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电磁流量计在铜电解生产中的应用

时间:2017-09-05 17:24 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

本文简述电磁流量计在铜电解生产中的使用特点.介绍了电磁流量计工作原理、优缺点、分类.使用注意事项、选型等。

1.工作原理

EMF 的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力线时在其两端产生感应电动势。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势,其值如下式 式中 E-----感应电动势,即流量信号,V; k-----系数; B-----磁感应强度,TD----测量管内径,m--- 平均流速,m/s。设液体的体积流量为,则 式中 K 为仪表常数,K= 4 KB/πD。 EMF 由流量传感器和转换器两大部分组成。测量管上下装有激磁线圈,通激磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,产生感应电势。激磁电流则由转换器提供。

2.优缺点

EMF 的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管,因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体等。 EMF 不产生因检测流量所形成的压力损失,仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力,节能效果显著,对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。 EMF 所测得的体积流量,实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率(只要在某阈值以上)变化明显的影响。 与其他大部分流量仪表相比,前置直管段要求较低。 EMF 测量范围度大,通常为 201501,可选流量范围宽。满度值液体流速可在 0.510m/s内选定。 EMF 的口径范围比其他品种流量仪表宽,从几毫米到 3m。也可正反测双向流量;可应用于腐蚀性流体。

3.分类

按激磁电流方式划分,有直流激磁、交流激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁.按输出信号连线和激磁或电源连线的制式分类,有四线制和二线制。 按转换器与传感器组装方式分类,有分离型和一体型。 按流量传感器与管道连接方法分类,有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。按流量传感器结构分类,有短管型和插入型。

4.选用考虑要点

4.1 精度等级和功能

市场上通用型 EMF 的性能有较大差别,精度高的仪表基本误差为±0.5%~±1%R,精度低的仪表则为±1.5%~±2.5%FS,基本误差仅±0.2%~±0.3%.

4.2 流速、满度流量、范围度和口径

选定仪表口径不一定与管径相同,应视流量而定。流程工业输送水等粘度不同的液体,管道流速一般是经济流速1.5~3m/sEMF 用在这样的管道上,传感器口径与管径相同即可。EMF 满度流量时液体流速可在 110m/s 范围内选用,范围是比较宽的。上限流速在原理上是不受限制的,然而通常建议不超过 5m/s,除非衬里材料能承受液流冲刷,实际应用很少超过 7m/s,超过 10m/s 则更为罕见。满度流量的流速下限一般为 1m/s,有些型号仪表则为 0.5m/s.从测量精度角度考虑,仪表口径应改用小于管径,以异径管连接之.

4.3 液体电导率

使用 EMF 的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,超过阈值即使变化也可以测量,示值误差变化不大,通用型 EMF 的阈值在 10-45×10-6S/cm 之间,视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容,制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。非接触电容耦合大面积电极的仪表则可测电导率低至 5 × 10-8S/cm 的液体。工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在 101S/cm 之间、及低度蒸馏水为 10-5S/cm 不存在问题。

4.4 液体中含有混入物

混入成泡状流的微小气泡仍可正常工作,但测得的是含气泡体积的混合体积流量;含有非铁磁性颗粒或纤维的固液双相流体同样可测得二相的体积流量,单相液体校验的仪表用于固液双相流体会产生附加误差。

5.安装使用注意事项

5.1 使用时应注意的一般事项

液体应具有测量所需的电导率,并要求电导率分布大体上均匀。使用时传感器测量管必须充满液体。有混合时,其分布应大体均匀。 液体应与地同电位,必须接地。

5.2 流量传感器安装

5.2.1安装场所通常电磁流量传感器外壳防护等极为IP65,对安装场所有以下要求。

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;测量化学反应管道时,要装在反应充分完成段的下游;尽可能避免测量管内变成负压;选择震动小的场所。避免附近有电磁场干扰;易于实现传感器单独接地的场所;尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体;环境温度在-25-60℃范围内,一体形结构环境相对湿度在 10%90%范围内.

5.2.2直管段长度要求第一,为获得正常测量精确度,电磁流量传感器上游要有一定长度直管段,但其长度与大部分其它流量仪表相比要求较低。弯头、T 形管、同心异径管、全开闸阀后只要离电极中心线 5D 长度的直管段。不同开度的阀则需 10D;下游直管段为 23D。第二,安装位置和流动方向 传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可,不受限制。但测量固液两相流体最好垂直安装,自下而上流动。这样能避免水平安装时衬里下半部局部磨损严重,低流速时固相沉淀等缺点。 水平安装时要使电极轴线平行于地平线,不要处于垂直于地平线安装。

5.2.3 接地 传感器必须单独接地,电阻 100Ω以下.分离型原则上接地应在传感器一侧,转换器接地应在同一接地点。

5.3 转换器安装和连接电缆

一体型 EMF 无单独安装转换器;分离型转换器安装在传感器附近或仪表室,其防护等级是 IP65 IP64 ,安装场所的要求环境温度受电子件限制,使用温度范围比规定所列要窄些。 转换器和传感器间距离受制于被测介质电导率和信号电缆型号,即电缆的分布电容、导线截面和屏蔽层数等。要用制造厂所附的信号电缆。电导率较低液体和传输距离较长时,也有规定用三层屏蔽电缆。单层屏蔽电缆用于工业用水或酸碱液通常可传送距离 100m。 为了避免干扰信号,信号电缆必须单独穿在接地保护钢管内,不能把信号电缆和电源线安装在同一钢管内。