)確度，根本誤差僅（±0.2%～±0.3%）R，但有嚴(yán)厲的裝置要乞降參比前提，例如情況溫度20～22℃，前后直管段長度要求辨別大于10D和3D（凡間為5D和2D），甚至提出流量傳感器要與前后直管構(gòu)成一體在流量規(guī)范安裝上作實(shí)流校準(zhǔn)，以削減夾裝影響。因而在多種型號(hào)選擇比擬時(shí)不要純真只看高目標(biāo)，要具體閱讀制造廠樣本或仿單做綜合剖析。

　　市場上EMF的功用差異也很大，簡略的就只是測量單向流量，只輸出模仿旌旗燈號(hào)帶動(dòng)后位儀表;多功用儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報(bào)警、空管和電源割斷報(bào)警、小旌旗燈號(hào)切除、流量顯數(shù)顯表示和總量核算、主動(dòng)查對(duì)和毛病自診斷、與上位機(jī)通訊和活動(dòng)組態(tài)等。有些型號(hào)儀表的串行數(shù)字通訊功用可選多種通訊接口和芯片（ASIC），以銜接HART和談系統(tǒng)、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現(xiàn)場總線等。

　　2.3 流速、滿度流量、局限度和口徑

　　選定儀表口徑紛歧定與管徑一樣，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)保送水等粘度分歧的液體，管道流速普通是經(jīng)濟(jì)流速1.5～3m/s。EMF用在如許的管道上，傳感器口徑與管徑一樣即可。

　　EMF滿度流量時(shí)液體流速可在1～10m/s局限內(nèi)選用，局限是比擬寬的。上限流速在道理上是不受限制的，但是凡間建議不超越5m/s，除非襯里資料能接受液流沖刷，實(shí)踐使用很少江蘇金湖奧特美自動(dòng)化儀表廠流量計(jì)的價(jià)格超越7m/s，超越10m/s則更為稀有。滿度流量的流速下限普通為1m/s，有些型號(hào)儀表則為0.5m/s。有些新建工程運(yùn)轉(zhuǎn)初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度角度思索，儀表口徑應(yīng)改用小于管徑，用異徑管銜接之。

　　用于有易粘附、堆積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，進(jìn)步到3～4m/s或以上，起到自打掃、避免粘附堆積等效果。用于礦漿等磨耗性強(qiáng)的流體，常用流速應(yīng)低于2～3m/s ，以降低對(duì)襯里和電極的磨損。

　　在測量接近閾值（即下限值）的低電導(dǎo)液體，盡能夠選定較低流速（小于0.5～1m/s），因流速進(jìn)步活動(dòng)噪聲會(huì)添加，而呈現(xiàn)輸出晃悠景象。

　　EMF的局限度是比擬大的，凡間不低于20，帶有量程主動(dòng)切換功用的儀表，可超越50～100。國內(nèi)可以供應(yīng)的定型產(chǎn)物的口徑從10mm到3000mm，隨然實(shí)踐使用照樣以中小口徑居多，但與大局部其他道理流量儀表（如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等）比擬，大口徑儀表據(jù)有較大比重。某企業(yè)近萬臺(tái)儀表中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大口徑、1000mm以上超大口徑辨別占37%、45%、15%和3%。

　　2.4 液體電導(dǎo)率

　　運(yùn)用EMF的前提是被測液體必需是導(dǎo)電的，不克不及低于閾值（即下限值）。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)發(fā)生測量誤差甚至不克不及運(yùn)用，超越閾值即便轉(zhuǎn)變也可以測量，示江蘇的熱電偶價(jià)格值誤差轉(zhuǎn)變不大，通用型EMF的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號(hào)而異。運(yùn)用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量旌旗燈號(hào)線長度及其散布電容，制造廠運(yùn)用仿單中凡間規(guī)則電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的旌旗燈號(hào)線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導(dǎo)率低至5×10-8S/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，運(yùn)用不存在問題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油成品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不克不及運(yùn)用。表1列出若干液體的電導(dǎo)率。從材料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，以為不克不及運(yùn)用，但是實(shí)踐任務(wù)中會(huì)碰到因含有雜質(zhì)而能運(yùn)用的狀況，這類雜質(zhì)添加了電導(dǎo)率。關(guān)于水溶液，材料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)行室測得的，實(shí)踐運(yùn)用的水溶液能夠用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得的要高，也有利于流量測量。

