液體管道流量計在工業(yè)管道測量中選型安裝與調試
點(diǎn)擊次數：1751 發(fā)布時(shí)間：2021-01-02 05:59:37
液體管道流量計的廣泛應用，目前已經(jīng)拓展個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)，包括民用工程與農業(yè)生產(chǎn)中都會(huì )經(jīng)常會(huì )用到，比如市政、水利建設中的自來(lái)水管道與輸水管道中的使用頻度也很高。液體管道流量計是基于電磁感應原理，管道中的導電流體在流經(jīng)測量管段時(shí)，對于液體管道流量計所加的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生的電動(dòng)勢來(lái)測量管道中流經(jīng)介質(zhì)的體積流量。隨著(zhù)現代化生產(chǎn)的要求不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)中對于物料的自動(dòng)化控制要求也越來(lái)越嚴格，液體管道流量計作為一種能確精確測量的自動(dòng)化過(guò)程儀表越來(lái)越廣泛地應用于石化、造紙、冶金、環(huán)保、食品等行業(yè)領(lǐng)域。
由于液體管道流量計分布分散，運行環(huán)境較為復雜，其安裝工藝極可能影響其運行工況，以及發(fā)生故障的機率，從而影響整個(gè)儀表控制系統的運行。故對液體管道流量計的原理進(jìn)行分析，對其安裝工藝的研究，調試技術(shù)總結不斷更新顯得十分必要。本文通過(guò)對液體管道流量計的工作原理及其工作環(huán)境要求等因素的分析，總結液體管道流量計在選型、安裝、調試等應用的技術(shù)要點(diǎn)。
一、液體管道流量計的工作原理圖
液體管道流量計主要由信號轉換器與傳感器構成，其原理是基于法拉利電磁感應定律，在其傳感器中與被測管軸線(xiàn)垂直方向安裝一對檢測電極，當其接入液態(tài)介質(zhì)管道，導電液態(tài)物質(zhì)沿管軸側運動(dòng)時(shí)，導電液體作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)而產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，此感應電動(dòng)勢由其兩個(gè)電極測出，其理論數值為：
E＝kVBd
其中，E：感應電動(dòng)勢，
k：調整系統，因儀表構造而異，
V：被測液體平均流速，
B：磁感應強度，
d：被測管內徑。
如圖，測量流量時(shí)，流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，導電性流體的流動(dòng)感應出一個(gè)與平均流速成正比的電勢。其感應電壓信號通過(guò)兩個(gè)電極檢出，并通過(guò)電纜傳送至轉換器，經(jīng)過(guò)信號處理及相關(guān)運算后，將累計流量和瞬時(shí)流量顯示在轉換器的顯示屏上。
二、液體管道流量計的選型
1、口徑選擇
選擇液體管道流量計不一定按照管徑尺寸來(lái)確定其選用口徑。一般而言，當管道流速在0.5～1.5m/s 為經(jīng)濟流速，若流體介質(zhì)質(zhì)對側壁磨損性較小，建議長(cháng)期流速大于3m/s，但應小于7m/s，此時(shí)可選取小于管徑的流量計。
2、內襯材料選擇
液體管道流量計主要用于測量流體物質(zhì)的流量，而隨著(zhù)被測物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結性等特點(diǎn)，應選擇不同內襯材料的流量計。
3、電極材料的選擇
液體管道流量計的電極裝于其管道內壁，與被測物質(zhì)直接接觸，故應根據被測物質(zhì)的腐蝕性選定。一般用于制造電極的材料有鈦（Ti）、鉭（Ta）、鉑-銥（Pt-Yi）合金、哈氏合金C（HC）、316L等。
4、其它參數的選擇
液體管道流量計的選擇還應考慮防護等級、連接法蘭及電纜等因素。
液體管道流量計的傳感器與轉換器之間用電纜進(jìn)行連接，其長(cháng)度與被測物質(zhì)的電導率有關(guān)，最大長(cháng)度為最低電導率的5 倍，但長(cháng)度一般不超過(guò)100 米，且要求用金屬管道單獨保護。
三、液體管道流量計的安裝
1、安裝準備工作
液體管道流量計安裝前，應仔細核對其參數，主要核對其口徑、內襯、電極等參數是否符合設計要求，有集中BA 控制的應確認其與控制系統的匹配性。
2、安裝方位的選取
