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电磁流量计在几个企业的应用和故障例 流量计是如何工作的

时间:2020-07-08    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

   一 制水业—神奈川县结绫濑净水厂

    净水厂1998年开始供水,标准处理水量5×105m3/d(相当于我国合肥、青岛日供水量);所用流量仪表全为电磁流量计,共28台。其中计量出厂成品水3台,口径1000~1350mm;水处理控制用11台,口径350~1100mm,凝聚剂、消毒液等注入药品量等水品质管理用14台,口径较小。

    (1)安装口径比管道小的电磁流量计,以降低投资

    制水过程的有些管道直径较大,为DN2000,装用较小口径电磁流量计(DN1000),加上前后渐缩(扩)异径管,以降低建设费用。这种设计方法在我国市政建设中较少采用。

    (2)加药液电磁流量计输出不稳

    加药液场所曾出现测量异常现象,分析原因系药液电导率与水不同,混合不均匀所致。改进措施:改变注入点位置(改到仪表下游)或改善混合程度使之均匀:将模拟量转换器改用新式数字量转换器。

    二 造纸业—日本制纸公司岩国工厂

    岩国工厂使用电磁流量计约1200台,占流量仪表总数的85%。zui近趋向应用无电极(电容检出电极)电磁流量计有所增加,作为改进电极部位内液渗漏故障的措施。在结钙垢层的管道上,应用镜面光精加工PFA衬里电磁流量计增多。

    使用中存在的一些问题:

    (1)测量含有淀粉、黏土等的液体,仪表计量值比实际值少。
    (2)测量黑液、绿液等蒸解液在短时期内就会在陶瓷衬里上结垢层。

    3次实例的测量介持同和故障现象分析表

例序
日期
被测介质
故障现象
1
1988.8.22
2%壳物淀粉,液温80℃电导率10μS/cm
液循环系统要求控制流量变化在±5%以内,出现±13%变化
2
1988.10.20
3%壳物淀粉+40%乳糖,电导率160μS/cm
控制流量变化超过要求高达±20%
3
1998.5.25
55%乳糖,液温80℃电导率60μS/cm
控制流量变化过大,出现大的超调和欠调(Overshoot and Undershoot)

    (3)纸浆漂白过程在PFA衬里上附着消泡剂和被认为是油系的物质,并遮盖电极而不能测量。虽然可在几个月后利用停车之际,用汽油洗净后仍可继续使用,是否有更好的办法?
    (4)抄纸机的种口流量计因纸品种不同,液体氧化还原电位变动而不能满足测量度的状况很多,希望今后有改进的办法。

    三 制药业—盐野义制药公司摄津工厂和抗濑工厂

    虽然两工厂电磁流量计用量不多,却发现罕见的多种故障原因。摄津工厂从1986/1987年启用3台电磁流量计,抗濑工厂则早在1967年启用6台。下文例举5个输出信号不稳的诊断案例。

    案例1~3 淀粉等生成肉眼观察不出的绝缘膜层

    有3次出现输出信号不正常现象,从管道上卸下流量传感器,检查观察衬里和电极表面,确认电极附近无固形物附着表面;然而用水清洗后重新装上使用,仪表运行趋于正常。分析认为可能是在电极表面上已覆盖有肉眼观察不出的绝缘性膜层所致。3次实例的测量介质和故障现象如表所示。

    案例4 电磁流量传感器向下倾斜流动,气泡排放不流畅

    系统投入生产后,即出现控制流量幅度变化过大,为通常值的3倍,造成运行不稳定。检查发现仪表所装水平管道向下倾斜流动,流量传感器进口端比出口端高出20mm,改装成管道向上倾斜流动,使进口端低于出口端20mm,故障就排除了。分析原因是管道向下倾斜流动,气泡排放不流畅,气泡积聚并缓慢流经电极,短时切断流量信号回路而形成故障。

    案例5 轮流测量两种液体,测量效果因先后顺序而异

    为节省投资用一台仪表先后测量灌入反应器A、B两种液体,A液为48%NaOH,B液为次氯酸钠。若先灌B液后灌A液,两次测量均正常;若先测量A液,再测量B液,在开始测量B液时,呈现输出信号晃动测量误差增加的现象。分析认为A液黏度较高,附着于电极和衬里,在测量B液时附着的48%NaOH从电极和衬里上被冲刷、剥离、流出,因此开始时B液内混有电导率有差异的A液,从而形成输出信号晃动现象。

碱水流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律,智能碱水流量计是采用国内外先进技术研制、开发的智能流量计,与老式模拟的或非智能的电磁流量计有非常大的区别,尤其在测量精度、可靠性、稳定性、使用功能和使用寿命等方面。

碱水流量计结构电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。流量计的测量管是一内衬绝缘(insulated)材料(Material)的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈(winding)由双方波脉冲励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度(单位:g/cm3或kg/m3)为B的工作(job)磁场(定义:传递实物间磁力作用的场)。

此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管。将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B,测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆(Cable)送至转换器。转化器将流量信号放大处理(processing)后,可显示流体流量,并能输出脉冲,模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)电流(Electron flow)等信号,用于流量的控制和调节(adjust)。

