氯堿(jiǎn)行業工(gōng)藝介質(zhì)多爲酸(suān)、堿、鹽等(děng)電解質(zhi)，基于電(dian)磁流量(liàng)計 的測(ce)量原理(lǐ)，決定了(le)其在該(gāi)行業的(de)應用有(yǒu)很大的(de)優勢。本(ben)文介紹(shào)的選型(xíng)原則具(ju)有通用(yong)性，但力(lì)求在具(ju)體的每(měi)一項目(mu)的選型(xíng)時，較側(ce)重于結(jie)合氯堿(jiǎn)行業的(de)特點。
1電(diàn)磁流量(liang)計的測(cè)量原理(lǐ)及特點(diǎn)　
1.1測量原(yuán)理
電磁(cí)流量計(ji)的測量(liàng)原理見(jian)圖1

　　電磁流(liú)量計的(de)測量原(yuán)理基于(yu)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lǜ)，導電液(yè)體在磁(ci)場中作(zuo)切割磁(ci)力線運(yun)動時,導(dao)體中産(chan)生感應(yīng)電勢,其(qí)感應電(diàn)勢（流量(liang)信号）E爲(wei)：
E=KBDV（1）
式中：K—儀(yí)表常數(shu)；
B—磁感應(yīng)強度；
V—流(liu)體平均(jun1)流速，m/s；
D—測(cè)量管内(nei)徑，mm。

