摘要:電磁流量(liàng)計 的工作原理(li)、結構及相關特(tè)性,電磁流量計(jì)在濃硝酸項目(mu)中的應用及選(xuǎn)型時注意事項(xiàng)。
　　随着石油化工(gong)裝置中工藝與(yǔ)設備越來越複(fu)雜，對流體💃檢測(cè)的可靠性要求(qiú)也越來越高。特(te)别對腐蝕性流(liú)🔞體、髒📞污流體、高(gao)粘性流體、多相(xiàng)流體、特大流量(liàng)、微小流❓量等測(ce)量成爲重點關(guān)注問題。電磁流(liu)量計是自差壓(yā)、浮子及容🌈積式(shì)之後用量最大(dà)的儀表,能測量(liàng)常規流量儀表(biǎo)無法測量的腐(fu)蝕性流體、多相(xiang)流體等介質。
1電(diàn)磁流量計工作(zuo)原理
　　電磁流量(liàng)計是-種測量導(dǎo)電液體體積流(liu)量的儀表。其工(gōng)作原理♋是基于(yú)法拉第電磁感(gǎn)應定律,感應電(dian)勢與🛀🏻流速之間(jiān)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(qì)通道(測量管)的(de)内徑,m;
爲流體在(zai)通道内的平均(jun)流速,m/s。
設液體體(ti)積流量爲:

　　由式(shì)(1)可知，感應電勢(shì)與流體的平均(jun)流速成正比關(guān)🏃‍♀️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(xìn)号放大,并轉換(huan)成标準的輸出(chu)信号輸送至顯(xian)示器和累計單(dān)元。
2電磁流量計(ji)結構與分類
(1)電(diàn)磁流量計由流(liu)量傳感器和轉(zhuan)換器兩大部.分(fen)組🎯成。傳感器中(zhōng)的測量管上下(xia)裝有激磁線圈(quān)，通激磁💛電流👅後(hou)産生磁場穿過(guo)測量管,-對電極(jí)裝在測量管内(nei)壁與液體相💛接(jie)觸，引出感應電(diàn)勢,送到轉換器(qì),轉換成與體積(ji)流量成🐉正比的(de)電壓信号。
(2)市場(chang)上通用型産品(pin)和特殊型儀表(biǎo)可以從不同角(jiǎo)🎯度❌分💰類:
1)按激磁(ci)電流方式分類(lèi):直流激磁、交流(liú)(工頻或其他頻(pín)率㊙️)激磁、低🈲頻矩(ju)形波激磁和雙(shuāng)頻矩形波激磁(ci);
2)按輸出信号連(lian)線和激磁(或電(dian)源)連線的制式(shì)分類:四線制🐇和(he)二線制;
3)按轉換(huan)器與傳感器組(zu)裝方式分類:分(fèn)離型和一體🌐型(xíng);
4)按流量傳感器(qi)與管道連接方(fang)法分類:法蘭連(lián)接、法蘭夾裝連(lian)接、衛生型連接(jie)和螺紋連接;
5)按(an)流量傳感器電(dian)極是否與被測(cè)液體接觸分類(lèi):接觸🐕型和📞非🔴接(jie)觸型;按流量傳(chuán)感器結構分類(lèi):短管型和插入(ru)型;
6)按用途分類(lei):通用型、防爆型(xing)、衛生型、防侵水(shui)型、潛水🌍型和插(chā)入型等。
3電磁流(liú)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(dào)是一段無阻流(liu)檢測件的光滑(hua)直管。所以當👄流(liu)體通過🚶時不會(huì)引起任何附加(jia)的壓力損失,同(tong)時💞它不會引起(qi)諸如磨損,堵塞(sāi)等📧問題。特别适(shi)用于測量帶有(you)固體顆粒的礦(kuàng)漿、污水等液固(gù)兩相流體及❓各(ge)種粘性較大的(de)漿液等。
(2)易于選(xuǎn)擇與流體接觸(chù)件的材料品種(zhong),可應用于腐蝕(shí)性流體💁。由于它(ta)結構上無運動(dong)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(hao)的耐腐蝕性能(neng)，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(yīn)檢測流量所形(xing)成的壓力損☔失(shi)🈲，儀🤞表的阻力僅(jǐn)是同一長度管(guan)道的沿程阻力(li)，節🈲能效果顯著(zhe),對于要求低阻(zu)力損失的大管(guǎn)徑供水管道最(zuì)爲适合。
(4)電磁流(liú)量計是一種體(tǐ)積流量測量儀(yi)表，在測量過❌程(cheng)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(mou)阈值以上的🔆一(yi)定範圍内)的影(ying)響。因.此，電磁流(liú)量計隻需經水(shuǐ)标定以後，就可(kě)用來測量其它(ta)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(xiū)正。
(5)與其他大部(bu)分流量儀表相(xiang)比，前置直管段(duan)要求較🌈低;
(6)電磁(ci)流量計測量範(fan)圍度大，通常爲(wèi)20:1~50:1,可選流量範圍(wéi)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(hé)縮小流量(例如(rú)設有4位數電位(wèi)器設定儀表常(cháng)數)不必取下作(zuò)離線實流标定(dìng)。