E=KBdv
式中:E---------------为电极间的信号电压(voltage)(v)
      B-----------------磁通密度(单位:g/cm3或kg/m3)(T)
      d------------------测量(cè liáng)管内径(m)
      v------------------平均流速(m/s)
式中k, d为常数,由于励磁电流是恒流的,故B也是常数,则由E=KBdv可知,体积流量(单位:立方米每秒)Q与信号电压E-成正比,即流速感应的信号电压E与体积Q成线性关系。因此,只要测量(cè liáng)出E就可确定流量Q,这是电磁流量计的基本工作(job)原理(Maxim)。

由E=KBdv可知,被测流量体介质的温度、密度(单位:g/cm3或kg/m3)、压力(pressure)、电导率、液固两两相流体介质的液固成分(ingredient)比等参数(parameter)不会影响测量(cè liáng)结果。电磁流量计结构电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。

至于流动状态只要符合轴对称(symmetry)流动(如层流或者紊流)就不会影响测量结果的。因此说电磁流量计是一中真正的体积(volume)流量计。对于制造商和用户来说,只要用普通的水实际标定后就可以测量其他任何导电流(Electron flow)体介质的体积流量,而不需要任何修正。这是电磁流量计的一突出优点,是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件(assembly unit),因此几乎没有压力损失(loss),并且有分高的可靠性。


碱水流量计安装环境的重要特点

  一、碱水流量计传感器(transducer)安装(ān zhuāng)环境的选择
  电磁流量(单位:立方米每秒)计传感器外壳防护等级一般是IP65(国际GB4208外壳防护等级——防尘防碰水级),其安装场所的选择(Select)请参阅第五章第五节。安装环境的主要要求是:
  

(1)传感器(transducer)应安装在干燥通风的地方,避免潮湿、容易积水受淹的场所,还应尽量避免阳光直射和雨水直接淋浇。
  

(2)应尽可能避免安装(ān zhuāng)在周围环境温度过高的地方。一体型结构的电磁流量计还受制于电子元器件环境温度,要低些。
  

(3)安装(ān zhuāng)传感器的管道上应无较强的漏电流,应尽可能地远离有强电磁场的设备,如大机电、大变压器等,以免引起电磁场干扰;
  

(4)安装(ān zhuāng)传感器的管道或地面不应有强烈的震动,特别是一体型仪表;
  

(5)安装传感器的地点要考虑工作人员现场维修的空间。电磁流量计是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 电磁流量计是应用电磁感应原理, 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。

  二、电磁流量计转换器安装环境的选择
  

转换器作为现场指示用的现场安装(ān zhuāng)仪表,它的安装场所一般应选择:
  

周围环境温度在-10~45℃间;
  

空气的相对湿度≤85%;
  

安装地点无强烈震动;
  

周围空气不含有腐蚀性气体;
  

转换器应尽量安装(ān zhuāng)在室内。安装在室外时,还应采取防日晒雨淋的措施。

  

三、碱水流量计正确选型:
  仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作,据有关资料表明,仪表在实际应用中有2/3的故障(fault)是仪表的错误选型和错误的安装而造成的,特别注意。

  

四、收集数据
  

①被测流体名称;
  

②*流量、小流量;
  

③*工作压力;
  

④*温度(temperature)、*温度。
  

·被测流体必须具备一定的导电性,导电率≥5uS/cm。
  

·*流量和小流量,必须符合下表中的数。(扩展流程范围0.1~15m/s)

  

五、碱水流量计产品特点:
  

1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力(pressure)和电导率变化的影响;
  

2、测量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求较低;
  

3、系列公称通径DN15~DN3000。传感器(transducer)衬里和电极材料有多种选择;
  

4、转换器采用新颖励磁方式,功耗低、零点稳定、*度高。流量范围度可达1500:1;
  

5、转换器可与传感器组成一体型或分离型;
  

6、转换器采用16位高性能(xìng néng)微处理器,2x16LCD显示,参数设定方便,编程可靠;
  

7、流量计为双向测量系统,内装三个积算器:正向总量、反向总量及差值总量;可显示.庄、反流量,并具有多种输出:电
  流、脉冲、数字通讯、HART;
  

8、转换器采用表面安装(ān zhuāng)技术(SMT),具有自检和自诊断功能;

  

六、碱水流量计防护等级
  

按照国家标准GB4208-84和国际电工委员会标准IEC529-76关于外壳防护等级的标准为:
  

·IP65:防喷水型,允许水龙头从任何方向对传感器(transducer)喷水,喷水压力为30kPa,出水量为2.5L/s,距离为3m。
  

·IP68:潜水型,长期工作在水中。电磁流量计是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 电磁流量计是应用电磁感应原理, 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。
  

防护等级应根据实际情况来选择(Select),传感器装在地面以下,经常受水淹的,应选用IP68,传感器安装在地面以上,应选用IP65。
 

七、附加功能
  

LDE型电磁流量计的基本型已带显示、输出4~20mA和0~1kHz报警等功能,可根据实际情况加选其他附加功能。
  

·分体安装:传感器(transducer)需安装在地面以下或其他原因,应选择分体安装方式。
  

·RS-485通讯需传感器和其他设备通讯,则需选用RS-485通讯功能。
  

与国外其他同类产品相比:
  

