[摘(zhai)要]通過對平(ping)衡電極面電(diàn)磁流量計
的(de)測量原理及(ji)實際使用情(qing)況的介紹,說(shuō)明了在非金(jīn)屬管💔道條件(jiàn)下,此流量計(ji)也可正确測(cè)量,完全解🌈決(jue)了困擾傳統(tong)電磁流量🔴計(ji)的電磁幹擾(rao)問題
離子膜(mó)燒堿工藝是(shì)直流電通過(guò)離子膜電解(jie)食鹽水生産(chǎn)燒🏃🏻堿🏃🏻♂️。主要工(gōng)藝介質是飽(bao)和食鹽水(NaCI)、燒(shāo)堿(NaOH)和純水💯鹽(yán)酸(HC)。生産🈲過程(cheng)中對這些介(jie)質的計量和(hé)流量🤟控制較(jiao)多,也很重要(yào)。在流量計的(de)選型上,對于(yú)那些腐蝕性(xìng)介質,電磁流(liú)😄量計是我們(men)的首選,它耐(nài)腐蝕,壓損小(xiǎo),通常我們選(xuan)擇内‼️襯PTFE,并針(zhen)對不同介質(zhi)選用不同的(de)金屬電🥰極(Ti、TaPb等(deng))。我公司在4萬(wan)t/a8萬t/a離子膜燒(shao)堿工程已用(yòng)過不少電磁(ci)流量計。
所有(you)電磁流量計(jì)的測量原理(li)都基于法拉(la)第電磁感應(yīng)定律,如圖1電(diàn)磁線圈産生(sheng)沿Y軸的磁場(chang),導電的👅被測(ce)液體沿Z軸流(liu)動,在x軸方向(xiàng)有一-對測量(liàng)電極根據法(fǎ)拉第電磁感(gan)應定律,兩個(gè)測量電極間(jian)會産生💯電勢(shì)差,公式如下(xia):E=KBDV
其中,E爲感應(ying)電勢,V;K爲比例(li)常數;B爲磁感(gan)應強度,T(特斯(si)🔞拉);D爲電極間(jiān)⛷️距(管徑),cm;V爲導(dao)電液體平均(jun1)流速,cm/s。
爲了得(dé)到兩個電極(ji)間微小的電(dian)勢差,必須引(yin)用一參考值(zhi)-地電㊙️勢。在實(shí)際應用中,接(jie)地問題正是(shi)影響電磁㊙️流(liu)量計測量的(de)關鍵。
由于測(ce)量管内襯是(shi)絕緣的,普通(tong)電磁流量計(ji)的接🚶♀️地點一(yi)般選在入口(kǒu)和出口的法(fa)蘭處,或者安(an)裝特殊的接(jiē)地環。這種對(dui)💞稱式接地,是(shi)爲了在測量(liang)電極的上下(xia)遊保證靜電(diàn)對稱性。
然而(ér),由于接地點(diǎn)遠離測量點(dian),不利于消除(chú)電噪聲;另外(wai),-般被測液體(ti)的電阻值較(jiao)大而高阻抗(kang)的接地🌈回路(lu)由于幹擾或(huò)被測信号的(de)衰減,會産生(shēng)大量的噪聲(shēng)信😘号。因此,破(po)壞電磁流量(liàng)計工作可靠(kào)性的根👄源就(jiu)在于不正确(que)的接地處理(lǐ)。
通過.上面的(de)原理介紹,電(diàn)磁流量計的(de)接地處理是(shi)個很重要的(de)問題。在安裝(zhuāng)過程中接地(di)也是個很頭(tóu)⁉️痛的問題。生(shēng)産燒堿的基(ji)本方法是電(diàn)解食鹽水(數(shu)百V電壓數萬(wan)A電流),66kV交流降(jiàng)壓整流。在裝(zhuāng)置界區内,對(duì)🔞測量儀表的(de)電磁幹擾十(shi)分嚴重,各地(di)的地電位也(ye)🐇不等。對幹擾(rǎo)信号敏感的(de)電磁流量計(ji)的接地是必(bì)不可少的,而(er)且🔴要接地良(liang)好,有一一個(ge)良好的🌈接地(dì)☀️網。爲了避免(miǎn)介質洩漏,造(zào)成地面腐🌈蝕(shí),廠房内地面(miàn)全部做了防(fang)腐處理,不允(yǔn)許破壞防腐(fǔ)地面做接地(dì)闆,接地線不(bu)得不就近穿(chuan)牆到室外接(jiē)地。在過去的(de)⚽工程中,曾因(yin)接地☁️不好造(zao)成過儀表失(shī)靈☁️和精度不(bú)夠,隻有再次(ci)💃🏻處理接地問(wèn)題。
