從使用角度認(rèn)識(shí)電磁流量計(jì)

從使用角度認(rèn)識(shí)電磁流量計(jì)
摘要.. 電磁流量計(jì)是一種應(yīng)用廣泛的流量計(jì)量儀表。很多場合質(zhì)量流量計(jì)用不好, 而電磁流量計(jì)用得好, 由于實(shí)際工況和測量介質(zhì)的多樣性和特殊性, 在使用中要確切有效的發(fā)揮它的作用, 就得在選用流量計(jì)時(shí)需要從多方面進(jìn)行考慮。本文通過對(duì)電磁流量計(jì)特點(diǎn)的介紹和對(duì)不同勵(lì)磁方式的分析, 從而可以恰當(dāng)、有效的選擇和使用它。
關(guān)鍵詞.. 電磁流量計(jì).. 勵(lì)磁.. 特點(diǎn)和應(yīng)用
 1 .. 前言由于電磁流量計(jì)具有可靠性高、耐腐蝕性強(qiáng)、容易變更測量范圍等特點(diǎn), 在國內(nèi)外好多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用并重點(diǎn)對(duì)它進(jìn)行開發(fā)。
 2 .. 使用情況在我們所涉及的工程, 例如輕工行業(yè)中電磁流量計(jì)常應(yīng)用在食品、造紙、精細(xì)化工和污水處理等行業(yè), 用來測量乳液、番茄醬、啤酒、紙漿、填料、黑液、其他化學(xué)品等液體或具有氣液、液固兩相的液體流量。這些液體中除干凈液體外, 大多為易粘、易堵、含氣泡、含固體顆粒, 有的還具有強(qiáng)腐蝕性。目前, 電磁流量計(jì)具有傳感器、轉(zhuǎn)換器一體型和分離型二種結(jié)構(gòu)形式, 高達(dá)IP68 的防護(hù)等級(jí), 多種可選的耐腐耐磨忖里和電極材料, 精度可達(dá)0. 2 級(jí), 醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)雜志.. Pharmaceutical & Eng ineering Design 2005, 26( 5) 這使得電磁流量計(jì)基本上能滿足上述工況的流量測量需要。
 3 .. 電磁流量計(jì)的特點(diǎn)和不足
 3. 1 .. 特點(diǎn)
 ( 1) 結(jié)構(gòu)簡單, 無活動(dòng)部件和阻礙被測介質(zhì)流動(dòng)的擾動(dòng)件或節(jié)流件, 對(duì)易黏附和固液二相介質(zhì)不易發(fā)生管道堵塞、磨損等問題。可彌補(bǔ)質(zhì)量流量計(jì)不易測量此類介質(zhì)的不足。
 ( 2)智能電磁流量計(jì)是一種測量體積流量的儀表, 其測量不受流體的密度、溫度、壓力、粘度、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率的變化的影響。電磁流量計(jì)只需用水作為試驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定, 而不需要作附加修正就可用來測量其它導(dǎo)電性液體。這是其他流量計(jì)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。
 ( 3) 電磁流量計(jì)測量范圍很大, 有的產(chǎn)品測量范圍達(dá)1000: 1。對(duì)同一口徑傳感器, 其滿量程只要介質(zhì)流速在0. 3~ 15m/ s 范圍內(nèi)可任意設(shè)定。電磁流量計(jì)的測量范圍可涵蓋紊流和層流狀態(tài)兩種速度分布狀態(tài), 這是差壓式流量計(jì)、渦輪式、渦街等流量計(jì)不能與之相比擬的。
 ( 4) 測量原理上是線性的, 測量準(zhǔn)確度高, 而且電信號(hào)輸出, 測量的反映速度快, 可測脈動(dòng)流量和快速累積總量。
 ( 5) 耐腐蝕性能好。
 ( 6) 原理上是測量過水?dāng)嗝娴钠骄魉? 對(duì)流速分布的要求較低。因此, 傳感器前后的直管段要求比其他流量計(jì)短。
