摘要:電磁流量(liàng)計 的工作原理(lǐ)、結構及相關特(tè)性,電磁流量計(ji)在濃硝酸項目(mù)中的應用及選(xuan)型時注意事項(xiàng)。
　　随着石油化工(gōng)裝置中工藝與(yu)設備越來越複(fú)雜，對流⁉️體檢💜測(cè)的可靠性要求(qiú)也越來越高。特(tè)别對腐蝕性流(liú)體、髒污流體、高(gāo)粘性流體、多相(xiàng)流體、特大流量(liang)、微小流量等測(cè)量成爲重點關(guan)注問題。電磁流(liu)量計是自差壓(ya)✉️、浮子及容積式(shì)之後用量最大(da)的儀表,能測量(liàng)常規流量儀表(biao)無法測量的腐(fǔ)蝕性流體、多相(xiang)流體等介質。
1電(diàn)磁流量計工作(zuò)原理
　　電磁流量(liàng)計是-種測量導(dao)電液體體積流(liú)量的儀表。其工(gong)作💋原理是基于(yu)法拉第電磁感(gan)應定律,感應電(diàn)勢與流速之間(jian)💚的關系式爲:.
E=kBDv(1)
式(shi)中:
E爲感應電勢(shi),V;
k爲系數;
B爲交變(biàn)矩形波磁感應(ying)強度,T;
D爲傳感器(qi)通道(測量管)的(de)内徑,m;
爲流體在(zai)通道内的平均(jun1)流速,m/s。
設液體體(ti)積流量爲:

　　由式(shì)(1)可知，感應電勢(shi)與流體的平均(jun1)流速成正比關(guan)系。流體所感應(ying)的電勢由兩隻(zhī)與液體接觸的(de)電極檢出📧,并傳(chuán)送至💛轉換器，由(yóu)轉換器完成信(xin)号放大,并👅轉換(huàn)成标準的輸出(chū)信号輸送至顯(xiǎn)示器和累計單(dān)元。
2電磁流量計(ji)結構與分類
(1)電(dian)磁流量計由流(liú)量傳感器和轉(zhuan)換器兩大部.分(fen)組成。傳🐇感器⚽中(zhong)✉️的測量管上下(xià)裝有激磁線圈(quān)，通激磁🙇‍♀️電流後(hou)産生磁場穿過(guò)測量管,-對電極(jí)裝在測量管内(nèi)壁與液體相接(jiē)觸，引出感應電(dian)勢,送到轉換器(qi),轉換成與體積(jī)流量成正比的(de)電壓信号。
(2)市場(chǎng)上通用型産品(pǐn)和特殊型儀表(biao)可以從不同角(jiao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度分類:
1)按激磁(cí)電流方式分類(lei):直流激磁、交流(liú)(工頻或其他頻(pin)㊙️率)激磁、低頻矩(jǔ)形波激磁和雙(shuāng)頻矩形波激磁(cí);
2)按輸出信号連(lián)線和激磁(或電(diàn)源)連線的制式(shi)分類🈲:四線制和(hé)🤞二線制;
3)按轉換(huan)器與傳感器組(zu)裝方式分類:分(fen)離型和一體型(xing)㊙️;
4)按流量傳感器(qì)與管道連接方(fang)法分類:法蘭連(lian)接、法蘭夾裝連(lián)接📱、衛生型連接(jie)和螺紋連接;
5)按(àn)流量傳感器電(dian)極是否與被測(ce)液體接觸分類(lèi):接觸型和非接(jie)觸型;按流量傳(chuan)感器結構分類(lei):短管型🤩和插入(rù)型;
6)按用途分類(lèi):通用型、防爆型(xing)、衛生型、防侵水(shuǐ)型、潛水型和插(chā)入🧑🏾‍🤝‍🧑🏼型等。