1999年我們在(zài)建12萬t/a離子膜(mo)燒堿工程中(zhong),了解到這種(zhǒng)平衡電極面(miàn)全新設計的(de)電磁流量計(jì),避免了接地(di)問題,大大減(jian)少施🐪工的麻(má)煩。我們更改(gai)了設計型号(hào),選用WFM系列🔴的(de)電磁流量計(ji)。
現在,種全新(xin)的專利技術(shù)-平衡電極面(mian)的應用,完全(quan)解決了這些(xiē)♍難題,偉業公(gōng)司的WFM系列電(diàn)磁流量計所(suo)朵用的平衡(héng)電極面技術(shu)是基于這樣(yang)一個事實:若(ruo)測量電極(X軸(zhóu))旋轉90°;與磁場(chǎng)(Y軸)平🌈行處可(ke)裝一地電極(ji),而不用擔心(xīn)“測量短路”。因(yin)此,平🍉衡電極(ji)面對平均流(liu)🥰速的測量完(wán)全被限制在(zài)平衡電極面(miàn)内。即使被測(cè)介質的流場(chang)産生畸變,經(jīng)過坐✏️标分解(jiě)後,測量電極(ji)間的感應電(dian)勢完全與垂(chui)直穿過平衡(héng)電極面的平(ping)均流速成一(yī)-線性關💛系。由(you)于4個電極完(wan)全對稱,可以(yi)完全平衡高(gao)阻抗接地回(hui)路的影響。朵(duǒ)用簡單的信(xin)号放大器就(jiu)可以🏃♀️完全消(xiāo)除噪聲信号(hào)。
電磁線圈感(gǎn)應磁場,感應(yīng)電極和地電(diàn)極間的關系(xi)如圖2所示
圖(tú)3中給出了平(ping)衡電極面中(zhōng)地電極測量(liàng)電極和磁🔴場(chǎng)極性間的關(guān)系。在實際的(de)BEP電磁流量計(jì)中,由于使用(yòng)了差動放大(da)🌍器,可以極👣大(da)地提高輸入(ru)阻抗和轉換(huàn)精度。
圖4給(gei)出平衡電極(ji)面電磁流量(liàng)計不同流速(su)下的誤🌂差。
在(zai)平衡電極面(miàn)技術中,所有(you)噪聲信号同(tong)時被測量🏃♀️電(dian)極📐和接🔱地電(dian)極接收到,通(tōng)過運算電路(lù)可以完全消(xiao)除電噪聲。在(zài)非金屬管道(dao)或無直管段(duàn)的條件下,也(ye)可以正确可(ke)靠地測量,完(wan)全解決了困(kun)擾傳統流量(liang)計的接地幹(gan)擾問😍題。
綜上(shàng)所述,WFM系列電(dian)磁流量計采(cai)用了平衡電(diàn)極面,具有如(rú)下優點:安裝(zhuang)簡單,取消了(le)接地環;無直(zhí)管段要求,可(ke)用于非金屬(shu)管線;完全消(xiāo)除了電噪聲(shēng),測量靈敏度(dù)高(電導率🏃♀️不(bu)低于3μs/cm,流速不(bu)低于7.62cm),,精度高(gao)(t0.5%)
目前工程已(yi)完工,正在試(shi)運行,單就電(dian)磁流量計而(er)言,安裝簡單(dan),試運行很正(zhèng)常,測量可靠(kào)正确,完全滿(mǎn)🐇足生産要求(qiú)。
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