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    電磁流量計安裝要求、注意事項、接地和使用維護

    來(lái)源:作者:發(fā)表時(shí)間:2017-07-07 10:03:08

     摘要: 掌握電磁流量計正確的安裝和使用方法可延長(cháng)其使用壽命,為化工生產(chǎn)提供計量保證。而敘寫(xiě)本文簡(jiǎn)述電磁流量計的工作原理和電磁流量計的安裝、電磁流量計接地、使用維護。

     
    1 電磁流量計的工作原理
            電磁流量計是基于法拉第電磁感應定律而工作的流量測量?jì)x表。測量范圍通常能達到 20 ∶ 1,其測量的體積流量不受流體密度、粘度、溫度壓力等變化明顯的影響。它能測量具有一定電導率的液體或液固混合物的體積流量,常用于檢測酸、堿、鹽、含固體顆粒液體的流量,這是它優(yōu)越于其他流量計的特點(diǎn),但電磁干擾和振動(dòng)、腐蝕等因素對它影響較大。電磁流量計由傳感器和轉換器組成。
            電磁流量計傳感器由磁路系統、測量導管、電極、外殼和干擾信號調整裝置等部分組成,它將流量的變化轉換成感應電動(dòng)勢的變化。轉換器由電子元器件組成,它將微弱的感應電勢放大,并轉換成統一的標準信號輸出,以便進(jìn)行遠傳指示、記錄、積算和調節。
     
                    設在均勻磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向有一個(gè)直徑為 D 的管道。管道由導磁材料制成,內表面襯掛絕緣襯里。當導電的流體在導管內流動(dòng)時(shí),導電流體切割磁力線(xiàn),因而在與磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應電動(dòng)勢,如安裝一對電極,則電極間產(chǎn)生和流速成比例的電位差。
                    Ex = BDv (1)
                    式中:Ex ———感應電動(dòng)勢;B———磁感應強度;D———管道內徑;v———流體在管道中平均流速。
                    由上式可得 v = E x /BD
    QQ截圖20170707100657.jpg
                    由上式可見(jiàn),流體在管道中的體積流量與感應電動(dòng)勢成正比。在實(shí)際工作中由于永久磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢為直流,可導致電極極化或介質(zhì)電解,引起檢測誤差,所以工業(yè)用儀表中多使用交變磁場(chǎng)。
    此時(shí),B = B max sinωt(3)
                    感應電動(dòng)勢為
                    QQ截圖20170707100739.jpg
                    式中:K =4B max /(D·π)·sinωt。
     
                    當管道直徑 D 和磁感應強度 B 不變時(shí),感應電勢 Ex 與體積流量 q v 成線(xiàn)性關(guān)系。若在管道兩側各插入一根電極,就可引出感應電勢 E x ,測量此電勢,就可求得流量qv 。
     
    2 電磁流量計的安裝要求
            選擇正確的安裝點(diǎn)和安裝方法是使用好電磁流量計的關(guān)鍵,若安裝失誤,不但會(huì )影響測量精度,還會(huì )影響流量計的使用壽命,甚至會(huì )損壞流量計。
    2. 1 直管段要求
            為保證電磁流量計的測量精度,儀表所在的上下游管段內壁應清潔,無(wú)明顯凹痕、積垢和起皮等現象。流量計安裝位置上下游直管段一般遵循前十后五原則,要求前直管段不小于10 D,后直管段不小于5 D;若在上游管段處有其他化學(xué)物質(zhì)注入的情況下,極易導致電導率的不均勻性,流量計應盡量遠離主入口至少20 D 處(如圖        1);若電磁流量計上下游采用異徑管時(shí),異徑管中心錐角 α 應小于15°(如圖2)。
    電磁流量計安裝示意圖
    異徑管示意圖
    2. 2 電磁流量計安裝注意事項
            (1)電磁流量計表體上的箭頭所指方向為流體的正方向。
            (2)傳感器盡量避免在架空的非常長(cháng)的管道上安裝傳感器,若不得已安裝時(shí),必須在傳感器上下游2D 處分別設置管道緊固裝置,以防止較大的震動(dòng);
            (3)測量電極的軸線(xiàn)近似于水平方向(如圖3)。
    電極軸線(xiàn)示意圖
            (4)傳感器應安裝于管內任何時(shí)候均充滿(mǎn)流體的地方,以免在管內無(wú)液體時(shí)出現指針不在零位的錯覺(jué)。一般傳感器的安裝方向不限,以流體流過(guò)電極不形成氣泡造為原則。
            (5)測量固液兩相流體時(shí),傳感器**好垂直安裝,且流體自下而上流動(dòng)。這樣能避免水平安裝時(shí)襯里下半部分磨損嚴重。
            (6)安裝在工藝不允許流量中斷的管道時(shí),應考慮儀表的清洗和維護,應安裝旁通管道(如圖 4)
    電磁流量計安裝示意圖
            (7)應在傳感器的下游安裝控制閥和切斷閥,不應安裝在上游。
            (8)流量計很好不能安裝在泵的進(jìn)口處,應安裝在泵的出口處。
            (9)在電磁流量計的附近加負壓防止閥,打開(kāi)閥門(mén),以防止傳感器內形成負壓,以導致襯里與金屬導管剝離,引起電極泄露。
            (10)管道內徑應與表體內徑保持一致,以避免由節流產(chǎn)生漩渦流現象。安裝環(huán)境應遠離強磁場(chǎng)設備以防干擾,應盡量安裝在干燥通風(fēng)避免陽(yáng)光直射處,不宜在潮濕、易積水的地方。
            (11)安裝聚四氟乙烯襯里的流量計時(shí),連接兩個(gè)法蘭的螺栓在擰緊時(shí)應注意均勻用力,否則容易壓壞聚四氟乙烯襯里,**好應力矩扳手。
            (12)當管道內流速偏低,工藝流量又較穩定,為滿(mǎn)足儀表對流速范圍的要求,在儀表部分局部提報流速,可選擇流量計口徑小于工藝管道,并在流量計的前后加接異徑管。為了在安裝異徑管后不過(guò)多影響流場(chǎng)分布,不影響電磁流量計的精度,要求異徑管的中心錐角 α 不大于 15°,越小越好。這樣可把異徑管視為直管段的一部分。
     
