電磁流量計(jì)分類與應(yīng)用
目前,電磁流量計(jì)已發(fā)展成多種類型,分類方法也有良多種:
1.按勵(lì)磁方式分類
直流勵(lì)磁型這種電磁流量計(jì)數(shù)目很少, 只用于丈量液態(tài)金屬流量, 如常溫下的汞和高溫下的液態(tài)鈉、鉀等。
交流工頻勵(lì)磁型較早期的電磁流量計(jì)用50Hz 工頻市電勵(lì)磁,因?yàn)橐资茈姶鸥蓴_和零點(diǎn)漂移等原因,現(xiàn)已逐漸被低頻矩形勵(lì)磁所代替。但在丈量泥漿、礦漿等液固兩相流時(shí),低頻矩形波勵(lì)磁方式因?yàn)椴荒芸朔腆w掠過電極表面產(chǎn)生的尖峰噪聲, 而工頻交流勵(lì)磁的儀表則不存在這一缺點(diǎn),所以海內(nèi)外尚有一些電磁流量計(jì)仍采用交流勵(lì)磁方式。
低頻矩形波勵(lì)磁型用于低頻矩形波勵(lì)磁方式功耗小, 零點(diǎn)不亂, 是目前電磁流量計(jì)的主要?jiǎng)?lì)磁方式。其波形有“正—負(fù)”二值和“正—零—負(fù)—零”三值兩種。有的電磁流量計(jì)勵(lì)磁頻率可以由用戶設(shè)定,一般小口徑儀表用較高頻率,大口徑儀表用較低頻率。
雙頻勵(lì)磁型勵(lì)磁電流的波形是在低頻矩形波上疊加高頻矩形波, 主要為克服二值矩形波勵(lì)磁存在的漿液噪聲和活動噪聲,進(jìn)步儀表的不亂性和響應(yīng)特性。
電磁流量計(jì)選型中,對于有些介質(zhì)如循環(huán)水、冷凍水、亞硫酸鉀、低溫低濃度的氫氧化鉀堿液等?;茨戏煮w式電磁流量計(jì)廠家感應(yīng)電勢的大?。?
Ex=BDv ----------------式( 1)
式( 1)中
Ex— 感應(yīng)電勢, V;
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度, T
D— 管道內(nèi)徑, m
v— 液體的平均流速, m/s
然而體積流量qv 等于流體的流速v 與管道截面積( πD2)/4 的乘積,將式( 1)代入
該式得:
Qv=(π D/4B)* Ex -------- -式( 2)
由上式可知,在管道直徑D 己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B 不變時(shí),被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極, 就可引入感應(yīng)電勢Ex,測量此電勢的大小,就可求得體積流量。據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運(yùn)動時(shí), 導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢, 此感應(yīng)電勢由兩個(gè)檢測電極檢出,數(shù)值大小與流速成正比例,其值為:E=B·V·D·K式中: E-感應(yīng)電勢;K-與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù);B-磁感應(yīng)強(qiáng)度;V-導(dǎo)電液體平均流速;D-電極間距;(測量管內(nèi)直徑) 淮南分體式電磁流量計(jì)廠家電磁流量計(jì)進(jìn)線口,線纜及穿線管應(yīng)有向下的彎曲,并在比較低處開口,以免進(jìn)水,造成短路。
電磁流量變送器的電極所測出的幾毫伏交流電勢,是以變送器內(nèi)液體電位為基礎(chǔ)的。為了使液體電位穩(wěn)定并位變送器與流體保持等電位,以保證穩(wěn)定地進(jìn)行測量,變送器外殼與金屬管兩端應(yīng)有良好的接地,轉(zhuǎn)換器外殼也應(yīng)接地,接地電阻不能大于10歐姆,不能與其它電器設(shè)備的接地線共用。如果不能保證變送器外殼與金屬管道良好接觸,應(yīng)用金屬導(dǎo)線將它們連接起來,再可靠接地。
為了避免干擾信號,變送器和轉(zhuǎn)換器之間的信號必須用屏蔽導(dǎo)線傳輸,不允許把信號電纜和電源線平行放在同一電纜鋼管內(nèi),信號電纜長度一般不得超過30m。
電磁流量計(jì)電極和接地環(huán)材料選擇
電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇材料首先考慮的因素,其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪聲。
選擇耐腐蝕材料
EMF電極的耐腐蝕性要求很高,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼,哈氏合金等,幾乎可覆蓋全部化學(xué)液。此外還有適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,或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應(yīng)從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的應(yīng)用實(shí)際和以往的經(jīng)驗(yàn)來確定。有時(shí)后要做必要的實(shí)驗(yàn),如現(xiàn)場取液體樣品在實(shí)驗(yàn)室做待用材料的腐蝕性試驗(yàn)。比較好的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)場掛片,這是比較接近實(shí)際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗(yàn),可以得出比較可靠能否適用的結(jié)論。 電磁流量計(jì)的驗(yàn)收驗(yàn)收階段一般情況下分別是檢驗(yàn)傳感器、轉(zhuǎn)換器和連接電纜。
避免電極表面效應(yīng)
電磁流量計(jì)電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時(shí)候電極材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象以及電極的觸媒作用三個(gè)方面。 化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)如電極表面與被測介質(zhì)接觸后,形成鈍化膜或氧化層。
他們對耐腐蝕性能可能起到積極保護(hù)作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。對于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)------電極材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經(jīng)驗(yàn),尚待在實(shí)踐中積累。 接地環(huán)連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電極低,充分有一定腐蝕,定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
用,以實(shí)現(xiàn)可靠和高精確度的測量。 電磁流量計(jì)襯里材料(或直接與介質(zhì)接觸的測量管)常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。四川電磁流量計(jì)供應(yīng)商
電磁流量計(jì)在水平管道上安裝時(shí),兩個(gè)測量電極不應(yīng)在管道的正上方和正下方?;茨戏煮w式電磁流量計(jì)廠家
使用EMF的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的,不能低于閾值(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會產(chǎn)生測量誤差直至不能使用,超過閾值即使變化也可以測量,示值誤差變化不大,通用型EMF的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號而異。使用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號線長度及其分布電容,制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對應(yīng)的信號線長度。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,使用不存在問題,低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用。有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,雖然被認(rèn)為不能使用,但是實(shí)際工作中會遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例,這類雜質(zhì)對增加電導(dǎo)率有利。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),實(shí)際應(yīng)用的液體電導(dǎo)率比較好要比儀表制造廠規(guī)定的閾值至少大一個(gè)數(shù)量級。因?yàn)橹圃鞆S儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的比較低值。是受到一些使用條件限制,如電導(dǎo)率均勻性、連接信號線、外界噪聲等,否則會出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象等。我們就多次遇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。 淮南分體式電磁流量計(jì)廠家
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