 ( 7) 可測正、反兩個(gè)方向的流動(dòng)流體。
 3. 2 .. 不足之處
 ( 1) 電磁流量計(jì)不能用于測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體。
 ( 2) 電磁流量計(jì)目前還不能用來測量導(dǎo)電率很低的液體介質(zhì), 被測液體介質(zhì)的電導(dǎo)率不能低于10- 5S/ cm( 相當(dāng)于蒸餾水的電導(dǎo)率) 。對(duì)石油制品或者有機(jī)溶劑等還無能為力。
 ( 3) 由于測量管絕緣襯里材料受溫度的限制, 目前工業(yè)電磁流量計(jì)還不能測量高溫高壓流體。
 ( 4) 電磁流量計(jì)受流速分布影響, 在軸對(duì)稱分布的條件下, 流量信號(hào)與平均流速成正比。所以, 電磁流量計(jì)前后也必須有一定長度的前后直管段。
 ( 5) 電磁流量計(jì)易受外界電磁干擾的影響。
  4 .. 勵(lì)磁對(duì)測量的影響
 電磁流量計(jì)在使用中的效果受諸多因素影響。測量的真實(shí)、可靠及精度除了與轉(zhuǎn)換器有關(guān)外, 更主要是取決于傳感器, 而傳感器的勵(lì)磁技術(shù)對(duì)流量檢測影響很大。了解勵(lì)磁技術(shù)發(fā)展過程, 對(duì)我們選用、維護(hù)電磁流量計(jì)很有現(xiàn)實(shí)意義。
  4. 1 .. 直流勵(lì)磁
 上個(gè)世紀(jì)初, 歐洲國家曾研制出用直流勵(lì)磁的電磁流量計(jì), 并開始其工業(yè)應(yīng)用。圖1 .. 直流勵(lì)磁示意圖直流勵(lì)磁技術(shù)是利用永磁體或者直流電源給電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組供電, 以形成恒定的勵(lì)磁磁場, 如圖1 所示。直流勵(lì)磁技術(shù)的問題是直流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在兩電極表面上形成固定的正負(fù)極性, 引起被測流體介質(zhì)電解, 導(dǎo)致電極表面極化現(xiàn)象。
 4. 2 .. 工頻正弦波勵(lì)磁
 為了消除直流勵(lì)磁中電極極化效應(yīng)等弊病, 在以后的幾十年中, 發(fā)達(dá)國家又提出了用工頻正弦波勵(lì)磁, 如圖2 所示。是利用工頻50Hz 正弦波電源給電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組供電。其主要特點(diǎn)是能夠基本消除電極表面的極化現(xiàn)象, 降低電極電化學(xué)電勢(shì)的影響和傳感器的內(nèi)阻。圖2 .. 工頻正弦波勵(lì)磁示意圖但是, 工頻正弦波勵(lì)磁技術(shù)的采用會(huì)帶來一系列電磁感應(yīng)干擾和噪聲。上個(gè)世紀(jì)七, 八十年我國代造紙行業(yè)在使用國產(chǎn)電磁流量計(jì)中, 發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)零點(diǎn)和示值不穩(wěn)。嚴(yán)格的接地和遠(yuǎn)離電磁干擾源也不能解決, 影響了生產(chǎn)。這與工頻勵(lì)磁的弱點(diǎn)有關(guān)。
 4. 3 .. 低頻矩形波勵(lì)磁
 為了解決孔板流量計(jì)工頻干擾問題, 提高流量測量精度, 介于直流勵(lì)磁和工頻交流勵(lì)磁之間的低頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)被提出。此項(xiàng)勵(lì)磁技術(shù), 如圖3 所示, 既具有直流勵(lì)磁技術(shù)不產(chǎn)生渦流效應(yīng)、變壓器效應(yīng)( 正交干擾) 的特點(diǎn), 又具有工頻正弦波勵(lì)磁基本不產(chǎn)生極化效應(yīng), 便于放大信號(hào)處理, 而能避