爲了(le)減少(shao)污染(ran)，節水減排，必須對生(sheng)活用水、工(gong)業用(yong)水、循(xun)環水以及(ji)排放(fang)的污(wu)水進行嚴(yan)格(ge)的(de)計量(liang)和控制。插(cha)入式(shi)電磁(ci)流(liu)量計
的(de)測量(liang)在(zai)水資源(yuan)實行總量控制(zhi)、定額(e)管理和石(shi)油化(hua)工(gong)生産及(ji)過程控制(zhi)中占(zhan)有重(zhong)要地位。煤(mei)化工廠(chang)區循環水主(zhu)要供(gong)水廠(chang)，該廠(chang)供水裝置的運行(hang)正(zheng)常與(yu)否對全廠(chang)的生(sheng)産及(ji)環保(bao)至關(guan)重要。污(wu)水(shui)處理(li)能力和處(chu)理質(zhi)量是該供(gong)水裝置的(de)重要(yao)指标(biao)，若處理能力低(di)則不能滿足全(quan)廠的用水(shui)要求，若處(chu)理質(zhi)量低(di)則不(bu)能(neng)滿(man)足排(pai)放要(yao)求(qiu)。考察礦(kuang)井水的(de)出水能(neng)力和(he)經濟效益(yi)主要考慮(lü)3個流(liu)量指标，即礦井(jing)水流(liu)入量、澄清水流(liu)出量和污(wu)泥流出量(liang)。考慮到性(xing)價(jia)比等因(yin)素，筆者(zhe)在(zai)Φ250mm以上的管道上選用(yong)插入式電磁流量計(ji)，并(bing)進行帶(dai)壓安(an)裝，經近5個(ge)月運(yun)行試(shi)驗，流(liu)量計(ji)應(ying)用效果(guo)良好，流量(liang)計量(liang)比較準确。
技術(shu)分析
1工(gong)作原理(li)
插入式電(dian)磁流(liu)量計(ji)工(gong)作(zuo)原理(li)是基(ji)于法拉第(di)電磁(ci)感應定律(lü)，測量流(liu)量(liang)時，液體流(liu)過垂直于(yu)流動(dong)方向(xiang)的磁場，感(gan)應出一個(ge)與平均流(liu)速(體(ti)積流(liu)量)成(cheng)正比(bi)的電壓。其(qi)感應(ying)電壓(ya)信号通過(guo)2個與液(ye)體直接(jie)接觸(chu)的(de)電(dian)極檢(jian)出，并通過(guo)專用電纜傳(chuan)送至智(zhi)能變送器(qi)，
智能變送器
根(gen)據電(dian)勢的大小和電(dian)磁流量數學模(mo)型進行(hang)運(yun)算，轉(zhuan)換成(cheng)流量信号(hao)(包括瞬時量和(he)累計(ji)量)進(jin)行現(xian)場顯示，再将流(liu)量标(biao)準(zhun)的4—20 MA、1～5VDC信号(hao)輸出到流量二(er)次儀(yi)表或(huo)DCS。
2組成(cheng)
插人(ren)式電(dian)磁流(liu)量計主要由傳(chuan)感器(qi)、智能變送器和(he)專用電纜(lan)組成。(1)傳(chuan)感器由(you)電極(ji)和勵磁線(xian)罔組(zu)成，其(qi)作用(yong)是根(gen)據導(dao)電介(jie)質(流(liu)體)流(liu)過勵(li)磁線(xian)圈的速度(du)不同在(zai)電(dian)極上(shang)産生相應(ying)的感(gan)應電(dian)勢(5—60 mV)。(2)智能變送器的作(zuo)用是(shi)将傳感器(qi)的感(gan)應電(dian)勢信(xin)号放(fang)大，再根(gen)據電勢(shi)流量數學模型(xing)和公式進行計(ji)算，得(de)出流(liu)量結(jie)果和(he)标(biao)準(zhun)流量信号(hao)。各(ge)種流量(liang)參數的調整和(he)标定(ding)參(can)數的設(she)置在智能變送(song)器上(shang)進行。(3)專用(yong)通訊(xun)電纜(lan)的作用是(shi)傳感器向(xiang)智能變送(song)器傳(chuan)送毫(hao)伏(fu)電勢信(xin)号，智能(neng)變(bian)送器(qi)向勵(li)磁線圈提(ti)供振(zhen)蕩電(dian)壓。由(you)于電(dian)勢信号是(shi)5—60 mV的弱(ruo)信(xin)号(hao)，勵磁(ci)信号是高頻低(di)幅值的振(zhen)蕩信(xin)号，所以電纜要(yao)充分考慮(lü)屏蔽(bi)性和(he)抗幹擾性(xing)。電纜(lan)的(de)長度和截面積(ji)成正比(bi)，和介(jie)質的電導(dao)成正(zheng)比，導電特(te)性越(yue)強傳(chuan)送距(ju)離越遠，一(yi)般傳(chuan)送距離(li)爲(wei)20一500 m。
3安(an)裝要(yao)求
3．1保證足(zu)夠直管(guan)段
流體在方向、管徑以(yi)及閥(fa)門開(kai)度變(bian)化時(shi)，會(hui)産生渦(wo)流和(he)流場畸變，這樣會(hui)對(dui)傳感(gan)器電極的(de)測量(liang)産生(sheng)影響(xiang)，從而(er)影響儀表(biao)的精(jing)度。所以要(yao)盡可(ke)能地離(li)開(kai)彎管、手閥、調節閥等(deng)部件一定(ding)距離(li)，直管段(duan)的具體(ti)要求見(jian)表(biao)l。表中，D表示(shi)管道(dao)通徑(jing)，L表示傳(chuan)感(gan)器到閥門(men)或彎頭等(deng)部件的距離。