　　測量(liang)流量時(shi)，導電性(xìng)液體以(yǐ)速度V流(liu)過垂直(zhi)于流動(dong)方向的(de)磁場，在(zài)測量電(diàn)極上感(gǎn)應出一(yī)個與平(ping)均流速(sù)成正比(bi)的電壓(ya),其感應(ying)電壓信(xin)号通過(guò)一對或(huo)一對以(yǐ)上與液(yè)體直接(jie)接觸的(de)電極檢(jiǎn)出,并經(jing)由轉換(huan)器的智(zhi)能化處(chù)理,然後(hou)送LCD顯示(shì)或轉換(huan)成4～20mADC标準(zhǔn)信号、頻(pín)率信号(hao)和Hart等協(xié)議通訊(xun)的輸出(chū)。
1．2特點
（1）流(liu)量的測(ce)量不受(shòu)流體的(de)密度、黏(nián)度、溫度(dù)、壓力和(he)電導率(lü)變化的(de)影響，傳(chuán)感器感(gan)應電壓(yā)信号與(yǔ)平均流(liú)速呈線(xiàn)性關系(xi)，測量精(jing)度高。
（2）電(diàn)磁流量(liang)計可在(zài)一種典(diǎn)型介質(zhì)（一般爲(wèi)水）下标(biāo)定或校(xiao)準，而用(yòng)于其他(tā)介質（液(yè)體）時無(wú)需附加(jiā)修正。
（3）測(ce)量管道(dao)内無可(kě)動部件(jian)及阻流(liu)體，因此(ci)，沒有附(fu)加的壓(yā)力損失(shi)，在大口(kou)徑測量(liàng)中節約(yue)泵能耗(hao)是選用(yong)它的重(zhòng)要原因(yīn)，特别在(zai)工藝管(guǎn)道壓力(li)不高或(huo)依靠水(shui)頭自流(liu)情況下(xià)采用更(gèng)爲有利(li)。
2電磁流(liu)量計的(de)選型
2.1選(xuan)用條件(jian)
　　選用電(diàn)磁流量(liàng)計的前(qián)提條件(jiàn)是被測(cè)流體必(bi)須具備(bei)一定的(de)導電性(xing),電導率(lǜ)>5μS/cm。被測介(jiè)質不應(ying)含有較(jiao)多的鐵(tiě)磁性介(jiè)質及大(dà)量氣泡(pao)。
　　液體的(de)電導率(lü)可查閱(yue)有關手(shou)冊，缺少(shao)現成數(shu)據則可(ke)取樣用(yòng)電導率(lü)儀測定(dìng)，但有時(shí)也有從(cong)管線上(shàng)取樣去(qu)實驗室(shì)測定認(rèn)爲可用(yong)，而實際(jì)電磁流(liu)量計卻(que)不能工(gong)作的情(qíng)況。這是(shi)由于測(ce)電導率(lü)時的液(yè)體與管(guan)線内的(de)液體有(you)差别，譬(pi)如液體(ti)在運送(song)的過程(cheng)中吸收(shōu)了大氣(qi)中的Cl2、CO2或(huo)NOX，生成鹽(yan)酸、碳酸(suan)或硝酸(suān)，從而導(dao)緻電導(dao)率增大(dà)，這在氯(lü)堿廠尤(you)爲常見(jian)。
　　電導率(lü)若接近(jin)下限值(zhi)有可能(néng)出現晃(huang)動現象(xiàng)，諸如低(dī)度蒸餾(liu)水、去離(lí)子水等(deng)。通常認(ren)爲能穩(wen)定測量(liàng)的電導(dǎo)率比下(xià)限值要(yao)高一兩(liǎng)個數量(liang)級。
2.2口徑(jing)的确定(dìng)
　　口徑的(de)确定主(zhu)要是根(gen)據工藝(yi)上的體(tǐ)積流量(liàng)，結合工(gōng)藝管道(dào)的尺寸(cùn)，選擇合(he)适的流(liu)量計口(kou)徑，使通(tōng)過傳感(gǎn)器的流(liu)體平均(jun1)流速在(zài)合适的(de)範圍内(nèi)（通常爲(wei)0.3~10.0m/s）。
　　具體地(di)說，測黏(nián)度不高(gāo)的潔淨(jìng)介質，經(jing)濟流速(sù)是1.5~3.0m/s。測易(yi)結晶、黏(nián)度稍大(dà)或有沉(chén)積物的(de)溶液時(shí)，應适當(dāng)地提高(gāo)流速，3.0~4.0m/s爲(wèi)宜，起到(dào)自潔，防(fang)止粘附(fu)、沉積等(děng)作用；測(ce)礦漿等(deng)磨損性(xing)流體時(shi)，應适當(dang)降低流(liú)速，以1.0~2.0m/s爲(wei)宜，以降(jiàng)低對襯(chèn)裏和電(dian)極的磨(mó)損。測接(jiē)近閥值(zhi)的低導(dǎo)電率液(ye)體，應盡(jìn)可能使(shi)用較低(dī)流速(略(lue)小于0．5m/s，最(zuì)大不超(chao)過l.0m/s)，以減(jiǎn)輕因流(liu)速高，流(liú)動噪聲(sheng)增加而(er)出現儀(yí)表輸出(chu)晃動的(de)現象。實(shí)際應用(yong)很少超(chāo)過7m/s，超過(guo)10m/s則更不(bú)推薦采(cǎi)用。
口徑(jìng)計算方(fāng)法：對于(yú)公式（2），取(qǔ)π=3.14，則公式(shì)（2）演變爲(wei)
qv=2.826×10-3D2V（5）
假設被(bei)測流體(tǐ)流速範(fàn)圍爲0.3~10.0m/s，則(zé)
qvmin=8.478×10-4D2（6）
qvmax=2.826×10-2D2（7）
　　對于通(tōng)過某一(yī)口徑流(liú)量計的(de)流體，其(qí)最小流(liú)和最大(da)流量必(bi)須符合(hé)公式（6）、（7）的(de)計算結(jie)果。

　　V1處在(zài)允許的(de)0.3~10.0m/s流速範(fan)圍的低(dī)端，而V2處(chù)在較經(jīng)濟的流(liú)速點，因(yīn)此，可選(xuan)用流量(liàng)計的口(kǒu)徑爲覫(pǎng)50mm，與工藝(yi)管道口(kǒu)徑相同(tóng)。
　　有時管(guǎn)道内的(de)流速偏(pian)低或從(cóng)儀表價(jià)格上考(kao)慮，可選(xuǎn)用口徑(jìng)較小的(de)流量計(jì)，這不僅(jin)可使儀(yí)表運行(hang)在較好(hao)的工作(zuò)狀态下(xia)，還可以(yi)降低儀(yi)表的投(tou)資費用(yong)，此時就(jiù)要在傳(chuán)感器兩(liǎng)端加裝(zhuāng)異徑管(guan)。
　　案例2某(mou)長距離(li)輸水管(guan)線工程(chéng)，輸送管(guan)道口徑(jing)爲800mm，最大(dà)流量爲(wèi)1000m3/h，确定電(dian)磁流量(liang)計的口(kou)徑。
根據(jù)公式（8）計(ji)算出管(guǎn)道内液(yè)體的流(liú)速：

