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電磁流量計使用時的忌諱及應對策略

在制漿造紙工業中電磁流量計得到廣泛的應用,被用于紙漿、黑液、白液、綠液、堿液、酸液、污水以及造紙助劑等等的流量測量與控制中。電磁流量計也有局限性和不足之處,對此,如果我們不加以重視和采取適當的防范措施,將不能準確測量其流量。電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律(發電機原理)。由此原理,決定了電磁流量計使用之“忌”。

1一忌“空

即液體必須充滿管道,也不允許液體內存有氣泡。如果液體不充滿管道:其一,流速的截面將與管道內截面不一致,造成計算體積流量值偏差;其二,不導電的氣相層(或氣泡)阻斷了兩電極之間的導體連接,法拉第定律的條件不滿足,不能感應出與流量成正比的電動勢。

防“空”的對策:

從安裝方面盡量選擇安裝在流體自下向上流動的垂直管道上。如必須安裝在水平或傾斜的管道上時,則電磁流量計的測量管中心應低于管道中心,以保證測量管始終充滿液體,并保證電極所在的平面與地面平行。控制流量的閥門應安裝在電磁流量計的下游,以免產生氣泡或不滿管。從操作方面盡量避免由于電磁流量計上游的設備操作產生的氣泡帶入流量計,如關小泵吸口閥門,或者讓液流暴露在空氣中的下泄,而將空氣帶入液流中等。

2二忌“變

即液體電導率必須是恒定的。雖然電磁流量計適應范圍很廣,酸、堿、鹽、污泥、礦漿等中的任何一種,盡管它們的電導率不同,只要是導電的液體都行,但是對其中的某一種確定的介質來講,又要求它的電導率是恒定不變的。因為電磁流量計是基于法拉第電磁感應定律工作的,如果液體電導率瞬息萬變,就相當于發電機的內阻瞬息萬變,那么,所產生的感應電勢不但與液體流速有關,同時亦與電導率有關。即感應電勢與流速不呈單值的函數關系。

防“變”的對策:

從安裝方面,不要把電磁流量計安裝在液體電導率極不均勻的地方,尤其在儀表上游有化學物質注入的情況下,極易導致電導率的不均勻性,從而對儀表流量測量產生嚴重影響。在這種情況下,化學物質應在儀表下游注入。

如果必須從儀表上游注入化學物質,則必須裝上足夠完成化學反應或混合時間的直管段或反應器,以保證液體電導率的穩定。

3三忌“擾

即避免各種形式的外界寄生電勢及本身產生的干擾,電磁流量計既然是利用電磁感應定律來工作的,而且其流量訊號非常小,在滿量程時只有幾個毫伏,而在下限流量時,僅有數微伏。因此極易受周圍環境內電動機、變壓器及一切電器設備的電磁感應和靜電的干擾。電磁流量計引入的干擾主要有同相干擾和正交干擾兩種。

其來源為:

(1)周圍電器設備使金屬管道上存在雜散電流(如管道上的電焊操作等),這些電流通過管道以及管道內的液體影
響到電磁流量計。 
(2)電磁流量計的工作接地與電機、電器設備公共接地或接入上、下水管道上,使電力設備的漏電流通過公共地線引入電磁流量計。
(3)周圍電器設備的電磁場對訊號傳輸線及電子線路的干擾。 
(4)對于輸送腐蝕性介質的絕緣管道或者絕緣內襯的管道,由于液體在絕緣管道中流動與管壁摩擦產生靜電,通過液體傳到電磁流量計測量電極再傳送測量線路,干擾了流量訊號的測量。
(5)電磁流量計本身的“變壓器效應”產生的正交干擾。

防“擾”對策:

(1)工作接地。其作用是保證儀表精確、可靠地正常工作。即對通過電磁流量計(傳感器)內的液體可靠接地,使液體電位與地電位相同。實現傳感器的基準電位(端電位),轉換器/放大器的基準電位與被測液體相同。工作接地應堅持“單點接地”,不能用公共接地線接地。接地點盡量遠離電器接地、避雷接地以及其它設備的保護接地。接地裝置與傳感器的距離盡可能短些。

傳感器接地措施一般有如下三種:

①傳感器在金屬管道上安裝,金屬管道內壁沒有絕緣層,則可將接地導線接到兩個管道法蘭上,它可通過金屬管道與液體保持可靠的接地。若干擾太強,如此接地不足以抗衡干擾時,則接地導線應從兩個管道法蘭分別沿金屬管道向外延伸至能消除干擾處相連接。 
②傳感器在塑料管道或內壁絕緣(涂料、油漆、襯里)的管道上時,傳感器兩側應裝有接地環,使之與液體接觸。將兩個接地環與傳感器法蘭相連接后接地。
③傳感器在陰極保護管道上的安裝,帶有電蝕保護的管道通常里外絕緣,使液體對地無導電性接地。此時傳感器必須使用接地環。接地環要裝在傳感器的兩個端面上并與連接管道法蘭絕緣。而兩連接管道法蘭用銅導線繞過傳感器連接,使陰級保護電位與傳感器之間隔離。此外,傳感器、轉換器及二次儀表間的回路接地及屏蔽接地也應予以足夠的重視。

(2)電磁流量計的安裝應盡量遠離容易引起感應干擾的電動機、變壓器或其它電源附近。

(3)對“變壓器效應”正交干擾,則可通過儀表調零或采用類似于熱電偶三線制接法補償干擾的方法,以消除其影響。

在實際生產中究竟應采取何種對策,可用下述簡單方法分辨之。使傳感器導管內充滿靜止不流動的液體,不要接上電源,在無勵磁電流時,如能在電極上測得訊號,那么這是從管道系統上傳來的外來干擾或接地不良。若電磁流量計通上電源,有勵磁電流,而管道內液體無流動,如此時在電極上測得訊號,就可能是本身產生的“變壓器效應”干擾(當然應先排除傳輸線引入的干擾等)。

4四忌“污” 

即管道內壁不允許結垢或有污泥沉積。垢層與污泥層除了會微小改變管道內的流通截面外,主要影響是改變了兩電極間的電阻。

(1)沉積層電阻系數ρw與被測液體電阻系數ρr相同,對測量無大礙。 
(2)ρw>ρr,則流量訊號偏大。若沉積層電阻系數非常大屬于絕緣性質,則電極間被絕緣而送不出流量訊號。 
(3)ρw<ρf,則流量訊號偏小。若沉積層電阻系數過小,則電極將被短路,無流量訊號輸出。 

防“污”對策: 

(1)盡量選擇在垂直管道上安裝。如必須安裝在水平或傾斜的管道上時,則應保證電極所在的平面與地面平行。 
(2)在滿足工藝的條件下,盡量選擇口徑小的儀表以提高其流速。減少沉積和加大沖刷效果。或者選用帶電極清洗的儀表。 
(3)安裝沖洗管道,定期沖洗電極。 

除了以上四忌外,電磁流量計使用中的工作溫度及工作壓力也應予以足夠重視,使其滿足儀表說明書要求。

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