LDE型智能碱水流量计采用带背光宽温点阵型液晶显示器,所有显示都是中文,功能多而实用,特别方便使用者操作,减少不必要的麻烦和错误。
  交货快,成本低,维修方便。

  

八、碱水流量计与国内其他同类产品相比:
  

LDE型智能电磁流量计是我公司采用全智能化原理设计的,与原来国内一些企业生产的老式或假式智能化的电磁流量计在计量精度,功能,可靠性以及使用周期上有非常大区别。
  

电磁流量(单位:立方米每秒)计的使用(use)寿命应该是在10-20年以上,所以我们在设计时就充分考虑厂到这一点,从传感器到转换器的每一个细节我们都非常仔细,从设计,选材,工艺,生产,测试等每一个环节我们都非常讲究,自行设计定制国内目前*的专用与电磁流量计的生产流水线,切实保证产品的长期质量。
  

插入式电磁流量计由插入式电磁流量传感器(简称传感器)和电磁流量转换器(简称转换器)配套组成(简称流量计)。电磁流量计结构电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。是用来测量管道内各种导电液体体积(volume)流量的仪表。插入式电磁流量计用来测量自来水、钢铁、石油、化工、电力、工业、水利等部门的导电流体流量,亦可测量酸、碱、盐等腐蚀性导电液体。特点:
  

1、耐腐蚀(释义:指腐烂、消失、侵蚀等)全不锈钢材质
  

2、ABS全模具生产探头
  

3、结构简单、牢固、无活动部件,使用寿命长:
  

4、测量可靠,抗干扰能力强;
  

5、体积小、重量轻、安装方便、维护量小;
  

6、测量范围大,测量不受温度、密度、压力、粘度、导电率等变化的影响;
  

7、压力损失为零;
  

8、能够在不断流的情况下进行安装、拆卸,为用户的检修带来了方便。
  

9、较一般电磁流量计的制造成本和安装费用低,特别适合大中径管道流量测量。

  

九、选择电磁流量计所需要的参数:
  

1、管道(Conduit)的口径
  

2、被测介质的名称(一定要是导电的液体)
  

3、被测介质的工作压力(pressure)
  

4、被测介质的工作温度
  

5、被测介质的工作流量(单位:立方米每秒)
  

6、是否带输出及通讯

  

十、碱水流量计对安装场所有以下要求:
  

1测量混合相流体时,选择不会引起相分离的场所;测量双组分液体时,避免装在混合尚未均匀的下游;测量化学(Chemistry)反应管道时,要装在反应充分完成段的下游;尽量满足前后直管段分别不小于5D和2D;
  

2易于实现传感器单独接地的场所;
  

3尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体;
  

4尽可能避免测量管内变成负压;
  

5避免附近有大电机、大变压器等,以免引起电磁场干扰;
  

6选择震动小的场所,特别对一体型仪表;
  

7尽可能避免受阳光直照

  

十一、碱水流量计的安装建议:
  

碱水流量计的测量原理不依赖流量的特性(characteristic]),如果管路内有一定的湍流与漩涡产生在非测量区内(如:弯头、切向限流或上游有半开的截止阀)则与测量无关。如果在测量区内有稳态的涡流则会影响测量的稳定性和测量的精度,这时则应采取一些措施以稳定流速分布:
  

a.增加前后直管段的长度;
  

b.采用一个流量(单位:立方米每秒)稳定器;
  

c.减少测量点的截面。
  

碱水流量计安装条件
  

上游直管段>10×DN
  

下游直管段>5×DN
  

DN=传感器公称口径


黏度对涡轮流量计的影响

  涡轮流量计是流量计中三类重复性、精确度高的产品,而涡轮流量计又具有自己的特点,如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大和可适应高参数等。  由于涡轮偏心和机械摩擦阻力矩微小变化的影响,涡轮流量计在同一个转动周期内会发生周期性的转速变化,这也使得涡轮很难出现极低的转速,因为此时极易受扰动而停止转动。  黏度对涡轮流量计的影响:  1、对于产出液黏度较高的低产井,宜采用采集系统更敏感的涡轮使其能精确地采集低转速(小于0.01r/s)的信号。  2、在进入涡轮响应的线性段前,K值持续升高,且随流量计入口雷诺数呈指数增长关系。  3、随着黏度的提升,涡轮流量计的K值会下降,同时线性度也会变差。  ?4、随着黏度的增大,涡轮流量计的启动排量会降低,同时响应的最低转速也会下降。  5、用于测量不同黏性流体的涡轮流量计,只进行一次在高黏度条件下来流雷诺数不同的标定,即可近似得到该涡轮流量计K值与雷诺数的关系,并反推出该涡轮对不同黏性流体的响应曲线。

标签: 涡轮流量计
涡轮流量计 黏度对涡轮流量计的影响_涡轮流量计

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