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化工生产中电磁流量计的运用
发布时间:2019-08-27
化工生产中电磁流量计的运用
 
   本文从电磁流量的原理与结构以及分类开始叙述,同时介绍了在化工生产中,电磁流量计使用时安装注意事项以及故障产生的原因和排除方法。
流量控制系统是化工生产中常用的自动化控制系统的重要组成部分,在智能化生产中将有更*的应用,如果流量控制系统发生故障,会导致测量不准确,对生产工艺和质量造成重大的影响,电磁流量计由于其压损极小,可测流量范围大,适用的工业管径范围宽,*度较高等优点 [1] 。越来越多化工企业用它来测量电导率≥5μs/cm 的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等流体的流量。因此如何运用和维护好电磁流量计就显得尤为重要。
1 电磁流量计工作原理
电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律工作的 [2] ,在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压,该电压与流体的流速成正比关系,进而得到流量值,见图 1。
 
电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。
(1)磁路系统:作用是产生均匀的直流或交流磁场。
(2)测量导管:作用是让被测导电性液体通过。常选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
(3)电极:其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。一般用非导磁的不锈钢制成,且被要求与衬里齐平,以便流体通过时不受阻碍。
(4)外壳:应用铁磁材料制成,是分配制度励磁线圈的外罩,并隔离外磁场的干扰。
(5)衬里:在测量导管的内侧及法兰密封面上,有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体,其作用是增加测量导管的耐腐蚀性,防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
(6)转换器:由液体流动产生的感应电势信号十分微弱,受各种干扰因素的影响很大,转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号 Ex经放大转换成统一的标准直流信号。
2 电磁流量计分类
电磁流量计按激磁电流方式划分,有直流激磁、交流(工频或其他频率)激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁 [2] 。按输出信号连接和激磁(或电源)连线的制式分类,有四线制和二线制。按转换器与传感器组装方式分类,有分体型和一体型。按流量传感器与管道连接方式分类,有法兰型、夹持型、卫生型、插入型、螺纹连接。按流量传感器电极是否与被测液体接触分类,有接触型和非接触型 [1] 。按流量传感器结构分类,有短管型和插入型。按用途分类,有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和用于明渠流量测量的潜水型(明渠流量计)。
3 电磁流量计的安装
电磁流量计安装符合规定的要求,才能让它可靠性更好,测量准确,更加安全。电磁流量计的安装非常重要,其实在安装中如何使电磁流量计更好的接地也是一个非常重要的问题。对此,我们在安装电磁流量计时应注意以下几个问题:
(1)安装方向要求,电磁流量计的安装方向没有特别严格的要求,一般水平,垂直或者倾斜均可,不受限制。但必须保证管道内是充满被测介质,也就是“满管”状态。建议*好是垂直安装,流向自下而上,尤其是对于液固两相的流体,必须垂直安装。若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面,电极的轴线必须近似于水平方向以防电极被沉积物覆盖,电极被液体中存在的气泡擦过,遮住电极表面,使输出的信号有波动。
(2) 直管段要求,安装电磁流量计时,需要流量计的上游有10DN的直管段,下游有 5DN的直管段 [2] 。
(3)避免磁场干扰要求:在发送器的管道前后方位,可能有一些杂散的电流存在,发送器的前后 1 到 1.5 米的方位管道和发送器的外壳连接起来,选用一起接地的方法,接地点越挨近发送器越好,如果外界的电磁干扰比较大的话,那么就要重新设置接地设置,且接地线要采用截面大于 5mm 2 的多股铜线才可,同时不能接在电机或公共地线上,用以避免漏电流的干扰。
(4)管道要求,传感器在金属管道上安装(金属管道内壁没有绝缘涂层),安装在塑料管道或有绝缘衬里的管道上时,传感器的两端必须安装接地环、接地法兰或带有接地电极的短管才行。
(5)布线要求,发送器的引出信号线是不能和电源线平行的,不能与电源线穿在一根铁管道中,否则电磁流量计的信号会受到一定程度的影响。
4 电磁流量计故障排除
电磁流量计工作不稳定或产生误差的原因,对症下药,采取正确措施解决掉问题,就能获得准确测量数值。生产的情况下产生这个问题的原因较多,我们首先要从供电和线路问题,电极是否被污染,电磁流量计传感器是否损坏以及电磁流量计的流量零点是否正常等方面进行考虑,排除以上问题具体的排除方法是:
4.1 流量计无输出信号或输出值有偏差
*,如果管道内测量介质不满管,电磁流量计就无法正常工作。因为,在介质不满管的情况下,电磁流量计会产生*为常见的应用程序故障。产生这种现象可能是由于,管道中介质流速非常低,造成不满管,流量计测量误差增大或者介质未能满过电极,从而流量计根本无法进行工作 [3] 。需通过工艺调整必须保证管道内测量介质充满才能使用电磁流量计进行测量。第二,测量介质中含有大量空气和气体,也会造成电磁流量计无法正常工作。这些气泡的存在造成流量计无法准确辨别,干扰了其准确的测量。第三,电磁流量计不能用于持续时间较短的配料操作。这是由于电磁流量计无法正常反复启动和停止,它的启动到正确读数之间存在一个时间滞后问题。第四,电磁流量计本身不能计量质量流量。电磁流量计是一种速度式流量计,测量的是体积流量,若要测量质量流量,必须配合高精度的密度测量装置来进行换算。
4.2 电磁流量计工作时信号越来越小主要原因
*,测量导管内壁可能沉积有污垢,检查电极情况并清洗和擦拭电极,保持电极的清洁。第二,测量导管衬里可能有破坏,检查导管和衬里情况,如有破损应予以更换。第三,信号插座可能被腐蚀,应将插座更换和清洗,并进行防腐处理。
4.3 流量计输出超满度量程
*,信号电缆接线出现错误或电缆连接断开;检查信号回路连接正常与否,若信号回路断开,输出信号将超满度值,此时需重新正确连接信号电缆。同时,需检查电缆的绝缘性能是否完好,若已经不符合要求,则需更换新的电缆。第二,系统的参数设定不正确。第三,传感器与转换器型号不配套。
4.4 流量计零点不稳
*,管道未充满液体或液体中含有气泡。管道未充满液体或液体中含有气泡皆为工艺原因,此时应请求工艺人员确认,工艺正常后,输出值可恢复正常。第二,主观上认为管内液体无流动而实际上存在微小流动,这种情况不属于电磁流量计故障。第三,液体方面(如液体电导率均匀性不好、电极污染等)的原因,也有可能出现零点变动,此时必须清洗;若零点变动不大,也可尝试重新调零。第四,信号回路绝缘下降。受环境情况的影响,灰尘、油污等可能进入仪表壳体内,需要检查电极部位绝缘有无下降或破坏,若不符合绝缘要求,则须进行清理。
5 结束语
随着我国工业生产自动化水平的不断提高,电磁流量计在流量测量领域,特别是炼油化工生产中的应用越来越多 [5] 。本文讨论了电磁流量计的原理与分类,以及其安装和维修的注意事项,为电磁流量计在化工生产中更好的使用提供了帮
 
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