3電磁流(liu)量計的特點
3.1電(dian)磁流量計的優(you)點
(1)電磁流量計(ji)的變送器結構(gòu)簡單,沒有可動(dòng)部件,測量通道(dao)是一段無阻流(liú)檢測件的光滑(hua)直管。所以當流(liú)體通過時不會(hui)引起任何附加(jia)的壓力損失,同(tóng)時它不會引起(qi)諸如磨損🏃,堵塞(sai)等問題。特别适(shi)用于測量帶有(yǒu)固體顆粒的🐆礦(kuang)漿、污水等液固(gù)兩🥰相流體及各(gè)種粘性較⛱️大的(de)漿液等。
(2)易于選(xuan)擇與流體接觸(chu)件的材料品種(zhong),可應用于腐蝕(shi)性流體。由于它(ta)結構上無運動(dòng)部件,故可通過(guo)附上耐腐蝕絕(jué)緣襯裏🔱和選擇(ze)耐腐材料制成(cheng)電極,起到很好(hǎo)的耐腐蝕性能(néng)👅，使之可用于各(gè)種腐蝕性介質(zhi)的測量🏃🏻。
(3)電磁流(liú)量計不産生因(yin)檢測流量所形(xíng)成的壓力損失(shi)，儀表的阻力僅(jǐn)是同一長度管(guǎn)道的沿程阻力(li)，節能效💋果顯著(zhe),對于要求低👌阻(zǔ)力損失的大管(guǎn)徑供水⛹🏻‍♀️管道最(zuì)爲适合。
(4)電磁流(liu)量計是一種體(ti)積流量測量儀(yí)表，在測量過👉程(chéng)中,它不受被測(ce)介質的溫度、粘(zhan)度、密度以及電(diàn)導📐率(隻要在某(mǒu)阈值以上的一(yī)定範圍内)的影(yǐng)響。因.此，電磁流(liu)量計隻💰需經水(shui)标定以後，就可(ke)用來測量其它(tā)導電性液體的(de)流量,而不需要(yào)附加溫度壓力(li)補💰償等其它修(xiu)正。
(5)與其他大部(bù)分流量儀表相(xiang)比，前置直管段(duàn)要求較低;
(6)電磁(cí)流量計測量範(fan)圍度大，通常爲(wèi)20:1~50:1,可選流量範圍(wei)寬;滿度🧑🏾‍🤝‍🧑🏼值液體(tǐ)流速可在0.5~10m/s内選(xuǎn)定。有些型号儀(yi)表可在現場根(gen)據需要擴大和(he)縮小流量(例如(rú)設有4位數🛀🏻電位(wèi)器✍️設定儀表常(chang)數)不必取下作(zuo)離☀️線實流标定(dìng)。
(7)電磁流量計的(de)量程範圍極寬(kuan),同一台電磁流(liu)量計🏃‍♀️的量程比(bǐ)可達1:100。此外，電磁(cí)流量計隻與被(bei)測介質的平均(jun1)流速成正‼️比，而(ér)與軸🥰對稱分布(bù)下的流動狀态(tai)(層流或紊流)無(wú)關。
(8)電磁流量計(ji)的口徑範圍比(bi)其他品種流量(liàng)儀表寬,從幾mm到(dào)3m,可測正反雙向(xiang)流量和脈動流(liu)量。隻要脈動頻(pín)率低于激磁頻(pín)率很多,儀表輸(shū)出本質上是線(xian)性的。
(9)電磁流量(liàng)計無機械慣性(xìng),反應靈敏,可測(cè)量瞬時脈動流(liu)量，而且線性好(hao)。因此,可将測置(zhì)信号直接用轉(zhuan)🐆換器線性💃🏻地轉(zhuǎn)換成标準信号(hao)輸出,可就地指(zhi)示，也可遠距🈲離(lí)傳送。
3.2電磁流量(liàng)計不足之處.