　　表1 若干液體在20℃時(shí)的電導(dǎo)率

　　依據(jù)運(yùn)用經(jīng)歷，實(shí)踐使用的液體電導(dǎo)率要比儀表制造廠規(guī)則的閾值至少大一個(gè)數(shù)目級(jí)。由于制造廠儀表規(guī)則的下限值是在各類運(yùn)用前提較好形態(tài)下可測量的zui低值，是受一些運(yùn)用前提的限制，如電導(dǎo)率平均性、銜接旌旗燈號(hào)線、外界噪聲等，不然會(huì)呈現(xiàn)輸出晃悠景象等。我們就屢次碰到測量低度蒸餾水或去離子水，其電導(dǎo)率接近閾值5×10-6S/cm，運(yùn)用時(shí)呈現(xiàn)輸出晃悠。

　　2.5 液體中含有混入物

　　混入成泡狀流的細(xì)小氣泡仍可正常任務(wù)，但測得的是含氣泡體積的夾雜體積流量;如氣體含量添加到構(gòu)成彈（塊）狀流，因電極能夠被氣體蓋住使電路瞬時(shí)斷開，呈現(xiàn)輸出晃悠甚至不克不及正常任務(wù)。

　　含有非鐵磁性顆?；蚶w維的固液雙相流體相同可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實(shí)踐上已屬非牛頓流體。因?yàn)楣腆w在載體液中一江蘇變送器的價(jià)格同活動(dòng)，兩者之間有滑動(dòng)，速度上有差異，單相液體校驗(yàn)的儀表用于固液雙相流領(lǐng)會(huì)發(fā)生附加誤差。固然還未見到EMF使用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實(shí)行申報(bào)，但國外有申報(bào)稱固形物含量有14%時(shí)誤差在3%局限以內(nèi);我國黃河水利委員會(huì)水利科學(xué)研討所的實(shí)行申報(bào)稱，測量高沙含量水的流量，含沙量體積比17%～40%（沙中值粒徑0.35mm），儀表測量誤差小于3%。

　　在漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電極外表，在頻率較低的矩形激磁的EMF中會(huì)發(fā)生尖峰狀漿液噪聲，使流量旌旗燈號(hào)不穩(wěn)，就要選用較高頻率的儀表或有較強(qiáng)按捺漿液噪聲才能的儀表，也可選用交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。

　　含有鐵磁性物質(zhì)的流體對(duì)凡間的EMF，因測量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的分歧含量而轉(zhuǎn)變，會(huì)發(fā)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈賠償?shù)腅MF，可減小混入鐵磁體的影響。上海光華儀表廠在交流激磁儀表的實(shí)行申報(bào)中稱，水中含有液固分量比約4：1，顆粒度≤0.15mm鐵精礦石的礦漿，以80mm口徑儀表作清水和漿液比照流量實(shí)驗(yàn)，凡間的儀透露表現(xiàn)值轉(zhuǎn)變7%～10%，裝有磁通檢測線圈的儀表，示值誤差在±2%FS以內(nèi)。

　　對(duì)含有礦石顆粒的礦漿使用，應(yīng)留意對(duì)傳感器襯里的磨損水平，測量管內(nèi)徑擴(kuò)展會(huì)發(fā)生附加誤差。這種場所應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，還建議傳感器裝置在垂直管道上，使管道磨損平均，消弭程度裝置下半部部分磨損嚴(yán)重的缺陷，也可以在傳感器進(jìn)口端加裝噴嘴形護(hù)套，相對(duì)延伸運(yùn)用期。

　　2.6 附著和沉淀

　　測量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時(shí)，若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，旌旗燈號(hào)電勢將被短路而不克不及任務(wù)，若長短導(dǎo)電層則起首應(yīng)留意電極的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形凸起電極、可改換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外按期手動(dòng)刮出沉垢。國外產(chǎn)物曾有電極上裝超聲波換能器，以肅清外表垢層，但現(xiàn)已少見。也有臨時(shí)斷開測量電路，在電極連續(xù)工夫內(nèi)流過低壓大電流，燃燒肅清附著油脂類附著層。易發(fā)生附著的場合可進(jìn)步流速以到達(dá)自打掃的目標(biāo)，還可以接納較便利的易清洗的管道銜接，可不拆開清洗傳感器。

　　非接觸型電極 EMF附著非導(dǎo)電膜層，儀表仍能任務(wù)，但若為高導(dǎo)電層則相同不克不及任務(wù)。

　　2.7 與流體接觸零部件資料的選擇

　　與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣資料制成的測量管）、電極、接地環(huán)和密封墊片，其資料的耐侵蝕性、耐磨耗性和運(yùn)用溫度上限等影響儀表對(duì)流體的順應(yīng)性。因?yàn)榱悴考伲庑魏喡?，資料選擇靈敏，電磁流量傳感器對(duì)流體的順應(yīng)性強(qiáng)。

