采用電磁流量計實施腐蝕與礦漿介質的檢測zui為常見,電磁流量計是應用法拉第電磁感應定律的流量計,包括流量變送器和轉換器兩部分。由于變送器直接與被測介質接觸且受工況條件的影響,因此流量計的選型設計主要是針對電磁流量傳感器。轉換器一膠只要報據測量或轉換要求與之相配套或選用一體化電磁流量計即可。在傳感器選型設計過程中,應重點從以下幾方面考慮。
(1)適用流體。被測介質必須是導電液體或均勻的液固兩相流體,其電導率一般須大于5us/cm(這相當于軟化水的電等率),且分布應大體上均勻。故它小宜用于石油及其制品、內酮、純酒精等介質的測量。測量中,液體應充滿傳感器的測量管,當有混入物時,混入物的分布應大體均勻。
(2)連續使用溫度。它不是單指襯里材料的允許溫度,而是指流過具有一定壓力和化學性質的流體時,流量計所能承受的溫度。該指標主要受襯里材料(常用聚四氟乙烯,-195~250攝氏度)、電氣絕緣材料、線圈材料與結構等耐沁性能的限制一般為0-120℃。近期有些產品可連續工作在260℃。注意:較高溫度時,不宜采用一體化結構,且應采取適當的冷卻措施;若溫度過低,尚需考慮防止結霜,否則易造成信號失真。
(3)壓力規格的選擇。流量計常用壓力規格有1.6MPa(口徑小于φ50mm),1.0MPa(口徑為φ80~900mm)和0.6MPa《口徑在φ1000mm以上)三種。應注意的是.大多數襯里與測量管直接粘貼、涂覆.使變送器可工作在正壓和負壓狀態。但某些國產傳感器的襯里因工藝原因尚不能用于負壓場合。對于高壓流體測量,因管道壁厚的增加將使針壁中渦電流影響管內磁通量.而且壓力的增加會使電極部分密封更加困難.故應事先向制造廠商提出。以便在結構上采取對策。有些產品zui高1k力可達4MPa。
(4)口徑與量程的選擇。應根據傳感器測量管內流體的流速范圍確定一般為0.3~1Om/s,其側zui上限由內襯的耐磨性、傳感器結構尺寸及流體速度等因素決定,測量下限則決定于儀表的信嗓比.因為較強的靜電感應、電磁感應和工傾于擾均影響下限的擴展。平常情況下,流速取1~4m/s為宜,常用流后能超過其刻度流量的50%。在量程確定的情況下,口徑的選擇通常與工藝管道內徑相同,但還應結合不同測量對象、測量管內流速大小等來zui終決定。如對于含顆粒、磨損性大的流體。常用流速應不大于3m/s,但不能太低.以免信號太小或水平管道中形成旅權物沉積、流速分布不對稱現象;對于易沉降、黏附、結垢的流體,常用流速不小于2m/s,測量紙漿時宜大于4m/s.以達到讓流體清洗電極上附著物的目的。
(5)內襯材料與結構的選擇。襯里的主要作用是防止流量感應信號被金屬測量管壁短路,它必須是電絕緣材料.同時由于直接接觸被測介質.所以必須報據介質的物理、化學性質來綜合考慮。目前常見的襯里材料是聚四氟乙烯系列高分子化合物(其PFA樹脂是較好的材料)、耐酸橡膠、氯丁橡膠、耐酸搪瓷、聚氨酯橡膠和玻璃鋼等。其中耐蝕性能優良、溫度范圍寬的是聚四氟乙.耐磨性較好的有聚氨酯橡膠、氯丁橡膠。近年來引進產品中還采用了比高分子材料更耐腐蝕、吸收分子粒子、透氣性強的陶瓷類無機材料。如Al203陶瓷襯里,是當今的襯里材料。
(6)電極材料及結鉤的選擇。電極是用非異磁材料制成,選型時主要根據介質的腐蝕性而定。由于流量信號與電極間的距離成正比,電極的腐蝕會影響測量度,故設計時應注意電極對應于介質的年腐蝕率應在0.1mm以下(查有關防腐蝕手冊)。對混酸等成分復雜的強腐蝕性介質,為慎重起見應做掛片試驗。目前對于一般流體.大多數采用耐酸(18CrNi9ri)和含鉬不銹鋼;而對于強腐蝕介質,則選用哈氏合金B.C及認材、鉑銥合金或耐酸鋼涂覆黃金等;必要時還可考慮選用日木橫河等公司已產品化的“無電極式“電磁流級計。
針對傳感器口徑、耐壓要求和介質性質的不同,電極結構也可有不同選擇:如適于中等口徑和耐壓的內插式,適于小口徑與高耐壓的外插式,測量黏附、結垢類介質的尖頭式電極,磨損特別嚴取時用的倒錐形結構等。zui惡劣工況還叮考慮采用鉑電極與金屬陶瓷襯里整體燒結的結構。
(7)勵進方式。國外引進產品勵進方式通常采用低預矩形波勵磁(傾率為工領的1/2~1/32),有的也可由用戶根據流體條件切換。如對漿狀流,可選用二值激磁方式來減小零漂。若要進一步提高零位隱定性,消除流旦信號的零位嗓聲。還可選用三值勵進(采用工頻1/8的頻率,以正、零、負、零三位電流進行勵磁)。對于冶金行業較常見的礦漿等液固兩相流測量.
