合理选用与正确安装电磁流量计,对保证测量准确度、延长仪表的使用寿命都是很重要的.下面就电磁流量计的选用原则,安装条件与使用注意事项做简单介绍.
(一)电磁流量计的选用原则
电磁流量计的选用,主要是变送器的正确选用,而转换器只需要与之配套就可以.
1、口径与量程的选择
变送器口径通常选用与管道系统相同的口径.如果管道系统有待设计,则可根据流量范围和流速来选择口径.对于电磁流量计来说,流速以2—4m/s较为适宜.在特殊情况下,如液体中带有固体颗粒,考虑到磨损的情况,可选常用流速≤3m/s,对于易附管理的流体.可选用流速≥2m/s.
变送器的量程可以根据两条原则来选择:一是仪表满量程大于预计的最大流量值;二是正常流量大于仪表满量程的50%,以保证一定的测量精度.
2、温度和压力的选择
电磁流量计能测量的流体压力与温度是有一定限制的.选用时,使用压力必须低于该流量计规定的工作压力.目前,国内生产的电磁流量计的工作压力规格为:
小于50mm口径,工作压力为1.6MPa;
900mm口径,工作压力为1MPa;
大于1000mm口径,工作压力为0.6MPa.
如对变送器耐压有特殊要求,则可与生产厂家具体磋商.有的厂家已能制造耐压为32MPa的电磁流量变送器.
电磁流量计的工作温度取决于所用的衬里材料,一般为5—70℃.如做特殊处理,可以超过上述范围,如天津自动化仪表三厂生产的耐磨耐腐蚀电磁流量计.变送器允许被测介质温度为—40一十130℃.
3、内衬材料与电极树料的选择
变送器的内衬材料及电极材料必须根据介质的物理化学性质来正确选择,否则仪表会由于衬里和电极的腐蚀而很快损坏,而且腐蚀性很强的介质一旦泄漏容易引起事故.因此,必须根据生产过程中的具体测量介质,慎重地选择电极与衬里的材料.
(二)电磁流量计的安装
要保证电磁流量计的测量精度,正确的安装是很重要的.
①变送器应安装在室内干燥通风处.避免安装在环境温度过高的地方,不应受强烈振动,尽量避开具有强烈磁场的设备,如大电机,变压器等.避免安装在有腐蚀性气体的场合.安装地点便于检修.这是保证变送器正常运行的环境条件.
②为了保证变送器测量管内充满被测介质,变迭器建议垂直安装,流向自下而上.尤其是对于液固两相流,必须垂直安装.若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面
③变送器两端应装阀门和旁路.
④电磁流量变送器的电极所测出的几毫伏交流电势,是以变送器内液体电位为基础的.为了使液体电位稳定并位变送器与流体保持等电位,以保证稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,转换器外壳也应接地.接地电阻不能大于10,不能与其它电器设备的接地线共用。如果不能保证变送器外壳与金属管道良好接触,应用金属导线将它们连接起来.再可靠接地.
⑤为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输.不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内.信号电缆长度一般不得超过30m.
⑥转换器安装地点应避免交、直流强磁场和振动,环境温度为—20一50℃,不含有腐蚀性气体,相对湿度不大于80%.
⑦为了避免流速分相对测量的影响,流量调节阀应设置在变送器下游.对于小口径的变送器来说,因为从电极中心到流量计进口端的距离已相当于好几倍直径D的长度,所以对上游直管可以不做规定.但对口径较大的流量计,一般上游应有5D以上的直管段,下游一般不做直管段要求.
