電磁流量計(jì)在化工行業(yè)的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2023-03-02 23:47:22來(lái)源：hseauto.cn來(lái)源：..
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電磁流量計(jì)（Electromagnetic Flowmeter）是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號(hào)轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。它是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的，用來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率大于5μs/m的導(dǎo)電液體的流量，是一種測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)流量的儀表。除了可以測(cè)量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可以用于測(cè)量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體，如泥漿、礦漿、紙漿等。
電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來(lái)的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測(cè)量精度并且任何時(shí)候無(wú)需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。
電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4~20mA電流信號(hào)供記錄、調(diào)節(jié)和控制用，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門。
采用電磁感應(yīng)原理測(cè)量介質(zhì)流體流速的電磁流量計(jì)。它在管道的兩側(cè)加一個(gè)磁場(chǎng)，被測(cè)介質(zhì)流過(guò)管道就切割磁力線，在兩個(gè)檢測(cè)電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其大小正比于流體的運(yùn)動(dòng)速度。可以用于測(cè)量酸堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。電磁流量計(jì)密封性能好，還可用于自來(lái)水和地下水道系統(tǒng)。而且測(cè)量過(guò)程不與流體接觸，適于制藥、生物化學(xué)和食品工業(yè)。這種流量計(jì)還可檢測(cè)血液流量。它的量程比約為100：1，精度一般為1%，由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測(cè)量電路阻抗之間有一定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率約為10歐姆·厘米時(shí)就開始產(chǎn)生困難，電導(dǎo)率更低時(shí)就產(chǎn)生原理性困難。當(dāng)電導(dǎo)率為10歐姆·厘米時(shí)，就達(dá)到導(dǎo)電介質(zhì)和電介質(zhì)之間的“分界線”，熱噪聲電平隨內(nèi)阻的增大而顯著增加。
電磁流量計(jì)是高精度、高可靠和使用壽命長(zhǎng)的流量?jī)x表，所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、選材、制定工藝、生產(chǎn)裝配和出廠測(cè)試等過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)我們都非常細(xì)致講究，還自行設(shè)計(jì)了一套中國(guó)最先進(jìn)的，專用于電磁流量計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備和流量實(shí)流標(biāo)定裝置，從而在軟件和硬件上都能切實(shí)保證產(chǎn)品長(zhǎng)期的高質(zhì)量。電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來(lái)的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測(cè)量精度并且任何時(shí)候無(wú)需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。
1.技術(shù)原理
1.1工作原理
電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過(guò)不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。
1.2測(cè)量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì)e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度L及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度成正比，如果B，L，u三者互相垂直，則：
e=Blu（3-35）
與此相仿在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速山流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：
e=BD（3-36）
式中，為管道截面上的平均流速由此可得管道的體積流量為：
qv=（3-37）
由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理
需要說(shuō)明的是，要使式（3-37）嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定：
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng)。
②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布。
③被測(cè)液體是非磁性的。
④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
2.電磁流量計(jì)的安裝條件
按EMF自身的轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類.，有分離型和一體型兩種。如在污水廠中大口徑流量計(jì)傳感器大多安裝在地下，所以建議選擇P68（防塵防潛水級(jí)），如果安裝在地上，建議選擇P67（防塵防濺水級(jí)）。小口徑以一體式為多。通常EMF對(duì)安裝場(chǎng)所要求有：
a.測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所：測(cè)量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游：測(cè)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：盡量滿足前后直管段分別不小于5D和2D。
b.盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓。
c.選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表。
d避免附近有大電機(jī)、大變壓器等，以免引起電磁場(chǎng)干擾。
e.易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所。
f.盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體。
g.盡可能避免受陽(yáng)光直照。
3.電磁流量計(jì)的環(huán)境條件
一般儀表應(yīng)用于爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1《爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備通用要求》的規(guī)定，選擇適應(yīng)使用場(chǎng)所環(huán)境的氣氛、爆炸性混合物的分級(jí)分組、設(shè)備類型以及其他安全規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)的儀表。另外，外界磁場(chǎng)、電氣干擾、環(huán)境溫度和濕度也是EMF選型的考慮要點(diǎn)。
4.測(cè)量原理
（1）由于沒有節(jié)流件，儀表幾乎無(wú)壓力損失，僅消耗10~20W的電功率，這點(diǎn)與節(jié)流的差壓式流量計(jì)相比，其節(jié)能效果成為EMF發(fā)展的大優(yōu)勢(shì)。
（2）EMF所得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率變化的影響。
（3）EMF測(cè)量范圍很大，通常為20：1~501，每個(gè)量程又可從2%~100%線性測(cè)量，EMF的測(cè)量范圍可涵蓋紊流和層流兩種速度分布狀態(tài)，這是其他流量計(jì)不能與之相比擬的。
（4）測(cè)量原理是線性的，測(cè)量精確度高，反應(yīng)速度快，可測(cè)脈動(dòng)流量和快速累積總量，可測(cè)正反雙向流量，傳感器前后直管段要求低
（5）耐腐蝕性能好，使用可靠，維護(hù)方便，壽命長(zhǎng)。
但是，EMF不能測(cè)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(cè)量氣體、蒸汽、和含有較多較大氣泡的液體：受襯里材料和電極絕緣材料的溫度限制，不能測(cè)量較高溫度的液體。
5.電磁流量計(jì)在煤化工行業(yè)上的應(yīng)用
電磁流量計(jì)雖然在測(cè)量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，測(cè)量精度高，但是也存在著一些問(wèn)題，在煤化工行業(yè)主要應(yīng)用在水煤漿流量測(cè)量和黑水流量測(cè)量等方面，下面將在這一領(lǐng)域使用遇到的問(wèn)題和解決方法與大家共享。
在煤漿測(cè)量方面也出過(guò)一些問(wèn)題，如測(cè)量物體沉淀，造成煤漿流量計(jì)測(cè)量電極被覆蓋，影響測(cè)量精度等問(wèn)題，易造成煤漿沉淀的主要原因是流量計(jì)傳感器設(shè)計(jì)不合理，電極與輸送管道不是一個(gè)水平位置，電磁流量計(jì)測(cè)量電極水平布置時(shí)低于管道，在測(cè)量物體流過(guò)時(shí)易在低處產(chǎn)生沉淀，覆蓋電極，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)，影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行，目前國(guó)際上一些著名品牌的流量計(jì)也沒有好的解決方法，但是這問(wèn)題被我國(guó)上海某家企業(yè)所攻克，他們的做法是將電磁流量計(jì)傳感器的管徑縮小，與輸送介質(zhì)管線直徑不一致，目的是加快介質(zhì)通過(guò)電磁流量計(jì)傳感器的速度，降低介質(zhì)在傳感器處的沉淀，但是這樣設(shè)計(jì)又遇到了一個(gè)難題，就是流速加快，流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲增大，噪聲增大對(duì)測(cè)量精度又有一定的影響，為了剛好的解決這個(gè)問(wèn)題，他們又將電磁流量計(jì)傳感器內(nèi)襯改為橡膠襯，同時(shí)增加厚度，有效的降低了噪聲，這樣就很好的解決了電磁流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題。
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