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电磁流量计的局限性及使用注意4点事项

发布时间:2018-01-17
 

在制浆造纸工业中电磁流量计得到广泛的应用,被用于纸浆、黑液、白液、绿液、碱液、酸液、污水以及造纸助剂等等的流量测量与控制中。电磁流量计也有局限性和不足之处,对此,如果我们不加以重视和采取适当的防范措施,将不能准确测量其流量。电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律(发电机原理)。由此原理,决定了电磁流量计使用之“忌”。
1、 一忌“空”
即液体必须充满管道,也不允许液体内存有气泡。如果液体不充满管道:其一,流速的截面将与管道内截面不一致,造成计算体积流量值偏差;其二,不导电的气相层(或气泡)阻断了两电极之间的导体连接,法拉第定律的条件不满足,不能感应出与流量成正比的电
动势。
防“空”的对策:
从安装方面尽量选择安装在流体自下向上流动的垂直管道上。如必须安装在水平或倾斜的管道上时,则电磁流量计的测量管中心应低于管道中心,以保证测量管始终充满液体,并保证电极所在的平面与地面平行。控制流量的阀门应安装在电磁流量计的下游,以免产生气泡或不满管。从操作方面尽量避免由于电磁流量计上游的设备操作产生的气泡带入流量计,如关小泵吸口阀门,或者让液流暴露在空气中的下泄,而将空气带入液流中等。
2、二忌“变”
即液体电导率必须是恒定的。虽然电磁流量计适应范围很广,酸、碱、盐、污泥、矿浆等中的任何一种,尽管它们的电导率不同,只要是导电的液体都行,但是对其中的某一种确定的介质来讲,又要求它的电导率是恒定不变的。因为电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律工作的,如果液体电导率瞬息万变,就相当于发电机的内阻瞬息万变,那么,所产生的感应电势不但与液体流速有关,同时亦与电导率有关。即感应电势与流速不呈单值的函数关系。
防“变”的对策:
从安装方面,不要把电磁流量计安装在液体电导率极不均匀的地方,尤其在仪表上游有化学物质注入的情况下,极易导致电导率的不均匀性,从而对仪表流量测量产生严重影响。在这种情况下,化学物质应在仪表下游注入。如果必须从仪表上游注入化学物质,则必须装上足够完成化学反应或混合时间的直管段或反应器,以保证液体电导率的稳定。
3、三忌“扰”
即避免各种形式的外界寄生电势及本身产生的干扰。电磁流量计既然是利用电磁感应定律来工作的,而且其流量讯号非常小,在满量程时只有几个毫伏,而在下限流量时,仅有数微伏。因此极易受周围环境内电动机、变压器及一切电器设备的电磁感应和静电的干扰。电磁流量计引入的干扰主要有同相干扰和正交干扰两种。其来源为:
(1)周围电器设备使金属管道上存在杂散电流(如管道上的电焊操作等),这些电流通过管道以及管道内的液体影响到电磁流量计。
(2)电磁流量计的工作接地与电机、电器设备公共接地或接入上、下水管道上,使电力设备的漏电流通过公共地线引入电磁流量计。
(3)周围电器设备的电磁场对讯号传输线及电子线路的干扰。
(4)对于输送腐蚀性介质的绝缘管道或者绝缘内衬的管道,由于液体在绝缘管道中流动与管壁摩擦产生静电,通过液体传到电磁流量计测量电极再传送测量线路,干扰了流量讯号的测量。
(5)电磁流量计本身的“变压器效应”产生的正交干扰。
防“扰”对策:
(1)工作接地。其作用是保证仪表精确、可靠地正常工作。即对通过电磁流量计(传感器)内的液体可靠接地,使液体电位与地电位相同。实现传感器的基准电位(端电位),转换器/放大器的基准电位与被测液体相同。工作接地应坚持“单点接地”,不能用公共接地线接地。接地点尽量远离电器接地、避雷接地以及其它设备的保护接地。接地装置与传感器的距离尽可能短些。传感器接地措施一般有如下三种:
①传感器在金属管道上安装,金属管道内壁没有绝缘层,则可将接地导线接到两个管道法兰上,它可通过金属管道与液体保持可靠的接地。若干扰太强,如此接地不足以抗衡干扰时,则接地导线应从两个管道法兰分别沿金属管道向外延伸至能消除干扰处相连接。
②传感器在塑料管道或内壁绝缘(涂料、油漆、衬里)的管道上时,传感器两侧应装有接地环,使之与液体接触。将两个接地环与传感器法兰相连接后接地。
③传感器在阴极保护管道上的安装,带有电蚀保护的管道通常里外绝缘,使液体对地无导电性接地。此时传感器必须使用接地环。接地环要装在传感器的两个端面上并与连接管道法兰绝缘。而两连接管道法兰用铜导线绕过传感器连接,使阴级保护电位与传感器之间隔离。此外,传感器、转换器及二次仪表间的回路接地及屏蔽接地也应予以足够的重视。
(2)电磁流量计的安装应尽量远离容易引起感应干扰的电动机、变压器或其它电源附近。
(3)对“变压器效应”正交干扰,则可通过仪表调零或采用类似于热电偶三线制接法补偿干扰的方法,以消除其影响。
在实际生产中究竟应采取何种对策,可用下述简单方法分辨之。使传感器导管内充满静止不流动的液体,不要接上电源,在无励磁电流时,如能在电极上测得讯号,那么这是从管道系统上传来的外来干扰或接地不良。若电磁流量计通上电源,有励磁电流,而管道内液体无流动,如此时在电极上测得讯号,就可能是本身产生的“变压器效应”干扰(当然应先排除传输线引入的干扰等)。
4、四忌“污”
即管道内壁不允许结垢或有污泥沉积。垢层与污泥层除了会微小改变管道内的流通截面外,主要影响是改变了两电极间的电阻。
(1)沉积层电阻系数ρw与被测液体电阻系数ρr相同,对测量无大碍。
(2)ρw>ρr,则流量讯号偏大。若沉积层电阻系数非常大属于绝缘性质,则电极间被绝缘而送不出流量讯号。
(3)ρw<ρf,则流量讯号偏小。若沉积层电阻系数过小,则电极将被短路,无流量讯号输出。
防“污”对策:
(1)尽量选择在垂直管道上安装。如必须安装在水平或倾斜的管道上时,则应保证电极所在的平面与地面平行。
(2)在满足工艺的条件下,尽量选择口径小的仪表以提高其流速。减少沉积和加大冲刷效果。或者选用带电极清洗的仪表。
(3)安装冲洗管道,定期冲洗电极。
除了以上四忌外,电磁流量计使用中的工作温度及工作压力也应予以足够重视,使其满足仪表说明书要求。