主(zhu)要包括如下幾(jǐ)點:
(1)電磁流量計(jì)不能用于測量(liang)氣體、蒸氣以及(ji)含有大量氣體(ti)較多和較大氣(qi)泡的液體。
(2)電磁(ci)流量計目前還(hái)不能用來測量(liàng)電導率很低的(de)液體介質🛀，被測(ce)液體介質的電(dian)導率不能低于(yu)5μs/cm,相當㊙️于蒸⭐餾水(shuǐ)的電💘導率,對石(shi)油制品或者有(yǒu)機溶劑等還無(wú)能爲力。
(3)由于測(cè)量管絕緣襯裏(lǐ)材料受溫度的(de)限制，目前工業(yè)電磁✏️流量計還(hái)不能測量高溫(wen)高壓流體。有些(xie)型号儀表用于(yú)過🌐低于✂️室溫的(de)液體，因測量管(guǎn)外凝露(或霜)而(ér)破壞絕緣。
(4)電磁(ci)流量計受流速(sù)分布影響,在軸(zhou)對稱分布的條(tiáo)件下，流量信😄号(hào)與平均流速成(cheng)正比。所以，電磁(cí)流量計前後也(yě)必須有一-定長(zhǎng)㊙️度的前後直管(guan)段。
(5)電磁流量計(ji)易受外界電磁(cí)幹擾的影響。
4電(diàn)磁流量計選型(xing)中注意事項
(1)根(gēn)據測量介質的(de)特性、工況條件(jian)。選擇合适.的襯(chèn)裏材質，應考📧慮(lǜ)介質的腐蝕性(xing)、摩擦性及操作(zuo)工況的溫度💚壓(yā)力等。
(2)選擇合适(shi)的電極材質，避(bi)免材質與被測(cè)介質.不匹☔配而(ér)發生電⭕極表面(mian)化學反應形成(cheng)鈍化膜、形成極(jí)化現象産生電(diàn)勢或形成觸媒(mei)作用生成酸霧(wù)等。
4電磁流量計(ji)選型中注意事(shì)項
(1)根據測量介(jiè)質的特性、工況(kuang)條件。選擇合适(shi)的襯裏材質,應(yīng)考慮介質的腐(fǔ)蝕性、摩擦性及(jí)操作工況的溫(wēn)度壓力等。
(2)選擇(ze)合适的電極材(cái)質,避免材質與(yǔ)被測介質不匹(pi)配🏃‍♀️而發💃🏻生電極(jí)表面化學反應(yīng)形成鈍化膜、形(xing)成極化現象産(chǎn)生電勢或形成(chéng)觸媒作用生成(chéng)酸霧等。
(3)必須注(zhu)意接地問題，其(qí)中有接地帶、接(jiē)地環、接地電極(ji)和襯裏♉保護器(qì)，都必須要合理(li)接地。爲了使測(cè)量❄️準确和電極(jí)不🌈會發生電流(liú)腐蝕，電磁流量(liang)傳感器必須單(dān)☔獨接地，并使傳(chuán)🔞感器和流體大(da)♉約處于相同電(dian)位，分離型電磁(cí)流量計,原則上(shang)接地應在傳感(gan)器側，轉換器接(jiē)地應在同一接(jie)地點。
　　通常傳感(gǎn)器的内裝參比(bi)電極或金屬管(guǎn)能确保所許⁉️的(de)電位平🤩衡。因此(ci),可通過内裝的(de)參比電極和金(jin)屬管将管💚中流(liu)💞體接地，将✊傳感(gan)器的接地片與(yǔ)接地線相連🙇‍♀️。如(ru)果傳感器安裝(zhuang)于帶陰極腐蝕(shi)保護管道上，除(chú)了傳感器和接(jie)地環一起接地(di)外,還要用粗銅(tong)🔴線繞過傳感器(qi)跨接在管道的(de)兩法蘭.上,使陰(yin)極保護電流與(yu)傳感✉️器之間隔(ge)離。