由于液體管道流量計安裝于流體管道上，其測量數據的準確性與其內部液態(tài)物質(zhì)的充滿(mǎn)度有關(guān)，故在選取安裝位置時(shí)，應注意以下幾點(diǎn)：
（1）流量計不得安裝在泵的抽吸側，如圖2 所示。
（2）開(kāi)口排放的管道，流量計應裝在可存儲液體的底段，以免倒吸空氣影響測量精度。如圖3 所示。
（3）液體管道流量計附近需裝閥門(mén)時(shí)，閥門(mén)應裝于流量計的下游。
（4）管道落差較大時(shí)，需在流量計的下游設置上彎及排所閥。
（5）安裝液體管道流量計時(shí)，應充分考慮管道中產(chǎn)生氣泡的可能性，予以避免。
3、液體管道流量計安裝及接地
由于液體管道流量計的測量感應電流很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時(shí)應進(jìn)行可靠的接地連（跨）接。一般小口徑的流量計配備有接地環(huán)或接地極，接地連（跨）接時(shí)可直接用接地線(xiàn)進(jìn)行連接；對于大口徑的流量計，需另行加工接地環(huán)用于接地連（跨）接。
對于安裝于非金屬管道或設有陰極保護管道上的液體管道流量計，須在流量計的兩側安裝專(zhuān)用接地環(huán)，其作用是通過(guò)流量計外殼接地形成一個(gè)屏蔽外界干擾的空間，以提高其測量精度。
四、液體管道流量計的調試
（1）調試前檢查及準備：液體管道流量計在調試前，應對管道及流量計進(jìn)行徹底檢查，包括管道雜物等清理，油性介質(zhì)管道還需進(jìn)行干燥處理。
（2）通水調試：無(wú)論是測量水性介質(zhì)、混懸液體，還是測量油性介質(zhì)的儀表，在正式調試前，均需進(jìn)行通水調試。
（3）系統調試：液體管道流量計在進(jìn)行完單項功能通水測試，控制主機各項預備調試完成后，可進(jìn)行系統調試。油性介質(zhì)管道需進(jìn)行干燥后方可通入被測介質(zhì)進(jìn)行系統運轉。
系統調試時(shí)，主機系統應預先對各個(gè)測量點(diǎn)進(jìn)行編碼掃描，確保各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進(jìn)行功能性調試。功能性調試時(shí)，由主機系統對各儀表分別進(jìn)行參數的讀取，臨界值報警試驗等，然后進(jìn)行控制數據的寫(xiě)入。逐一進(jìn)行調試，并將相關(guān)數據發(fā)送到相關(guān)上機位進(jìn)行分析。
五、總結
通過(guò)液體管道流量計在工業(yè)管道控制系統的應用，在儀表的選型、安裝工藝的調整、試驗等方面進(jìn)行總結，為提高工業(yè)管道控制系統中電磁儀表安裝、調試的成功率積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗，為工業(yè)管道控制系統更高程度的集成化、自動(dòng)化提供了實(shí)踐經(jīng)驗。
由于液體管道流量計分布分散，運行環(huán)境較為復雜，其安裝工藝極可能影響其運行工況，以及發(fā)生故障的機率，從而影響整個(gè)儀表控制系統的運行。故對液體管道流量計的原理進(jìn)行分析，對其安裝工藝的研究，調試技術(shù)總結不斷更新顯得十分必要。本文通過(guò)對液體管道流量計的工作原理及其工作環(huán)境要求等因素的分析，總結液體管道流量計在選型、安裝、調試等應用的技術(shù)要點(diǎn)。
一、液體管道流量計的工作原理圖
液體管道流量計主要由信號轉換器與傳感器構成，其原理是基于法拉利電磁感應定律，在其傳感器中與被測管軸線(xiàn)垂直方向安裝一對檢測電極，當其接入液態(tài)介質(zhì)管道，導電液態(tài)物質(zhì)沿管軸側運動(dòng)時(shí)，導電液體作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)而產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，此感應電動(dòng)勢由其兩個(gè)電極測出，其理論數值為：
E＝kVBd
其中，E：感應電動(dòng)勢，
k：調整系統，因儀表構造而異，
V：被測液體平均流速，
B：磁感應強度，
d：被測管內徑。
如圖，測量流量時(shí)，流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，導電性流體的流動(dòng)感應出一個(gè)與平均流速成正比的電勢。其感應電壓信號通過(guò)兩個(gè)電極檢出，并通過(guò)電纜傳送至轉換器，經(jīng)過(guò)信號處理及相關(guān)運算后，將累計流量和瞬時(shí)流量顯示在轉換器的顯示屏上。