(7)電磁流量計的(de)量程範圍極寬(kuān),同一台電磁流(liu)量計的量程比(bi)可達1:100。此外，電磁(ci)流量計隻與被(bèi)測介質的⭐平均(jun)流速成正比，而(ér)💃與軸對稱分布(bù)下的流動狀态(tài)(層流或紊流)無(wu)關。
(8)電磁流量計(jì)的口徑範圍比(bi)其他品種流量(liàng)儀表寬,從幾🈲mm到(dao)3m,可🏃🏻測正反雙向(xiàng)流量和脈動流(liú)量。隻要脈動頻(pín)率低于激磁頻(pin)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(xing),反應靈敏,可測(ce)量瞬時脈動流(liu)量，而且線性好(hao)。因此,可将測置(zhi)信号直接用轉(zhuǎn)換器線性地轉(zhuǎn)換成标準信号(hào)輸出,可就地指(zhǐ)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(ji)點:
(1)電磁流量計(jì)不能用于測量(liàng)氣體、蒸氣以及(ji)含有大量氣🐉體(ti)較多和較大氣(qì)泡的液體。
(2)電磁(cí)流量計目前還(hai)不能用來測量(liang)電導率很低的(de)液體🌐介質，被👄測(cè)液體介質的電(diàn)導率不能低于(yú)5μs/cm,相當于蒸餾水(shui)的電導率,對石(shi)油制品或者有(you)機溶劑等還無(wú)能爲力。
(3)由于測(ce)量管絕緣襯裏(li)材料受溫度的(de)限制，目前工業(yè)電🏃🏻‍♂️磁流量計還(hai)不能測量高溫(wen)高壓流體。有些(xie)型号儀表用于(yu)過🤞低于室溫的(de)液體，因測量管(guan)外凝露(或霜)而(ér)🤩破壞絕緣。
(4)電磁(cí)流量計受流速(sù)分布影響,在軸(zhou)對稱分布的條(tiao)件下，流量信🔱号(hao)與平均流速成(cheng)正比。所以，電磁(cí)流量計前後也(ye)必須有一-定長(zhǎng)度的前後直管(guan)段。
(5)電磁流量計(jì)易受外界電磁(cí)幹擾的影響。
4電(diàn)磁流量計選型(xíng)中注意事項
(1)根(gen)據測量介質的(de)特性、工況條件(jiàn)。選擇合适.的襯(chèn)裏材質，應考慮(lü)介質的腐蝕性(xìng)、摩擦性及操作(zuò)工況的溫度🌐壓(ya)力等。
(2)選擇合适(shi)的電極材質，避(bì)免材質與被測(ce)介質.不匹♍配而(er)發生電極表面(miàn)化學反應形成(cheng)鈍化膜、形成極(ji)化現象産生電(dian)勢或形成觸媒(méi)作用生成酸霧(wu)等。
4電磁流量計(jì)選型中注意事(shi)項
(1)根據測量介(jie)質的特性、工況(kuàng)條件。選擇合适(shì)的襯裏🈚材質,應(ying)考慮介質的腐(fu)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(cai)質,避免材質與(yu)被測介質不匹(pǐ)配而⭐發生電極(ji)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(zhù)意接地問題，其(qi)中有接地帶、接(jie)地環、接地電極(jí)和襯裏保護器(qì)，都必須要合理(lǐ)接地。爲了使測(ce)量準确⭕和電🌂極(ji)不會發生電流(liú)腐蝕，電磁流量(liang)傳感器必須單(dan)🔆獨接地，并使傳(chuan)感器和㊙️流體大(dà)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(jiē)地點。
　　通常傳感(gan)器的内裝參比(bǐ)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(rú)果傳感器安⛷️裝(zhuāng)于帶陰極腐蝕(shi)保護管道⭐上，除(chu)了傳感器和接(jiē)地環一起接地(dì)外,還要用粗銅(tong)線繞過傳感器(qì)跨接在管道的(de)兩法蘭.上,使陰(yīn)極保🔴護電流與(yǔ)傳感器之間隔(ge)離。
　　對于金屬非(fei)接地管道,應用(yòng)粗銅線連接,保(bǎo)證法蘭至法蘭(lán)和法蘭到傳感(gan)器是連通的;對(duì)于非導電的塑(su)料管或襯裏管(guǎn),如果沒有參比(bi)電極或由于電(diàn)位平衡電流的(de)存在，需将流體(ti)通過接地環接(jiē)地。
(4)保證被測介(jiè)質導電率必須(xu)大于電磁流量(liang)計所要求💜的最(zuì)⛹🏻‍♀️小導電率。但實(shí)際情況有時很(hěn)不理想，一些低(di)度蒸餾水和去(qu)離☀️子水随然導(dao)電率大于5μS/cm,但出(chū)現💔輸出晃動，因(yīn)此建議穩定測(ce)量的導電❓率下(xia)限值要高1~2個數(shù)量級。
(5)流體必須(xū)要充滿管道(非(fēi)滿管型例外)，水(shui).平安裝時🤟電♌極(ji)中心軸線應略(luè)低于管道中心(xīn)線。若是垂直安(an)裝，最好是🥵流向(xiang)要自下而上;若(ruò)流向必須要從(cong)上向下，一定要(yao)有背壓，保證流(liú)體能充滿管。測(ce)兩相流時推薦(jian)垂直安裝，防止(zhi)水平安裝♊時下(xia)半部局部磨損(sun)嚴重，低流速時(shi)固相沉澱等缺(quē)點。