　　對于金屬非(fēi)接地管道,應用(yòng)粗銅線連接,保(bao)證法蘭至法蘭(lan)和法蘭到傳感(gǎn)器是連通的;對(dui)于非導電的塑(sù)料管或襯裏管(guan),如果沒✏️有參比(bǐ)電極或由于電(dian)位平衡電流的(de)存在，需将流體(tǐ)通過接地環接(jiē)地。
(4)保證被測介(jie)質導電率必須(xu)大于電磁流量(liàng)計所要求😍的✊最(zuì)小導電率。但實(shí)際情況有時很(hen)不理想，一些👈低(dī)度蒸餾水和去(qu)離子水随然導(dǎo)電率大于5μS/cm,但出(chū)現輸出晃動，因(yīn)此建議穩定測(cè)量的導電🏃率下(xia)限值要💜高1~2個數(shu)量級。
(5)流體必須(xu)要充滿管道(非(fēi)滿管型例外)，水(shuǐ).平安裝時電極(ji)中心軸線應略(lue)低于管道中心(xīn)線。若是垂直安(ān)裝，最好是流向(xiang)要自下而上;若(ruo)流向必須要從(cóng)上向🤞下，一定㊙️要(yào)有背壓，保證流(liu)體能🧡充滿管。測(ce)兩相流時推薦(jian)垂直📞安裝，防止(zhǐ)🛀水平安裝時下(xià)半部局部磨損(sǔn)㊙️嚴重，低流速時(shí)固相沉澱等缺(que)點。
(6)電磁流量計(jì)的精度和被測(ce)介質的流速和(hé)測量範圍有直(zhi)接的🌈關系。
(7)設計(ji)時，--定要考慮周(zhōu)邊是否有大電(diàn)機或是大變壓(ya)♻️器等,以免引起(qǐ)電磁幹擾。
(8)應用(yong)在混合相流體(ti)時，選擇不會引(yin)起相分離的場(chǎng)所。測♍量雙👨‍❤️‍👨組分(fèn)液體時,避免裝(zhuāng)在混合尚未均(jun)勻的下遊;測量(liang)🐉化學反應管道(dao)🔞時，要裝在反應(yīng)充分完成段的(de)下遊，避免導電(diàn)率不均勻。
(9)盡可(ke)能避免測量管(guan)内變成負壓，以(yi)防氟塑料.襯裏(li)的傳感器脫落(luo)。
(10)避免振動過大(da)的場合,尤其是(shì)一體化電磁.流(liú)量計。
(11)有可能結(jié)晶液體，電磁流(liu)量計要慎用。因(yīn)爲電磁流量🈲計(ji)的測量管難以(yǐ)實施保溫伴熱(rè)，測量管上因降(jiang)溫而結成一層(ceng)固體，導緻信号(hao)源内阻變得很(hen)大,儀表示值失(shī)常。
(11)有可能結晶(jing)液體，電磁流量(liang)計要慎用。因爲(wèi).電磁流❗量計🔆的(de)測量管難以實(shi)施保溫伴熱，測(ce)量管.上因降溫(wēn)而⭕結成🏃🏻一層✊固(gu)體❌，導緻信号源(yuan)内阻變得很大(dà),儀表示值失常(cháng)。
(12)一般功耗大的(de)情況下最好應(yīng)用220VAC交流勵磁的(de)型号，這樣就可(kě)以避免現場不(bu)可見因素的幹(gàn)擾。
(13)盡管電磁流(liu)量計要求的直(zhi)管段長度相對(dui)于其他流🔆量♻️計(jì)來說很短，但是(shì)在設計過程中(zhong)還應該充分考(kǎo)慮💜這個問題，不(bú)要在傳感器上(shang)遊的近處裝有(you)截止閥。
5電磁流(liú)量計在某濃硝(xiao)酸項目中的應(ying)用
