电磁流量计有一体型和分体型两种组合形式,输出级皆采取电隔离,可方便地与后位仪表配套,实现对流量的记录、 控制和调节等功能。目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;各种浆 液流量测量,形成了独特的应用领域。本文分析了该制药公司电磁流量计选型、维护和使用情况,以电磁流量计在流量计量 和控制过程中的应用。
电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测 量导电液体体积流量的仪表,它广泛应用于各种导电液体的 体积流量测量,例如各种酸、碱、盐、化工溶液。虽说它在 可靠性和稳定性方面都比其他种类的流量计要好许多,但在 实际使用过程中,还是会发生一些问题。该公司在污水排放 流量计量、硫酸大观霉素和硫酸阿米卡星树脂提取、清洗岗 位上柱液计量以及硫酸阿米卡星炭脱过程稀硫酸量的计量 控制中使用了非常多的电磁流量计。
1.电磁流量计的工作原理及组成
电磁流量计的工作原理为法拉第电磁感应定律。导电液 体在磁场中流动切割磁力线,产生感应电势。表达式:E=KBLv, 式中,B为磁感应强度;L为测量电极之间的距离;v为被测 流体在磁场中运动的平均速度;K为比例常数。电磁流量计 主要由流量传感器和信号转换器两部分组成。传感器把流过 的被测液体的流量转换为相应的感应电势。信号转换器的作 用是把电磁流量传感器输出的和流量成比例的毫伏级电压 信号放大并转换成为可被工业仪表接收的标准直流电流、电 压或脉冲信号输出,以便与仪表及调节器配合,实现流量的 指示、记录和运算。
2.电磁流量计分类
市场上通用型电磁流量计和特殊型电磁流量计可以从 不同角度分类。如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;按流量传感器电极是否与被测液体接触分类, 有接触型和非接触型;按流量传感器结构分类,有短管型和 插入型;按用途分类,有通用型、防爆型、卫生型、防侵水 型和潜水型等。
3.稀硫酸量的控制
硫酸阿米卡星制药生产过程中,炭脱操作需要将BB-K8 浓缩液加入炭脱罐中,用稀硫酸调pH值,然后加入活性炭 脱色,经抽滤和0.45微米过滤后进入结晶罐中结晶。结晶 过程中,结晶液的pH值是关键参数,对于成品的pH值、有 机残留和有关物质都有非常大的影响,因此有必要控制稀硫 酸的添加量和添加速度。由于投料量确定,根据酸碱中和原 理,加入的酸量也是固定的,加上多年的工艺摸索,生产工 艺要求用计量手段来控制稀硫酸的添加量(570L),选择的 控制方案是用计量泵通过管道将稀硫酸打入炭脱罐,管道安 装流量计,当累积流量达到570L时,流量计输出开关信号 控制计量泵电源,停止加酸,达到控制目的。
4.过程控制用仪表的选择
由于稀硫酸的强腐蚀性以及工艺过程加酸的流量不均 衡,并且工艺要求控制精度不高,只作为过程控制仪表,因 此在选型期间,公司计量人员确定采用钽电极、四氟内衬、 带开关输出的电磁流量计作为计量仪表。虽然电磁流量计在 环保、给排水等行业用来测量导电流体的体积流量,己经是 非常成熟的产品,但如果我们平时不注意维护和保养,会影 响电磁流量计的正常使用。
对电极必须接地的认识。由于稀硫酸具有极强的 腐蚀性,公司的设备工程师在输送管道内衬了聚四氟乙烯材 料,使得传感器电极接地不良,造成流量无法正常显示,后 加装了专门的接地装置,才得以正常工作。
对被测液体必须导电的认识。电磁流量计只能测 量导电液体流量,选用电磁流量计测量流量的流体必须是导 电的,电导率不得低于5 us/cm。流量计运行正常后,公司 计量校准人员在停产检修期间用水作为介质,用称量法对该 流量计的计量准确度进行核查的过程中,再次出现流量不显 示现象。后经过检查,原因是制药工艺用水电导率小于3u s/cm,电导率过低导致仪表无法正常工作。通过此事,充分 认识到电磁流量计只可以测量电导率彡5 ws/cm的酸、碱、 盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的 流体流量,但不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。
对电磁流量计维护保养的认识。电磁流量计虽然 可靠性较好,一般情况不会损坏,但由于其测量介质多半是 悬浮固体或污脏体,传感器电极表面比较容易受污染,如长 久不作清垢、清洗,也会使仪表无法工作。
电磁流量计在流量测量方面发挥着很大的作用,为使其 能更好地服务于生产,在选型、安装、使用和维护过程中必 须非常注意被测流体的导电性、电极的接地、电极的耐腐蚀 性和清洗钝化等问题。
电磁流量计可以测腐蚀性液体,但作为仪表选型 人员,一定要了解并正确提供被测介质属性,使用电磁流量 计前提是被测液体必须是导电,且电导率不能低于阈值。根 据使用经验,实际应用液体电导率最好要比仪表制造厂规定 阈值至少大一个数量级。因为制造厂仪表规范规定下限值是 各种使用条件较好状态下可测量最低值。在选用上受到一些 使用条件限制,如电导率均匀性、连接信号线、外界噪声等, 否则会出现输出晃动现象等。工业用水及其水溶液电导率大 于10-4s/cm,酸、碱、盐液电导率10-4〜10-1s/cm之间, 使用不存问题,但制药工艺用水电导率要求低于3 us/cm, 使用电磁流量计存在问题,会出现无法计量的情况,导致传 感器在后期使用过程中报废,给使用维护带来不便和经济上 的损失。
任何仪器仪表都是需要“维护保养”的,电磁流 量计也不例外。电磁流量计虽说可靠性比较好,一般情况下 不会损坏,但由于其原理决定,传感器电极表面一直和液体 接触,时间久了,电极表面比较容易受污染,产生钝化等表 面效应。所以电磁流量计一般情况下要求客户一年到一年半 之间拆出来清洗一次电极,以保证流量计整机的测量精度。