小口徑電磁管道流量計選型注意事項
小口徑電磁管道流量計是一種在流程工業(yè)中最為常見(jiàn)的流量測量?jì)x表，小口徑電磁管道流量計的穩定與可靠，對于整個(gè)系統影響巨大。保證小口徑電磁管道流量計正常穩定的工作，最重要的是選型：一套不適合系統的設備，即使在日常使用中完全符合操作規范，頻繁精細的保養維護，也無(wú)法避免頻繁的故障。那么小口徑電磁管道流量計在選型中，需要注意哪些與系統相關(guān)的要素呢？今天，儀表君整理了7大小口徑電磁管道流量計的選型要素，希望能對大家有所幫助。
01、精度等級和功能
市場(chǎng)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(jiǎn)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(jià)格相差1～2倍。
有些型號儀表聲稱(chēng)有更高的精確度，基本誤差僅(±0.2%～±0.3%)R，但有嚴格的安裝要求和參比條件，例如環(huán)境溫度、前后置直管段長(cháng)度等。因此在多種型號選擇比較時(shí)不要單純只看高指標，要詳細閱讀制造廠(chǎng)樣本或說(shuō)明書(shū)做綜合分析。
市場(chǎng)上EMF的功能差別也很大，簡(jiǎn)單的就只是測量單向流量，只輸出模擬信號帶動(dòng)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(dòng)核對和故障自診斷、與上位機通信和運動(dòng)組態(tài)等。有些型號儀表的串行數字通信功能，可選多種通信接口，如HART協(xié)議系統，PROFTBUS、Modbus、FF現場(chǎng)總線(xiàn)等。
02、流速、滿(mǎn)度流量、范圍度和口徑
選定儀表口徑不一定與管徑相同，應視流量而定。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1.5～3m/s。EMF用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。EMF滿(mǎn)度流量時(shí)液體流速可在1～10m/s范圍內選用，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(guò)5m/s，除非襯里材料能承受液流沖刷，實(shí)際應用很少超過(guò)7m/s，超過(guò)10m/s則更為罕見(jiàn)。滿(mǎn)度流量的流速下限一般為1m/s，有些型號儀表則為0.5m/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，儀表口徑應改用小于管徑，以異徑管連接之。用于有易粘附、沉積、結垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，最好提高到3～4m/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，常用流速應低于2～3m/s ，以降低對襯里和電極的磨損。在測量接近閾值的低電導液體，盡可能選定較低流速(小于0.5～1m/s)，因流速提高流動(dòng)噪聲會(huì )增加，而出現輸出晃動(dòng)現象。EMF的范圍度是比較大的，通常不低于20，帶有量程自動(dòng)切換功能的儀表，可超過(guò)50～100。國內可以提供的定型產(chǎn)品的口徑從10mm到3000mm，隨然實(shí)際應用還是以中小口徑居多，但與大部分其他原理流量?jì)x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。
03、液體電導率
使用EMF的前提是被測液體必須是導電的，不能低于閾值(即下限值)。電導率低于閾值會(huì )產(chǎn)生測量誤差直至不能使用，超過(guò)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(shí)還取決于傳感器和轉換器間流量信號線(xiàn)長(cháng)度及其分布電容，制造廠(chǎng)使用說(shuō)明書(shū)中通常規定電導率相對應的信號線(xiàn)長(cháng)度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導率低至5×10-8S/cm的液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導率在10-4～10-1S/cm之間，使用不存在問(wèn)題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問(wèn)題。石油制品和有機溶劑電導率過(guò)低就不能使用。有些純液或水溶液電導率較低，雖然被認為不能使用，但是實(shí)際工作中會(huì )遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例，這類(lèi)雜質(zhì)對增加電導率有利。
根據使用經(jīng)驗，實(shí)際應用的液體電導率最好要比儀表制造廠(chǎng)規定的閾值至少大一個(gè)數量級。因為制造廠(chǎng)儀表規范規定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的最低值。是受到一些使用條件限制，如電導率均勻性、連接信號線(xiàn)、外界噪聲等，否則會(huì )出現輸出晃動(dòng)現象等。我們就多次遇到測量低度蒸餾水或去離子水，其電導率接近閾值5×10-6S/cm，使用時(shí)出現輸出晃動(dòng)。