    2. 3 電磁流量計接地(推鍵閱讀:電磁流量計的三種接地方法
           傳感器的信號較微弱,一般為 2. 5 mV ~8 mV,尤其是當流量很小時(shí),只有幾微伏,因而在使用時(shí)要特別注意外來(lái)干擾對其測量精度的影響。所以安裝時(shí)傳感器的外殼、屏蔽線(xiàn)、測量導線(xiàn)、傳感器兩端的管道均需接至單設的接地點(diǎn),以免因電位不等而引入附加干擾,同時(shí)避免附近有大電機、大變壓器等磁源的干擾。下面簡(jiǎn)單介紹接地環(huán)接地方法。
           (1)傳感器在金屬管道上安裝(金屬管道內壁沒(méi)有絕緣層),如圖 5。
    傳感器在金屬管道上安裝
            (2)傳感器在塑料管道上或在絕緣襯里的管道上安裝時(shí),如圖 6,傳感器兩端必須安裝接地環(huán)或接地法蘭。使管內流動(dòng)的被測介質(zhì)與大地短路,具有零電位,否則電磁流量計無(wú)法正常工作。
    傳感器在塑料管道上安裝
            (3)傳感器在陰極保護管道上安裝時(shí),必須在傳感器的兩端安裝接地環(huán)(或接地法蘭)。因為有陰極保護的管道和地之間有一定的電位差,因此被測介質(zhì)有很高的共模接地電位,所以傳感器必須使用接地環(huán),否則電磁流量計無(wú)法正常工作。
            (4)接地環(huán)接地要注意的問(wèn)題,一是接地環(huán)要裝在流量計的兩側端面上,它們必須與連接管道的法蘭絕緣;二是儀表兩側連接管的法蘭應該用截面積為 16 mm 2 的銅導線(xiàn)繞過(guò)傳感器相連,使陰極保護電位與流量計之間的隔離;三是法蘭連接螺栓必須絕緣,應使用絕緣材料制造的襯套和墊圈。
     
    3 電磁流量計的使用維護
            (1)電磁流量計在正式運行前,接通電源后應在傳感器充滿(mǎn)介質(zhì)的靜止狀態(tài)下調零。
            (2)使用電源時(shí),傳感器的二次表需使用同一相線(xiàn),以mian 撿測和反饋信號相位 120°,造成儀表無(wú)法正常工作。
            (3)傳感器管內壁沉積垢層要定期清理,以防電極短路,尤其被測介質(zhì)是海水、原水等,在管壁上容易沉積污垢。因此要求對流量計進(jìn)行清洗,特別是在電極區域內。周期一般為 1 a,根據儀表使用情況而定。始終保持儀表的導管內絕緣襯里良好狀態(tài),以免酸、堿、鹽等腐蝕,導致儀表無(wú)法檢測。在大口徑流量計附近的管道上增設人工孔,管道排空時(shí),以便清洗人員通過(guò)人工孔進(jìn)入流量計清洗。
            (4)當傳感器接地不良時(shí),電磁流量計的抗電磁干擾能力會(huì )明顯下降,需定期檢查接地是否良好。
            (5)當信號電纜破損時(shí),應及時(shí)更換,若無(wú)條件更換電纜,須做好破損處接頭處理。在接頭處焊接好,并做好絕緣防潮工作,以避免信號線(xiàn)絕緣下降而影響流量計的工作。
     
    4 結束語(yǔ)
            由于電磁流量計可檢測腐蝕性或含有顆粒、懸浮物液體流量且壓力損失小的特點(diǎn),被化工行業(yè)廣泛應用于物料流量的計量和生產(chǎn)過(guò)程控制中,掌握電磁流量計正確的安裝和使用方法可延長(cháng)其使用壽命,為化工生產(chǎn)提供計量保證。
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