(6)電磁流量計(ji)的精度和被測(ce)介質的流速和(he)測量範圍有直(zhi)接的關系。
(7)設計(jì)時，--定要考慮周(zhou)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(tǐ)時，選擇不會引(yǐn)起相分離的場(chang)⭐所。測量雙組分(fèn)液體時,避免裝(zhuāng)在混合尚未均(jun1)勻的下遊;測量(liàng)❓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(kě)能避免測量管(guǎn)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(dà)的場合,尤其是(shi)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(jì)的測量管難以(yǐ)實施保溫伴熱(re)，測量管上因降(jiàng)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(shi)常。
(11)有可能結晶(jing)液體，電磁流量(liàng)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(cè)量管.上因降溫(wēn)而結成一層固(gù)體，導緻信号源(yuan)内阻變得很大(da),儀表示值失常(chang)。
(12)一般功耗大的(de)情況下最好應(ying)用220VAC交流勵磁的(de)型号，這樣就可(ke)以避免現場不(bu)可見因素的幹(gan)擾。
(13)盡管電磁流(liú)量計要求的直(zhi)管段長度相對(dui)于其他流量計(ji)來說很短，但是(shì)在設計過程中(zhong)還應該充分考(kao)慮這個問題🏃🏻‍♂️，不(bú)要在傳☔感器上(shàng)遊的近處裝有(you)截止閥。
5電磁流(liu)量計在某濃硝(xiāo)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(xiang)目的關鍵部分(fèn),要求測量準确(què)且精度達到0.25%。由(you)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(ji)來進行流量檢(jian)測，下面對😘應用(yong)過程中幾點關(guān)鍵問題進行闡(chǎn)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(xuǎn)㊙️擇襯PTFE。
5.2特殊介質(zhì)的滲透問題
(1)水(shui)的滲透
　　水的滲(shèn)透包含了黑液(ye)滲透、酸溶液、堿(jian)溶液滲透。其中(zhong)黑⚽液的主🔱要組(zu)成分NaOH、NaHS、NaCl、木質素纖(xian)維素高溫鹽液(yè)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(gao)時，PTFE/PFA便具😘有🈲親🚩水(shui)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(mo)式以水分子以(yǐ)水蒸氣形式吸(xi)附、水分子在襯(chèn)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(fu)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(gan)器故障。
　　此項目(mù)爲第--種情況即(jí)水的滲透,爲防(fang)止此現場.發生(sheng)，首先增加襯裏(lǐ)厚度延長滲透(tòu)時間，然後選用(yòng)淚孔形式，在管(guan)壁上開小孔,提(ti)供釋放通路,這(zhè)樣滲透.的介質(zhi)不會積存在襯(chen)裏與管🏃道間，也(ye)就不會産生氣(qì)泡。
5.3電極材質選(xuǎn)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(xìng)，降低維🚩護成本(ben)。對于不産生結(jié)晶、結疤、不沾污(wu)電極的介質，可(kě)用标準電極💔;否(fǒu)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(ji)。設計時候要考(kao)慮能否加旁路(lu)管🚶或便于清洗(xi)☀️的連接和預置(zhi)入孔，用來🤟清除(chu)電極污垢和測(cè)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(yòng)紐扣🏒式的電極(ji)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(xing)式。常見電極材(cái)質見表2。此項目(mu)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(wu)論在理論分析(xī).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(háng)。

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