二、液體管道流量計的選型
1、口徑選擇
選擇液體管道流量計不一定按照管徑尺寸來(lái)確定其選用口徑。一般而言，當管道流速在0.5～1.5m/s 為經(jīng)濟流速，若流體介質(zhì)質(zhì)對側壁磨損性較小，建議長(cháng)期流速大于3m/s，但應小于7m/s，此時(shí)可選取小于管徑的流量計。
2、內襯材料選擇
液體管道流量計主要用于測量流體物質(zhì)的流量，而隨著(zhù)被測物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結性等特點(diǎn)，應選擇不同內襯材料的流量計。
3、電極材料的選擇
液體管道流量計的電極裝于其管道內壁，與被測物質(zhì)直接接觸，故應根據被測物質(zhì)的腐蝕性選定。一般用于制造電極的材料有鈦（Ti）、鉭（Ta）、鉑-銥（Pt-Yi）合金、哈氏合金C（HC）、316L等。
4、其它參數的選擇
液體管道流量計的選擇還應考慮防護等級、連接法蘭及電纜等因素。
液體管道流量計的傳感器與轉換器之間用電纜進(jìn)行連接，其長(cháng)度與被測物質(zhì)的電導率有關(guān)，最大長(cháng)度為最低電導率的5 倍，但長(cháng)度一般不超過(guò)100 米，且要求用金屬管道單獨保護。
三、液體管道流量計的安裝
1、安裝準備工作
液體管道流量計安裝前，應仔細核對其參數，主要核對其口徑、內襯、電極等參數是否符合設計要求，有集中BA 控制的應確認其與控制系統的匹配性。
2、安裝方位的選取
由于液體管道流量計安裝于流體管道上，其測量數據的準確性與其內部液態(tài)物質(zhì)的充滿(mǎn)度有關(guān)，故在選取安裝位置時(shí)，應注意以下幾點(diǎn)：
（1）流量計不得安裝在泵的抽吸側，如圖2 所示。
（2）開(kāi)口排放的管道，流量計應裝在可存儲液體的底段，以免倒吸空氣影響測量精度。如圖3 所示。
（3）液體管道流量計附近需裝閥門(mén)時(shí)，閥門(mén)應裝于流量計的下游。
（4）管道落差較大時(shí)，需在流量計的下游設置上彎及排所閥。
（5）安裝液體管道流量計時(shí)，應充分考慮管道中產(chǎn)生氣泡的可能性，予以避免。
3、液體管道流量計安裝及接地
由于液體管道流量計的測量感應電流很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時(shí)應進(jìn)行可靠的接地連（跨）接。一般小口徑的流量計配備有接地環(huán)或接地極，接地連（跨）接時(shí)可直接用接地線(xiàn)進(jìn)行連接；對于大口徑的流量計，需另行加工接地環(huán)用于接地連（跨）接。
對于安裝于非金屬管道或設有陰極保護管道上的液體管道流量計，須在流量計的兩側安裝專(zhuān)用接地環(huán)，其作用是通過(guò)流量計外殼接地形成一個(gè)屏蔽外界干擾的空間，以提高其測量精度。
四、液體管道流量計的調試
（1）調試前檢查及準備：液體管道流量計在調試前，應對管道及流量計進(jìn)行徹底檢查，包括管道雜物等清理，油性介質(zhì)管道還需進(jìn)行干燥處理。
（2）通水調試：無(wú)論是測量水性介質(zhì)、混懸液體，還是測量油性介質(zhì)的儀表，在正式調試前，均需進(jìn)行通水調試。
（3）系統調試：液體管道流量計在進(jìn)行完單項功能通水測試，控制主機各項預備調試完成后，可進(jìn)行系統調試。油性介質(zhì)管道需進(jìn)行干燥后方可通入被測介質(zhì)進(jìn)行系統運轉。
系統調試時(shí)，主機系統應預先對各個(gè)測量點(diǎn)進(jìn)行編碼掃描，確保各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進(jìn)行功能性調試。功能性調試時(shí)，由主機系統對各儀表分別進(jìn)行參數的讀取，臨界值報警試驗等，然后進(jìn)行控制數據的寫(xiě)入。逐一進(jìn)行調試，并將相關(guān)數據發(fā)送到相關(guān)上機位進(jìn)行分析。
五、總結
通過(guò)液體管道流量計在工業(yè)管道控制系統的應用，在儀表的選型、安裝工藝的調整、試驗等方面進(jìn)行總結，為提高工業(yè)管道控制系統中電磁儀表安裝、調試的成功率積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗，為工業(yè)管道控制系統更高程度的集成化、自動(dòng)化提供了實(shí)踐經(jīng)驗。