04、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，因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時(shí)斷開(kāi)，出現輸出晃動(dòng)甚至不能正常工作。含有非鐵磁性顆?；蚶w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(shí)際上已屬非牛頓流體。由于固體在載體液中一起流動(dòng)，兩者之間有滑動(dòng)，速度上有差別，單相液體校驗的儀表用于固液雙相流體會(huì )產(chǎn)生附加誤差。雖然還未見(jiàn)到EMF應用于固液雙相流體中固形物影響的系統實(shí)驗報告，但國外有報告稱(chēng)固形物含量有14%時(shí)誤差在3%范圍以?xún)取?/p>
對含有礦石顆粒的礦漿應用，應注意對傳感器襯里的磨損程度，測量管內徑擴大會(huì )產(chǎn)生附加誤差。這種場(chǎng)合應選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，同時(shí)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重的缺點(diǎn)。也可以在傳感器進(jìn)口端加裝噴嘴形護套，相對延長(cháng)使用期。
05、附著(zhù)和沉淀
測量易在管壁附著(zhù)和沉淀物質(zhì)的流體時(shí)，若附著(zhù)的是比液體電導率高的導電物質(zhì)，信號電勢將被短路而不能工作，若是非導電層則首先應注意電極的污染，譬如選用不易附著(zhù)尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外定期手動(dòng)刮出沉垢。國外產(chǎn)品曾有電極上裝超聲波換能器，以清除表面垢層，但現已少見(jiàn)。也有暫時(shí)斷開(kāi)測量電路，在電極簡(jiǎn)短時(shí)間內流過(guò)低壓大電流，焚燒清除附著(zhù)油脂類(lèi)附著(zhù)層。易產(chǎn)生附著(zhù)的場(chǎng)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。非接觸型電極 EMF附著(zhù)非導電膜層，儀表仍能工作，但若為高導電層則同樣不能工作。
06、襯里材料的選擇
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陶瓷制成襯里的，但只限中小口徑傳感器。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(jià)格最為低廉。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。氟塑料中最早應用的是聚四氟乙烯，因與測量管間僅靠壓貼，無(wú)粘結力，不能用于負壓管道，后開(kāi)發(fā)各種改性品種，實(shí)現注塑成形，與測量管有較強結合力，可用于負壓， 聚氨酯橡膠有極好的耐磨耗性，但耐酸堿的腐蝕性較差。它的耐磨性相當于天然橡膠的10倍，適用于煤漿、礦漿等;介質(zhì)溫度要低于40～60/70℃。氧化鋁陶瓷有極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(shí)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(shí)間。
07、電極和接地環(huán)材料選擇
電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇材料首先考慮的因素，其次考慮是否會(huì )產(chǎn)生鈍化等表面效應和所形成的噪聲。
1)選擇耐腐蝕材料
EMF電極的耐腐蝕性要求很高，常用金屬材料有含鉬耐酸鋼，哈氏合金等，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極，它們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極，或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設備的應用實(shí)際和以往的經(jīng)驗來(lái)確定。有時(shí)后要做必要的實(shí)驗，如現場(chǎng)取液體樣品在實(shí)驗室做待用材料的腐蝕性試驗。最好的實(shí)驗是現場(chǎng)掛片，這是最接近實(shí)際應用條件的腐蝕性試驗，可以得出比較可靠能否適用的結論。
2)避免電極表面效應
電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素，但有時(shí)候電極材料對被測介質(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)生電極表面效應。電極表面效應分為表面化學(xué)反應、電化學(xué)和極化現象以及電極的觸媒作用三個(gè)方面?；瘜W(xué)反應效應如電極表面與被測介質(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極保護作用，但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會(huì )被氧化，生成絕緣層。對于避免或減輕電極表面效應的介質(zhì)------電極材料匹配，還沒(méi)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(shí)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極低，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)。
上一篇：小口徑電磁管道流量計優(yōu)點(diǎn)及不足
下一篇：小流量電磁流量計的應用