則應當注意市電干擾和零漂等問題;而要準確測量懸濁液如紙槳纖維液或減小漿液流量測量嗓聲.則選用雙頻波測量方法(高頻部分是75Hz的矩形波,外包絡是1/8X50Hz的低頻矩形波),典型產品有上海橫河公司的ADMG型(適用口徑為2.5~400mm ).可有效地解決勵磁預率降低、零點趨定性提高后抗低頻嗓聲能力的降低這一對矛盾.使用戶不需根據介質條件選擇合適的勵磁方式。
(8)電極清洗問題。當被測液體附著和含有沉積物時.傳感器電極表面將受到污染并積累沉積物而逐漸形成結晶體.零點會變動.流量測量值不往定.由于無法根據電極污染程度來判斷其影響并校正流量值.為此應作以下考慮:除采用污染影響小的襯里、電極.選用各種方法和裝置如直流電法(對帶負電的沉積物)、機械清洗結構(刮刀式)、可更換的電極(大口徑、可斷續測量)、超聲波清洗以及利用流體較高流速沖洗等。但流體自沖洗受傳感器襯里及耐解性的約束,而超聲波方式可能報壞絕緣膜。
(9)接地環的選擇。若連接流量計的管道是絕緣的如玻璃鋼管.則要用接地環并單獨、良好接地。使管內流體與大地電連通.具有零電位,否則流量計將無法正常工作;若被測介質是躊損性的如礦漿、水煤漿等.則應選用帶勁接地環.以保護進出口端的襯里.延長儀表使用壽命。接地環的材質應根據介質的腐蝕性來確定,一般為含鉬不銹鋼;對強腐蝕性的液體.可參照所選電極材料或低一個級別來選定。
(10)根據測量與安裝條件確定傳感器結構形式。與節流式等流量計一樣.電磁流量計也有一定的直管段要求一般為前5D、后2D。在大口徑流測量場合或難以確保必要的直管段長度時.按現有技術水平很難得出修正系數而獲得準確讀數.在AS標準中也只列出了90°彎管對均勻進場流童計的影響。為了減小流速分布的影響.此時可選用多電極結構(一般為兩對電極).有實臉表明.在傳感器上游側2.8n處設狡閘閥時.輸出所受影響較之單電極傳感器可減小到1/3.
在大口徑流量測量精度要求不高時(如江河水或廢水計量).可選用插入式電磁流量計。它具有拆裝方便.即使有油污等吸附也叮不斷流檢修也不需要安裝和維護旁通管和截止閥;其儀表價格基本上不受竹徑大小的影響,一般僅為滿管式電磁流量計的幾分之一。
(11)特殊流體的測量。對于某些特殊的測量如淤漿流體、低電導率流體((0.05us/cm)、附著性絕緣物質、強腐蝕性流體以及一些油水說合成乳化狀的流體的測量,可考慮采用己實用化的無電極式電班流量計。這種流量計采取交流勵進方式.在襯里外表面采用平面狀信號電極,流體所產生的電動勢由電容摘合方式檢出.故本質上不存在電極的腐蝕、磨損與密封問妞。流量計的可靠性主要取決于襯里材料的性能.而且流體導電率不勻、電位變化所產生的噪聲、速度剖面的影響等也有所減弱。不過.因電極與液體之間絕緣層的厚度應盡且小,所以設計時對襯里的叮靠性要求應更高。
(12)轉換器及功能選擇。轉換器應其備的葵本功能是故大電極信號電悵井變族成標準信兮箱出.且消除電極電壓中的同相和直角相位嗓聲.消除電睞電壓及獄率變化的影響。一般的轉換器只需很據流長傳感器相應尼套即可.但如用戶對轉換器功能、靈活性要求較高的話.則叮選用內裝徽處理機的轉換器或附加選擇件.可以實現或部分實現如下功能:勵磁方式和傾率的選扦及其相應的信號處理.交直流兩用電派.于式自校準,多種信號輸出與各種報警、空管檢測信號、電極信號輸出,正、反向流zui自動切換與側勝.多zui程白動切換與流量單位、量程設定脈沖定標、數宇顯示與計數功能.自診斷功能如愉人信號異常、勵磁或信呼線斷路、短路等。
(13)連接電纜及長度的確定。傳感器與轉換器間連接電纜(信號傳送與勵志電纜)較短為好。若受現場安裝環境或位段限制,則需考慮zui大長度確定問題—通常信號電纜的zui大長度取決于被測介質的電導率和所用電纜信號而勵磁電纜zui大長度僅取決于側芯截面積.電纜可選用YZ中教橡套電繩.然后取信號與勵磁電纜長度中較短長度來配置電纜即可。輸出電流傳送電纜長度取決于后續儀表輸入電限與電纜總電限值。
相關產品介紹:電磁流量計 智能電磁流量計 分體式電磁流量計 插入式電磁流量計 夾持式電磁流量計