　　某化肥廠濃(nong)硝酸項目的吸(xī)收合成部分爲(wei)整個裝置的核(hé)心部分，其硝酸(suan)介質的流量檢(jian)測也爲整個項(xiàng)目的關鍵部分(fèn),要求測量準确(que)且精度達到0.25%。由(yóu)于測量介質硝(xiāo)酸❤️具有強腐蝕(shí)性,綜合地考慮(lǜ)測量的安全、準(zhun)确和經濟性💁,選(xuan)用電磁❌流量計(jì)來進行流量檢(jian)測，下面對應用(yòng)過程中幾點關(guān)鍵問題進行闡(chan)述。

此項目介質(zhi)爲硝酸，具有強(qiang)腐蝕性，但溫度(dù)最高爲110'℃,所以選(xuan)擇襯⭐PTFE。
5.2特殊介質(zhì)的滲透問題
(1)水(shuǐ)的滲透
　　水的滲(shen)透包含了黑液(ye)滲透、酸溶液、堿(jiǎn)溶液滲透。其🌐中(zhōng)黑🥰液的主💋要組(zǔ)成分NaOH、NaHS、NaCl、木質素纖(xiān)維素高溫鹽液(ye)等;酸堿溶液包(bao)含濃硝酸、氫㊙️氟(fú)酸、氫氧化鈉。
(2)非(fei)水的滲透
非水(shuǐ)滲透主要爲CIO2。
　　一(yi)般情況，PTFE/PFA是不易(yì)被水沾濕，但是(shi)在含鹽濃度高(gāo)時，PTFE/PFA便✔️具有親水(shuǐ)性了，含鹽濃度(dù)越高、壓力高、溫(wen)度高時，滲透速(sù)度㊙️加倍🙇🏻。滲透模(mó)式以水分子以(yi)水蒸氣形式吸(xi)附、水分子在襯(chen)裏内擴散、水分(fèn)子從襯裏擴散(sàn)到襯裏與管壁(bì)之間(水不吸附(fù)在襯裏背面，最(zui)終凝結😄成水滴(di))3種形式，-旦通路(lù)形成，滲透急劇(ju)加速,造成傳感(gǎn)器故障。
　　此項目(mù)爲第--種情況即(ji)水的滲透,爲防(fang)止此現場.發生(shēng)，首先增加襯裏(li)厚度延長滲透(tòu)時間，然後選用(yong)淚孔形式，在管(guǎn)壁上開🔞小孔,提(ti)供釋放通路,這(zhe)樣滲透.的介質(zhì)不會積🔴存在襯(chèn)裏與管💋道間，也(ye)就不會産生氣(qi)泡。
5.3電極材質選(xuan)擇問題
　　适當的(de)電極選擇和設(she)計減少結垢，增(zeng)加過程穩定性(xing)，降低維護成本(ben)。對于不産生結(jie)晶、結疤、不沾污(wū)電極的介質❌，可(kě)用标準電極;否(fou)則用刮刀式清(qīng)垢電極🈲或有清(qīng)洗連接裝置的(de)電極。對于測污(wū)場合,還可以選(xuǎn)用可換式電極(jí)。設計時候要💜考(kǎo)慮能否加旁路(lu)管或便于清洗(xi)的連接和預✉️置(zhì)入孔，用來清除(chu)電極污♋垢和測(ce)量管内壁。電極(jí)形狀可以設計(jì)成紐扣🛀🏻式和子(zǐ)彈頭式的，當磨(mó)損成爲主要因(yin)素的時候選用(yong)紐扣💞式的電極(jí)形式,當覆蓋成(cheng)爲主要因素的(de)時候選用子彈(dàn)頭式的電極形(xíng)式。常見✍️電極材(cái)質見表2。此項目(mù)中覆蓋并不是(shi)主要因素,所以(yi)選用紐扣形式(shì)的電極形式。

6結(jie)束語
　　近幾年無(wú)論在理論分析(xi).上還是在實踐(jiàn)應用上,電磁流(liu)量計♻️都有了很(hěn)大的改進和發(fa)展，具有很高的(de)💯可靠性、安全性(xing)、可用性，加深了(le)解儀表的原理(lǐ)結構及性能，從(cong)根本上保證儀(yi)表的可靠性,保(bao)障系統能更穩(wen)定安📐全的運行(hang)。

以上内容源于(yu)網絡，如有侵權(quan)聯系即删除!