　　圓整(zhěng)後，可選(xuan)用500mm口徑(jìng)的電磁(cí)流量計(ji)，并在流(liú)量計兩(liǎng)端加裝(zhuang)異徑管(guan)。經公式(shì)（8）驗算，通(tong)過電磁(ci)流量計(ji)的流體(tǐ)流速爲(wei)1.416m/s。
　　爲了在(zài)加裝異(yi)徑管後(hòu)不過多(duō)影響流(liú)速場的(de)分布，不(bu)影響流(liu)量計的(de)精度，通(tōng)常要求(qiu)異徑管(guan)的中心(xin)錐角不(bú)大于15°，越(yue)小越好(hao)。
有的選(xuǎn)型資料(liao)詳細地(dì)給出了(le)異徑管(guan)壓力損(sun)失的計(jì)算，這通(tōng)常是沒(mei)有必要(yao)的。當異(yi)徑管的(de)中心錐(zhui)角不大(da)于15°時，總(zǒng)的壓力(li)損失通(tōng)常爲100Pa以(yǐ)下。
　　譬如(rú)此例，若(ruò)選異徑(jing)管的中(zhōng)心錐角(jiao)α=8°。經計算(suan)（詳細計(ji)算方法(fǎ)請查閱(yuè)相關資(zi)料，或咨(zi)詢工藝(yì)專業），異(yi)徑管總(zong)的壓力(lì)損失爲(wei)69.73Pa。
　　此例中(zhong)，通過加(jia)裝異徑(jing)管，使流(liu)速提高(gao)到了較(jiào)經濟的(de)流速，有(yǒu)利于測(ce)量。同時(shí)，DN500電磁流(liú)量計的(de)價格要(yao)比DN800的價(jià)格低30％左(zuo)右，投資(zi)較省。而(ér)68.7Pa的壓力(li)損失幾(ji)乎是可(kě)以忽略(lue)不計的(de)。
異徑管(guǎn)的安裝(zhuāng)見圖2。

2.3電極(ji)形式及(jí)材料的(de)選擇
2.3.1電(dian)極形式(shì)的選擇(zé)
　　一般來(lái)說，不産(chan)生結晶(jīng)、結疤、不(bú)沾污電(diàn)極的潔(jié)淨介質(zhì)可用标(biāo)準電極(ji)，否則，用(yòng)刮刀式(shi)電極來(lai)清垢。對(dui)測污泥(ni)的場合(he)，可選用(yong)刮刀式(shì)電極或(huo)可更換(huan)式電極(jí)。
2.3.2電極材(cái)料的選(xuan)擇
　　應根(gen)據被測(cè)介質的(de)腐蝕性(xìng)，由用戶(hu)負責選(xuǎn)定。對一(yi)般介質(zhi)，可查有(you)關防腐(fǔ)蝕手冊(ce)。但因腐(fǔ)蝕性介(jiè)質多種(zhǒng)多樣，有(you)些介質(zhì)（譬如各(gè)種比例(li)和種類(lèi)的混酸(suan)）在現成(chéng)的資料(liào)中往往(wǎng)找不到(dao)答案，可(kě)與制造(zao)商聯系(xi)，由用戶(hù)提供腐(fu)蝕性介(jie)質，制造(zào)商提供(gòng)待試材(cái)料，在規(gui)定條件(jian)下做挂(gua)片試驗(yàn)。
常用電(diàn)極材料(liào)的耐腐(fǔ)蝕性能(neng)可參考(kǎo)表1。

　　在氯(lǜ)堿行業(yè)中，測循(xún)環水可(kě)選用316L電(diàn)極；燒堿(jiǎn)可選用(yong)哈氏合(he)金C或不(bu)鏽鋼電(dian)極（優先(xiān)選用哈(ha)氏合金(jīn)C）；測鹽水(shuǐ)及鹽酸(suān)可選用(yòng)钽電極(ji)，含遊離(lí)氯的電(dian)解槽返(fan)回鹽水(shuǐ)可選用(yong)钛電極(ji)；三氯化(huà)鐵、碳酸(suan)鈉、次氯(lü)酸鈉溶(rong)液（鹽水(shuǐ)工段較(jiao)常見的(de)介質）可(kě)選钛電(dian)極。
2.4襯裏(lǐ)材料的(de)選擇
應(ying)根據介(jiè)質的腐(fǔ)蝕性，磨(mo)損性及(ji)溫度來(lái)選擇。
常(chang)用襯裏(lǐ)材料的(de)主要性(xing)能及适(shì)用範圍(wei)見表2。