　?。?） 襯里資料（或直接與介質(zhì)接觸的測量管）

　　常用襯里資料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。近年有采用高純氧化鋁99.99%AI2O3）陶瓷制成襯里的，但只限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃鋼用于非侵蝕性或弱侵蝕性液體，如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿，價(jià)錢zui為低價(jià)。氟塑料具有的耐化學(xué)侵蝕性，但耐磨性差，不克不及用于測量礦漿液。氟塑估中zui早使用的是聚四氟乙烯，因與測量管間僅靠壓貼，無粘結(jié)力，不克不及用于負(fù)壓管道，后開拓各類改性種類，完成注塑成形，與測量管有較強(qiáng)連系力，可用于負(fù)壓。聚氨酯橡膠有*的耐磨耗性，但耐酸堿的侵蝕性較差，它的耐磨性相當(dāng)于自然橡膠的10倍，合用于煤漿、礦漿、介質(zhì)溫度低于40～60/70℃的場所。氧化鋁陶瓷有*的耐磨耗性和對(duì)強(qiáng)酸堿的耐磨侵蝕性，耐磨性約為聚氨酯橡膠的10倍，合用于具有侵蝕性的礦漿，但性脆，裝置夾緊時(shí)易碎，可用于較高溫度（120～140/180℃）但要避免溫度劇變，如通蒸汽滅菌，普通溫度漸變不克不及大于100℃，升溫150℃ 要有10min工夫。 通用型EMF幾種資料的壓力、溫度大體合用局限可參閱下圖。

　?。?）電極和接地環(huán)資料

　　電極對(duì)測量介質(zhì)的耐腐是選擇資料起首思索的要素，其次思索能否會(huì)發(fā)生鈍化等外表效應(yīng)和所構(gòu)成的噪聲。

　?、龠x擇耐侵蝕資料

　　EMF電極的耐侵蝕性要求很高，常用金屬資料有含鉬耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti，哈氏合金（耐蝕鎳基合金）B、C、鈦、鉭、鉑銥合金，簡直可掩蓋悉數(shù)化學(xué)液。此外還有合用于漿液等的低噪聲電極，它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極，或包覆這些資料的金屬電極。在準(zhǔn)則上電極資料的選擇應(yīng)從運(yùn)用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的使用實(shí)踐或以往的經(jīng)歷來確定。有時(shí)要做需要的實(shí)行，如現(xiàn)場取液體樣品在實(shí)行室做待用資料的侵蝕性實(shí)驗(yàn)，的實(shí)行是現(xiàn)場掛片，這是zui接近實(shí)踐使用前提的侵蝕性實(shí)驗(yàn)，可以得出比擬牢靠的結(jié)論。

　?、诜乐闺姌O外表效應(yīng)

　　電極的耐侵蝕性是選擇資料的主要要素，但有時(shí)分電極資料對(duì)被測介質(zhì)有很好的耐侵蝕性，卻紛歧定就是合用的資料，還要防止發(fā)生電極外表效應(yīng)。電極外表效應(yīng)分為外表化學(xué)反響、電化學(xué)和極化景象以及電極的觸媒效果三個(gè)方面。

　　化學(xué)反響效應(yīng)如電極外表與被測介質(zhì)接觸后，構(gòu)成鈍化膜或氧化層。他們對(duì)耐侵蝕功能能夠起到積極維護(hù)效果，但也有能夠添加外表接觸電阻。例如鉭與水接觸就會(huì)被氧化，生成絕緣層。關(guān)于防止或減輕電極外表效應(yīng)的介質(zhì)----電極資料匹配，還沒有像侵蝕性那樣有足夠的材料可查，只要一些有限經(jīng)歷，尚待在理論中積聚。

　　接地環(huán)銜接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩頭，他們的耐侵蝕要求比電極低，凡間選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積大，從經(jīng)濟(jì)上思索較少采用鉭、鉑等寶貴金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需求接地環(huán)。

　　3.結(jié)論

　　跟著企業(yè)具體走向市場，企業(yè)出產(chǎn)運(yùn)營治理將進(jìn)一步深化，流量計(jì)量越顯主要，電磁流量計(jì)作為工業(yè)流量測量儀表的一種，要發(fā)揚(yáng)其效果，*步要做好的任務(wù)就是選用好電磁流量計(jì)。因而，主動(dòng)化儀表專業(yè)人員在具有必然的專業(yè)常識(shí)的前提下，有需要在其選用方面把握必然的技巧和留意事項(xiàng)，只要如斯，才干知足企業(yè)的要求，使流量計(jì)量發(fā)揚(yáng)主要效果。