电磁流量计广泛应用于测量可导电流体,如自来水、钢铁、石油、化工、电力、工业、水利、水政水资源等部门的导电流体的流量,亦可测量酸、碱、盐等腐蚀性导电液体。
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。
当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。
测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。
1、电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的速度式电磁流量计。
在阐述电磁流量计测量原理的基础上,设计了一种基于MSP430F149单片机的LDE型电磁流量计;
电路以MSP430F149单片机为核心,从而简化了外围硬件电路的设计,实现了液体流量的测量和累积。
文中给出了设计的总体框图,部分硬件电路和控制软件流程图。
本文设计的LDE型电磁流量计已经投入生产,经实际应用表明,该设计具有高精度,低功耗和可靠性强等特点,基本满足设计要求。
2、电磁流量计能有效避开强电力设备,高频设备,强电源开关设备;
避开高温热源和辐射源的影响,避开强烈震动场所和强腐蚀环境等,同时要考虑安装维修方便。
3、电磁流量计具有保存每天24小时的流量数据、停电时间、零流量时间等多种数据及报警等功能。
每天,只需一次、二次短信息就能获得一个测量点的一天24小时的测量数据,它也能根据用户的需求设定。
采用电磁旋涡流量计和gsm网络相结合的技术,建立水流量监测系统的前期投资只是采用无线电台方式的1/3到1/5;
系统建立后的运行费用每个点每天只是一到二次短信息的费用。省去了频率的使用费及使用中的电费及维护费用。
4、流量检测仪表的显示方式、通讯方式和数据存储是仪表的重要组成部分。
传统电磁流量计在显示方式上一般采用LED或段式LCD,只能显示数字、字母、汉字和一些粗糙的图案;
在数据存储方面,信息存储一般以二进制方式存储,不具有通用性且存储容量小;
在通讯方式上,一般采用RS232或RS485,其开放性不高。
5.传感器在垂直管道的安装
测量气体流量时,传感器可以安装在垂直管道上,流向不限。若被测气体中含有少量的液体,
气体流向应由下向上。
测量液体流量时,液体流向应由下向上:这样不会将液体重量额外附加在探头上。
6、传感器在水平管道的侧装
无论测量何种流体,传感器可以在水平管道上侧装,特别是测量过热蒸汽,饱和蒸汽和低温液体,
若条件允许建议采用侧装,这样流体的温度对放大器的影响较小。
7.传感器在水平管道的倒装
一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽,适用于测量
高温液体或需经常清洗管道的情况。
8.传感器在有保温层管道上的安装
测量高温蒸汽时,保温层较多不能超过支架高度的三分之一。
9.为了解决了上述不足,采用32位的ARM处理器和嵌入式Linux操作系统研制出了具有信息化、图形化和网络化的电磁流量计。
它采用TFT彩色液晶屏显示方式,不仅可以显示流量数据还可以显示流量曲线,提高了显示的质量和内容;
通过JFFS2文件系统采用文件的方式进行数据存储,且存储容量可达1MB。
1. 无流量输出。检查电源部分是否存在故障,测试电源电压是否正常;测试保险丝通断;检查传感器箭头是否与流体流向一致,如不一致调换传感器安装方向;检查传感器是否充满流体,如没有充满流体,更换管道或垂直安装。
2. 信号越来越小或突然下降。测试两电极间绝缘是否破坏或被短路,两电极间电阻值正常在(70~100)Ω之间;测量管内壁可能沉积污垢,应清洗和擦拭电极,切勿划伤内衬。测量管衬里是否破坏,如破坏应予以更换。
3. 零点不稳定,检查介质是否充满测量管及介质中是否存在气泡,如有气泡可在上游加装消气器,如水平安装可改成垂直安装;检查仪表接地是否完好,如不好,应进行三级接地(接地电阻≤100Ω);检查介质电导率应不小于5μs/cm;检查介质是否淤积于测量管中,清除时注意不要将内衬划伤。
4. 流量指示值与实际值不符。检查传感器中的流体是否充满管,有无气泡,如有气泡可在上游加装消气器;检查各接地情况是否良好;检查流量计上游是否有阀,如有,移至下游或使之全开;检查转换器量程设定是否正确,如不对,重新设定正确量程。
5. 示值在某一区间波动。检查环境条件是否发生变化,如出现新干扰源及其他影响仪表正常工作的磁源或震动等,应及时清除干扰或将流量计移位;检查测试信号电缆,用绝缘胶带进行端部处理,使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。
选用电磁流量计测量流量的流体必须是导电的,因此不导电的气体、蒸汽、油类、丙铜等物质不能选用电磁流量计测量流量。
运行故障
经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障,常见故障原因有:流量传感器内壁附着层,雷电击,环境条件变化。
1、内壁附着层
由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多,出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近,仪表还能正常输出信号,只是改变流通面积,形成测量误差的隐性故障;若是高电导率附着层,电极间电动势将被短路;若是绝缘性附着层,电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
2、雷电击
雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流,进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径:电源线,传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析,引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的,其他两条途径较少。还从发生雷击事故现场了解到,不仅电磁流量计出现故障,控制室中其他仪表电常常同时出现雷击事故。因此使用单位要认识设置控制室仪表电源线防雷设施的重要性。现任已有若于设计单位队识和探索解决这一问题,如齐鲁石化设计院[1]。
3、环境条件变化
主要原因同上节调试期故障环境方面,只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计,调试期因无厂扰源,仪表运行正常,然而在运行期出现新干扰源(例如测量点附近管道或较远处实施管道电焊)干扰仪表正常运行,出现输出信号大幅度波动。
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