　　特(tè)别提出(chu)的是，特(tè)氟隆是(shi)一種氟(fú)化塑料(liao)，耐強酸(suān)、強堿的(de)腐蝕，同(tong)時具有(you)良好的(de)耐高溫(wen)性，高溫(wēn)下不變(biàn)形，不降(jiang)低絕緣(yuan)阻抗。可(ke)用于測(cè)量大多(duo)數強酸(suan)、強堿、強(qiang)氧化劑(jì)等強腐(fǔ)蝕性介(jie)質、衛生(sheng)類介質(zhi)。氯堿行(háng)業中測(ce)量強酸(suān)（HCl）、強堿（NaOH）及(jí)鹽（NaCl）多采(cai)用此種(zhong)襯裏材(cai)料。
2.5防護(hù)等級的(de)選擇
　　按(an)照國标(biao)GB4208-2008外殼防(fang)護等級(jí)(IP代碼)的(de)要求結(jie)合儀表(biǎo)實際的(de)使用條(tiao)件選定(dìng)适當的(de)防護等(děng)級。若儀(yi)表在地(di)面以下(xià)，經常受(shou)水淹的(de)，宜選用(yòng)IP68；若儀表(biao)安裝在(zai)地面以(yi)上的，可(kě)選用IP65。
氯(lǜ)堿工業(ye)通常選(xuǎn)用IP65以上(shàng)的防護(hù)等級。
2.6接(jiē)地環的(de)選擇
　　若(ruo)連接儀(yí)表的管(guan)道(相對(duì)于被測(cè)介質)是(shi)絕緣性(xìng)的，則要(yao)用接地(dì)環。接地(di)環的材(cai)料可以(yi)與電極(ji)材料相(xiàng)同，一般(ban)可選與(yǔ)管道材(cái)料耐腐(fu)蝕性相(xiàng)同即可(kě)。若被測(cè)介質是(shi)磨損性(xing)的，則宜(yí)選用帶(dài)頸接地(di)環，以保(bao)護進、出(chū)口端的(de)襯裏，延(yán)長使用(yòng)壽命。
特(tè)别強調(diào)的是，電(diàn)解槽沿(yán)着電解(jiě)液的漏(lou)電流很(hěn)大，這将(jiāng)導緻管(guǎn)道中雜(za)散電流(liu)很大，會(hui)引起很(hen)嚴重的(de)幹擾，直(zhi)接影響(xiang)到電磁(cí)流量計(ji)的正常(cháng)測量。可(kě)将流量(liang)傳感器(qì)與其連(lian)接的工(gōng)藝管道(dào)之間進(jin)行電氣(qi)隔離。具(ju)體安裝(zhuang)方法見(jian)圖3。

2．7殼體(ti)材料的(de)選擇
　　氯(lü)堿工業(yè)由于大(dà)功率變(bian)壓器、大(dà)電流電(diàn)解槽的(de)存在，周(zhou)圍磁場(chǎng)比較強(qiang)。在選擇(zé)電磁流(liu)量計的(de)殼體材(cái)料時，宜(yi)選用鑄(zhu)鐵、鋼等(deng)有較好(hao)磁屏蔽(bì)作用的(de)鐵磁性(xing)材料，不(bú)宜選用(yong)鋁、玻璃(li)鋼等非(fēi)鐵磁性(xìng)材料。
3結(jié)語
　　電磁(cí)流量計(jì)的選型(xing)是儀表(biǎo)應用中(zhōng)非常重(zhòng)要的工(gōng)作,有關(guan)資料表(biǎo)明,儀表(biǎo)在實際(jì)應用中(zhōng)有很大(da)一部分(fen)故障是(shi)由儀表(biǎo)選型錯(cuo)誤或安(an)裝錯誤(wu)造成的(de)，對此應(ying)引起有(yǒu)關企業(ye)，尤其是(shì)氯堿企(qǐ)業的足(zu)夠重視(shi)。

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