电磁流量计的选型及应用
电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体的体积流量计, 电磁流量计的测量通过是一段无阻流检测件的光滑直管, 因不易阻塞是用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流, 仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力, 节能, 所测得的体积流量, 实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和导电率( 只要在某阈值以上) 变化明显的影响, 测量范围度大20 :1~ 50 :1, 前置直管段要求较低。它在上世纪五十年代初就实现了工业化的应用, 经过几十年的不断发展和改进, 目前已经成为一种性能优异, 在冶金、化工、轻工、给排水等许多行业应用极为广泛的流量计量仪表.下面就这两方面的问题谈一些建议:
1 .. 电磁流量计存在问题
总结以往使用电磁流量计的经验, 造成电磁流量计安装使用失败的原因为: 口径与量程的选择不合理; 忽略了对衬里材料的选择及衬里耐负压状态; 电极材料和电极形式的选择不合理; 忽略了接地环的使用; 流量计类型的选择不当; 忽略了传感器安装的位置要求前后直管段。
2 .. 智能电磁流量计的正确选择
针对上述存在的问题, 下面逐一的论述一下如何设计选型、注意事项和正确使用。在决定选用电磁流量计( 由传感器、转换器和连接电缆组成) 作为流量计表之后, 首先需要确定下述几个工艺参数, 然后根据参数正确选择使用仪表。这些工艺参数分别是: 被测介质的性质( 是否为电导液体, 是否有腐蚀性, 是否含固体颗粒) : 工艺管道内径, 材质( 是否为非金属管道或内部涂敷绝缘材料的管道) ; 被测介质的温度、压力、流量; 仪表安装位置和场所( 室内或室外, 地上或地下, 以便解决定防水等级和防爆要求) ; 仪表形式( 一体或分体型, 分体型传感器与转换器之间电缆长度) 等。使用电磁流量计的前提是被测介质必须导电, 介质的电导率只要超过仪器的阈值, 即使有变化也不会影响测量值。电磁流量计的通过阈值一般是在100~ 10us/cm。
2. 1 .. 口径与量程的选择
1) 对于粘度不高的液体( 例如水) , 管道流速大多设计成经济流速, 即( 1. 5~ 3m/s) , 在这种管段上, 一般来说都选择传感器口径与管道口径相同或者略小一些( 可在传感器前后安装变径管) 。选择传感器口径时, 让传感器内满度流量时的流速在1. 0 ~ 10m/s 之间。上限流速在原理上是不受限制的, 但流速太高, 使衬里受到较强的冲刷, 容易被损坏, 建议流速不超过5m/s, 超过10m/s 的流速就极为罕见了, 因此, 传感器口径也不能选的太小。满度流量时的流速下限一般为1m/s, 最小也要大于0. 5m/s, 否则不能保证计量精度。
2) 对于粘度稍大或有沉积物的液体, 选用传感器口径时应使流速不低于2m/s, 选用3~ 4m/s 或更高些, 以便用液体自清洁, 防沉积。
3) 对于矿浆等磨损性能强的液体, 常用流速应低于2m/s, 不超过3m/s, 以降低对衬里和电极的磨损。
4) 对于接近阈值的低导电率液体, 在选用传感器口径时, 应尽可能使用较低流速( 略小于0. 5m/s, 不超过1m/s) , 因为流速提高, 流动噪声会增加, 而出现输出晃动现象( 关于流动噪声见电极材料一节电极表面效应部分) 。
2. 2 .. 衬里材料的选择
1) 聚四氟乙烯在氟塑料中有的耐化学腐蚀特性, 除、液氟、液氧等, 可以抗所有化学介质的腐蚀。可耐180 度 的高温介质, 适宜腐蚀性介质, 但耐磨损性能差。由于它与测量管不能粘接, 也不能注塑, 只能与测量管紧贴配套, 因此不能用于负压状态。它内表面光滑, 不宜附着沉积层, 也适宜卫生类介质。
2) 改性聚四氟乙烯性能与聚四氟乙烯基本相同, 他可以模压或注塑成型, 与测量管有较强的粘接力, 能用于管道负压状态。
3) 聚丁橡胶耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀, 有的弹性, 高强的扯断力, 耐磨性能好。可耐80度以下的介质温度。不耐氧化性的介质的腐蚀。较多用于水和一般污水。
4) 聚氨酯橡胶有的耐磨性能, 相当天然橡胶的10 倍。耐腐蚀性差, 不能用于酸、碱液和有机溶剂混合液。适用于较低的温度( 一般在40 度 以下) 。使用于含固体颗粒的矿浆等介质。
5) 氧化铝陶瓷耐磨性能约为聚氨酯橡胶的10 倍。高温高压下不变形, 但不耐介质温度剧变、耐腐蚀, 耐机械冲击性差, 防止夹装受力不均。
2. 3 .. 电极材料和电极形式的选择
1) 电极材料的选择。对测量介质的耐腐蚀是选择电极材料首先考虑的因素, 其次是考虑钝化等表面效应及所形成的噪声。电磁流量计电极的耐腐蚀性要求很高, 不允许腐蚀, 或严格地说只允许极低的腐蚀速率, 否则会破坏电极与衬里间的密封性。若介质泄漏, 轻则破坏绝缘使仪表不能工作, 重则损坏传感器。常用电极材料有含钼不锈钢(Mo2Ti) 、哈氏合金(Hc,HB) 、钛、钽、铂铱合金等。此外还有导电橡胶。导电氟塑料等低噪声电极。

2) 电极表面效应。电极的耐腐蚀性是选择材料的重要因素, 但是电极的表面效应又是影响使用的一个因素, 有时材料对介质有很好的耐腐蚀性, 但不一定是适用的电极材料, 还要考虑电极表面效应的问题。电极表面效应分为表面化学反应、电化学及极化现象、电极的触媒作用等三个方面。化学反应是指电极表面与被测介质接触后形成钝化膜和氧化层的反应。