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乙二醇流量計選型的考慮要點
發(fā)布時間：2021-06-16 01:38:38??點擊次數(shù)：3019次
乙二醇流量計是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律制成的一種丈量導(dǎo)電性液體的儀表，法拉*電磁感應(yīng)定律即具有傳導(dǎo)性的流體在流經(jīng)電磁場時，通過測量電壓可得到流體的速度。此外乙二醇流量計選型有7大考慮要素。
01 應(yīng)用概況
大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。
中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所，如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏，長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制。
小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場所。
02 精度等級和功能
型號選擇比較時不要單純只看高指標(biāo)，要詳細閱讀制造廠樣本或說明書做綜合分析。
市場上通用型EMF的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡單。精度高的儀表基本誤差為(±0.5%～±1%)R，精度低的儀表則為(±1.5%～±2.5%)FS，兩者價格相差1～2倍。
有些型號儀表聲稱有更高的精確度，基本誤差僅(±0.2%～±0.3%) R，但有嚴(yán)格的安裝要求和參比條件。
市場上EMF的功能差別也很大，簡單的就只是測量單向流量，只輸出模擬信號帶動后位儀表;多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態(tài)等。
有些型號儀表的串行數(shù)字通信功能可選多種通信接口和專用芯片(ASIC)，以連接HART協(xié)議系統(tǒng)、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現(xiàn)場總線等。
03 流速、滿度流量、范圍度和口徑
選定儀表口徑不一定與管徑相同，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般是經(jīng)濟流速1.5～3 m/s。EMF用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。
EMF滿度流量時液體流速可在1～10 m/s范圍內(nèi)選用，范圍是比較寬的。
上限流速在原理上是不受限制的，然而通常建議不超過5 m/s，除非襯里材料能承受液流沖刷，實際應(yīng)用很少超過7 m/s，超過10m/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為1 m/s，有些型號儀表則為0.5 m/s。
有些新建工程運行初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度角度考慮，儀表口徑應(yīng)改用小于管徑，以異徑管連接之。用于有易粘附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2 m/s，*好提高到3～4 m/s或以上，起到自清掃、防止粘附沉積等作用。
用于礦漿等磨耗性強的流體，常用流速應(yīng)低于2～3 m/s ，以降低對襯里和電*的磨損。
在測量接近閾值的低電導(dǎo)液體，盡可能選定較低流速(小于0.5～1 m/s)，因流速提高流動噪聲會增加，而出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。
EMF的范圍度是比較大的，通常不低于20，帶有量程自動切換功能的儀表，可超過50～100。
國內(nèi)可以提供的定型產(chǎn)品的口徑從10mm到3000mm，隨然實際應(yīng)用還是以中小口徑居多，但與大部分其他原理流量儀表(如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等)相比，大口徑儀表占有較大比重。
04 液體電導(dǎo)率
根據(jù)使用經(jīng)驗，實際應(yīng)用的液體電導(dǎo)率*好要比儀表制造廠規(guī)定的閾值至少大一個數(shù)量級。
使用EMF的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的，不能低于閾值(即下限值)，其電導(dǎo)率接近閾值，使用時會出現(xiàn)輸出晃動。電導(dǎo)率低于閾值會產(chǎn)生測量誤差直至不能使用，超過閾值即使變化也可以測量，示值誤差變化不大，通用型EMF的閾值在10-4～(5×10-6) S/cm之間，視型號而異。
使用時還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號線長度及其分布電容，制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對應(yīng)的信號線長度。非接觸電容耦合大面積電*的儀表則可測電導(dǎo)率低至5×10-8 S/cm的液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4 S/cm，酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4～10-1 S/cm之間，使用不存在問題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油制品和有機溶劑電導(dǎo)率過低就不能使用。
從資料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，認為不能使用，然實際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得的要高，也有利于流量測量。
因為制造廠儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的*低值。是受到一些使用條件限制，如電導(dǎo)率均勻性、連接信號線、外界噪聲等，否則會出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象等。
05 液體中含有混入物
混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作，但測得的是含氣泡體積的混合體積流量;如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流，因電*可能被氣體蓋住使電路瞬時斷開，出現(xiàn)輸出晃動甚至不能正常工作。
含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體同樣可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實際上已屬非牛頓流體。
由于固體在載體液中一起流動，兩者之間有滑動，速度上有差別，單相液體校驗的儀表用于固液雙相流體會產(chǎn)生附加誤差。
雖然還未見到EMF應(yīng)用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實驗報告，但國外有報告稱固形物含量有14%時誤差在3%范圍以內(nèi)。