3．2保證流(liu)體與傳感(gan)器磁(ci)場的(de)垂直度
在管道開孔(kong)安裝取壓短管(guan)時，焊(han)接取壓短(duan)管應注意垂直方向(xiang)，要(yao)求焊接(jie)後短管軸線與管道(dao)軸線夾角(jiao)爲90。，且(qie)法蘭(lan)短管(guan)連接(jie)的(de)延長線(xian)垂直通(tong)過管道(dao)橫截(jie)面的(de)圓心(xin)，這樣(yang)能保(bao)證流體與(yu)磁場垂直(zhi)，見圖1。
3．3盡量(liang)避免幹擾(rao)源
爲了保(bao)障測量精(jing)度，傳感器(qi)應避免在(zai)容易産(chan)生真空(kong)、氣體、渦流等地(di)方安(an)裝(zhuang)。傳(chuan)感器與智(zhi)能變(bian)送器(qi)之間(jian)的通訊電(dian)纜要(yao)避(bi)開電動(dong)機等強電設備。建議安裝在圖(tu)2一圖(tu)5所示(shi)位置。
3．4保證(zheng)良(liang)好的接(jie)地
傳感器輸出(chu)信号(hao)的接地點(dian)應與被(bei)測(ce)介質(zhi)電氣(qi)連(lian)接(jie)。當流(liu)體切割磁(ci)力線産生流量信号(hao)時，以流體(ti)本身作爲0電位(wei)，一個(ge)電極上(shang)産(chan)生正(zheng)電勢(shi)，另一(yi)個電(dian)極上産(chan)生負電勢，不(bu)斷(duan)交替變(bian)化。因此，轉(zhuan)換器(qi)輸入端(duan)中(zhong)點(信(xin)号電(dian)纜屏(ping)蔽層)必須(xu)與(yu)流體共(gong)處于(yu)0電位且導通，這樣才能構(gou)成對稱的(de)輸入回路。轉換器的(de)輸入(ru)端中點通(tong)過傳(chuan)感器輸出(chu)信号(hao)的(de)接(jie)地點(dian)與被測(ce)流(liu)體電(dian)氣連通。由(you)于傳(chuan)感器(qi)的(de)輸出信(xin)号很(hen)小(xiao)，隻(zhi)有幾(ji)毫伏(fu)，爲(wei)了提高(gao)儀表(biao)抗(kang)幹(gan)擾能(neng)力，輸(shu)入回路中(zhong)的0電(dian)位必(bi)須接地。由于(yu)一般金(jin)屬管道都(dou)與大(da)地連(lian)通(tong)，流動介(jie)質通(tong)過(guo)金(jin)屬管(guan)道與(yu)大(da)地電氣(qi)連接，所以(yi)并不要求電(dian)磁(ci)流量(liang)計單(dan)獨設置接地裝(zhuang)置，尤(you)其是(shi)小口徑電磁流量傳(chuan)感(gan)器。如果(guo)是非金(jin)屬(shu)管道，就一(yi)定要和單(dan)獨的接(jie)地(di)線連(lian)接。
3．5保(bao)證傳感器(qi)正确的插入深(shen)度
由(you)于流(liu)體在(zai)管道中(zhong)的(de)層流(liu)現象，靠(kao)近管壁(bi)的流(liu)體流(liu)速較慢，靠近(jin)管(guan)道中(zhong)心的流體(ti)流速(su)較快，根據計算(suan)管道的(de)D／8處(chu)最接(jie)近流體的平均(jun)速度。安(an)裝(zhuang)時要(yao)計算管道的壁(bi)厚和(he)法(fa)蘭(lan)管嘴的長(zhang)度，确(que)保傳(chuan)感器的電(dian)極插(cha)深在(zai)D／8位置。不過(guo)也不是所(suo)有的(de)插入(ru)式流(liu)量計(ji)傳感(gan)器(qi)都(dou)安裝(zhuang)在管(guan)道(dao)的D／8位置(zhi)，也有少數(shu)安裝在管(guan)道的D／2位置(zhi)，安裝前一(yi)定要(yao)認真(zhen)研(yan)究(jiu)安裝(zhuang)說明(ming)。
結(jie)束語
插(cha)入式電磁(ci)流量(liang)計比(bi)較适(shi)合大(da)口徑(jing)管道(dao)安裝(zhuang)。犯50 mm以上的(de)管道(dao)上應(ying)用插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量計比法蘭(lan)式電磁流(liu)量計(ji)性(xing)價比好，且管(guan)徑越大性(xing)價比(bi)越明顯。其最顯著(zhe)的特點(dian)就是能帶壓安(an)裝，管(guan)壁的厚薄(bao)對其基本沒有(you)影響(xiang)，但是其安(an)裝技術比較複(fu)雜，如果安裝不(bu)當會産生(sheng)較大的誤(wu)差(cha)，根據使(shi)用經(jing)驗在(zai)不允許停(ting)工和較大(da)口徑(jing)管道(dao)上安(an)裝插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計應(ying)該是(shi)一種(zhong)經濟可行(hang)的選(xuan)擇(ze)。
