電磁流量計(jì)(簡稱EMF)是利用法拉第電磁感應(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年代初EMF實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用,近年來在世界范圍內(nèi),EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%~6.5%,特別是2000年以來,這個(gè)數(shù)值有逐年上升的趨勢。電磁流量計(jì)作為工業(yè)流量測量儀表的一種,在其安裝與使用方面有一些技巧和注意事項(xiàng),在這里結(jié)合我一些切身經(jīng)驗(yàn)和大家討論,希望能對(duì)電磁流量計(jì)的正確安裝與使用作出貢獻(xiàn)。
2. 磁流量計(jì)的使用優(yōu)點(diǎn)
電磁流量計(jì)的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管,因不易阻塞適用于測量含有固體顆?;蚶w維的液固二相流體,如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等;
它不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失,儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力,節(jié)能*,對(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道zui為適合;
電磁流量計(jì)所測得的體積流量,實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率(只要在某閾值以上)變化明顯的影響;
與其他大部分流量儀表相比,它的前置直管段要求較低;
電磁流量計(jì)的測量范圍度大,通常為20:1~50:1,可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.5~10m/s內(nèi)選定。有些型號(hào)儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴(kuò)大和縮小流量(例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù))不必取下作離線實(shí)流標(biāo)定;
電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量儀表寬,從幾毫米到3m;可測正反雙向流量,也可測脈動(dòng)流量,只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多;儀表輸出本質(zhì)上是線性的;
易于選擇與流體接觸件的材料品種,可應(yīng)用于腐蝕性流體。
當(dāng)然,電磁流量計(jì)也有缺點(diǎn)。比如它不能測量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品和有機(jī)溶劑等;不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體;通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制,不能用于測量較高溫度的液體。
3. 安裝與使用注意事項(xiàng)
3.1 使用時(shí)應(yīng)注意的一般事項(xiàng)
液體應(yīng)具有測量所需的電導(dǎo)率,并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導(dǎo)率不均勻場所,例如其上游附近加入藥液,加液點(diǎn)設(shè)于傳感器下游。使用時(shí)傳感器測量管必須充滿液體(非滿管型例外)。液體有混合時(shí),其分布應(yīng)大體均勻。液體應(yīng)與地同電位,必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時(shí),輸送液體產(chǎn)生摩檫靜電等原因,造成液體與地間有電位差。
3.2 流量傳感器安裝
3.2.1 安裝場所
通常電磁流量傳感器外殼防護(hù)等極為IP65(GB 4208規(guī)定的防塵防噴水級(jí)),對(duì)安裝場所有以下要求:
1)測量混合相流體時(shí),選擇不會(huì)引起相分離的場所;測量雙組分液體時(shí),避免裝在混合尚未均勻的下游;測量化學(xué)反應(yīng)管道時(shí),要裝在反應(yīng)充分完成段的下游;
2)盡可能避免測量管內(nèi)變成負(fù)壓;
3)選擇震動(dòng)小的場所,特別對(duì)一體型儀表;
4)避免附近有大電機(jī)、大變壓器等,以免引起電磁場干擾;
5)易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場所;
6)盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體;
7)環(huán)境溫度在-25/-10~50/600℃范圍內(nèi),一體型結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件,范圍要窄些;
8)環(huán)境相對(duì)濕度在10%~90%范圍內(nèi);
9)盡可能避免受陽光直照;
10)避免雨水浸淋,不會(huì)被水浸沒。
如果防護(hù)等級(jí)是IP67(防塵防浸水級(jí))或IP68 (防塵防潛水級(jí)),則無需上述8)、10)兩項(xiàng)要求。
3.2.2 直管段長度要求
為獲得正常測量度,電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段,但其長度與大部分其它流量儀表相比要求較低。90º彎管、T形管、同心異徑管、全開閘閥后通常認(rèn)為只要離電極中心線(不是傳感器進(jìn)口端連接面)5倍直徑(5D)長度的直管段,不同開度的閥則需10D;下游直管段為(2~3)D或無要求;但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內(nèi)。各標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長度亦不一致,匯集如表1所示,要求比通常要求高,這是由于為保證達(dá)到當(dāng)前0.5級(jí)精度儀表的要求。
如閥能開使用時(shí),應(yīng)按閥截流方向和電極軸成45º角度安裝,則附加誤差可大為減少。
3.2.3 安裝位置和流動(dòng)方向
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可,不受限制。但測量固、液兩相流體垂直安裝,自下而上流動(dòng)。這樣能避免水平安裝時(shí)襯里下半部局部磨損嚴(yán)重,低流速時(shí)固相沉淀等缺點(diǎn)。
水平安裝時(shí)要使電極軸線平行于地平線,不要處于垂直于地平線,因?yàn)樘幱诘撞康碾姌O易被沉積物覆蓋,頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面,使輸出信號(hào)波動(dòng)。圖1所示管系中,c、d為適宜位置;a、b 、e為不宜位置,b處可能液體不充滿,a、e處易積聚氣體,且e處傳感器后管段短也有可能不充滿,排放口如f形狀所示。對(duì)于固、液兩相流c處亦是不宜位置。
3.2.4 旁路管、便于清洗連接和預(yù)置入孔
為便于在工藝管道繼續(xù)流動(dòng)和傳感器停止流動(dòng)時(shí)檢查和調(diào)整零點(diǎn),應(yīng)裝旁路管。但大管徑管系因投資和位置空間限制,往往不易辦到。根據(jù)電極污染程度來校正測量值,或確定一個(gè)不影響測量值的污染程度判斷基準(zhǔn)是困難的。除前文所述,采用非接觸電極或帶刮刀清除裝置電極的儀表,可解決一些問題外,有時(shí)還需要清除內(nèi)壁附著物,則可按圖2所示,不卸下傳感器就地清除。
對(duì)于管徑大于1.5~1.6m的管系在EMF 附近管道上預(yù)置入孔,以便管系停止運(yùn)行時(shí)清洗傳感器測量管內(nèi)壁。
3.2.5 負(fù)壓管系的安裝
氟塑料襯里傳感器須謹(jǐn)慎地應(yīng)用于負(fù)壓管系;正壓管系應(yīng)防止產(chǎn)生負(fù)壓,例如液體溫度高于室溫的管系,關(guān)閉傳感器上下游截止閥停止運(yùn)行后,流體冷卻收縮會(huì)形成負(fù)壓,應(yīng)在傳感器附近裝負(fù)壓防止閥,如圖3所示。有制造廠規(guī)定PTFE 和PFA 塑料襯里應(yīng)用于負(fù)壓管系的壓力可在200C、1000C、1300C時(shí)使用的壓力必須分別大于27、40、50KPa。