我國黃河水利科學(xué)研究所的實驗報告稱，測量高沙含量水的流量，含沙量體積比17%～40%(沙中值粒徑0.35mm)，儀表測量誤差小于3%。
在漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電*表面，在頻率較低的矩形激磁的EMF中會產(chǎn)生尖峰狀漿液噪聲，使流量信號不穩(wěn)，就要選用較高頻率的儀表或有較強抑制漿液噪聲能力的儀表，也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。
含有鐵磁性物質(zhì)的流體對通常的EMF，因測量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的不同含量而變化，會產(chǎn)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈補償?shù)腅MF，可減小混入鐵磁體的影響。
對含有礦石顆粒的礦漿應(yīng)用，應(yīng)注意對傳感器襯里的磨損程度，測量管內(nèi)徑擴大會產(chǎn)生附加誤差。這種場合應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，同時建議傳感器安裝在垂直管道上，使管道磨損均勻，消除水平安裝下半部局部磨損嚴(yán)重的缺點。也可以在傳感器進口端加裝噴嘴形護套，相對延長使用期。
06 附著和沉淀
選用不易附著尖形或半球形突出電*、可更換式電*、刮刀式清垢電*以及斷開測量電路等方法來解決附著和沉淀問題。
測量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時，若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，信號電勢將被短路而不能工作。
若是非導(dǎo)電層則*先應(yīng)注意電*的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形突出電*、可更換式電*、刮刀式清垢電*等。
刮刀式電*可在傳感器外定期手動刮出沉垢。國外產(chǎn)品曾有電*上裝超聲波換能器，以清除表面垢層，但現(xiàn)已少見。
也有暫時斷開測量電路，在電*簡短時間內(nèi)流過低壓大電流，焚燒清除附著油脂類附著層。
易產(chǎn)生附著的場所可提高流速以達到自清掃的目的，還可以采取較方便的易清洗的管道連接，可不拆卸清洗傳感器。
非接觸型電*EMF附著非導(dǎo)電膜層，儀表仍能工作，但若為高導(dǎo)電層則同樣不能工作。
07 與流體接觸零部件材料的選擇
與流體接觸的傳感器零部件有襯里(或絕緣材料制成的測量管)、電*、接地環(huán)和密封墊片，其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對流體的適應(yīng)性。由于零部件少，形狀簡單，材料選擇靈活，電磁流量傳感器對流體的適應(yīng)性強。
(1) 襯里材料(或直接與介質(zhì)接觸的測量管)常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。近年有采用高純氧化鋁999.7%AI2O3)陶瓷制成襯里的，但只限中小口徑傳感器。
(2) 電*和接地環(huán)材料 電*對測量介質(zhì)的耐腐是選擇材料*先考慮的因素，其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪聲。
襯里材料
氯丁橡膠和玻璃鋼用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體，如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿，價格*為低廉。
氟塑料具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，但耐磨性差，不能用于測量礦漿液。氟塑料中*早應(yīng)用的是聚四氟乙烯，因與測量管間僅靠壓貼，無粘結(jié)力，不能用于負壓管道，后開發(fā)各種改性品種，實現(xiàn)注塑成形，與測量管有較強結(jié)合力，可用于負壓。
聚氨酯橡膠有*好的耐磨耗性，但耐酸堿的腐蝕性較差。它的耐磨性相當(dāng)于天然橡膠的10倍，適用于煤漿、礦漿等;介質(zhì)溫度要低于40～60/70℃。
氧化鋁陶瓷有*好的耐磨耗性和對強酸堿的耐磨腐蝕性，耐磨性約為聚氨酯橡膠的10倍，適用于具有腐蝕性的礦漿;但性脆，安裝夾緊時疏忽易碎，可用于較高溫度(120～140/180℃)但要防止溫度劇變，如通蒸汽滅菌，一般溫度突變不能大于100℃，升溫150℃ 要有10min時間。
電*和接地環(huán)材料
a選擇耐腐蝕材料
EMF電*的耐腐蝕性要求很高，常用金屬材料有含鉬耐酸鋼，哈氏合金(耐蝕鎳基合金)B、C、鈦、鉭、鉑銥合金，幾乎可覆蓋全部化學(xué)液。
此外還有適用于漿液等的低噪聲電*，它們是導(dǎo)電橡膠電*、導(dǎo)電氟塑料電*和多孔性陶瓷電*，或包覆這些材料的金屬電*。
在原則上電*材料的選擇應(yīng)從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的應(yīng)用實際和以往的經(jīng)驗來確定。有時后要做必要的實驗，如現(xiàn)場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗。
*好的實驗是現(xiàn)場掛片，這是*接近實際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗，可以得出比較可靠能否適用的結(jié)論。
b避免電*表面效應(yīng)
電*的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素，但有時候電*材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性，卻不一定就是適用的材料，還要避免產(chǎn)生電*表面效應(yīng)。
電*表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和*化現(xiàn)象以及電*的觸媒作用三個方面。
化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)如電*表面與被測介質(zhì)接觸后，形成鈍化膜或氧化層。他們對耐腐蝕性能可能起到積*保護作用，但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化，生成絕緣層。
對于避免或減輕電*表面效應(yīng)的介質(zhì)------電*材料匹配，還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查，只有一些有限經(jīng)驗，尚待在實踐中積累。
接地環(huán)連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端，他們的耐腐蝕要求比電*低，充分有一定腐蝕，定期更換。
通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經(jīng)濟上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
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