芻議電磁流量計(jì)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用
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時(shí)間：2013-11-30
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（3）測(cè)量管。流過(guò)被測(cè)流體，兩端設(shè)有法蘭，用作連接管道。測(cè)量導(dǎo)管采用由不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率并具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，一般可選用不銹鋼、玻璃鋼、鋁及其他高強(qiáng)度的材料。
（4）襯里。增加測(cè)量導(dǎo)管的耐磨性與抗腐蝕性，防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管壁所短路。在測(cè)量導(dǎo)管的內(nèi)壁有一層耐磨、耐腐蝕、耐高溫的絕緣材料。
（5）電極。正確引出感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)用不銹鋼非導(dǎo)磁材料制成，安裝時(shí)要求與襯里齊平。
1.4 電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器
轉(zhuǎn)換器的主要功能是放大感應(yīng)電勢(shì)、抑制主要的干擾信號(hào)。
它采用交變磁場(chǎng)克服了極化現(xiàn)象，但增加了電磁正交干擾信號(hào)，正交干擾信號(hào)的相位和被測(cè)感應(yīng)電勢(shì)相差900。
消除正交干擾的方法是將信號(hào)引出線(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。轉(zhuǎn)換器的放大電路具有反饋補(bǔ)償。
電磁流量轉(zhuǎn)換器的作用是把電磁流量計(jì)變送器輸出的毫伏信號(hào)放大，并轉(zhuǎn)化成與介質(zhì)體積流量成正比的0～5V或4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)或0～10kHz的頻率信號(hào)，以便于顯示，并可和電動(dòng)單元組合儀表或PLC配套使用。
2 電磁流量計(jì)的選擇與安裝
選擇時(shí)主要考慮的是安裝口徑，電磁流量計(jì)在大口徑儀表系列中，較多應(yīng)用于給排水工程。中小口徑的常用于固、液雙相流等較難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所，如高爐水處理系統(tǒng)的流量控制和檢測(cè)，以及高爐冷卻壁進(jìn)出水的流量控制和監(jiān)漏。
2.1 電磁流量計(jì)選擇的要素
2.1.1 測(cè)量精度。通用型電磁流量計(jì)的性能有較大差別，有些精度高、功能多；有些精度低、功能簡(jiǎn)單。精度高的儀表基本誤差為（±0.5％-±1％）FS，精度低的儀表則為（±1.5％-±2.5％）FS（全量程），兩者價(jià)格相差1～2倍。因此測(cè)量精度要求不很高的場(chǎng)所（例如非經(jīng)濟(jì)核算僅以控制為目的，只要求高可靠性和重復(fù)性的場(chǎng)所），選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。
例如：在連鑄機(jī)的生產(chǎn)工藝過(guò)程中，對(duì)于二冷水水量檢測(cè)和控制，直接關(guān)系到連鑄機(jī)的冷卻效果，我們選用了精度較高的流量計(jì)。
2.1.2 液體流速。選定電磁流量計(jì)的口徑不一定與管徑相同，要視流量而定。工業(yè)輸送水等黏度不同的液體，管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速，即1.5～3m/s。電磁流量計(jì)用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。滿(mǎn)度流量時(shí)，液體流速可在1～10m/s范圍內(nèi)選用。用于有易黏附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，并帶自清掃、防止黏附沉積等作用。
2.1.3 管徑口徑。電磁流量計(jì)的口徑范圍為1O～3000mm，實(shí)際應(yīng)用還是以中小口徑居多，與大部分其他原理檢測(cè)流量?jī)x表（如容積式，渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等）相比，大口徑儀表占有較大比重。
例如：在50t高阻抗電弧爐中，對(duì)于水冷爐蓋和水冷爐壁的冷卻水量檢測(cè)和控制，考慮到這兩部分冷卻設(shè)備有不間的消耗量，我們分別選用了兩種不同口徑的流量計(jì)。
2.1.4 液體電導(dǎo)率。使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，不能低于閾值（即下限值）。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)屋誤差直至不能使用，不超過(guò)閾值即使變化也可以測(cè)量，示值誤差變化不大，通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號(hào)而異。使用時(shí)還取決于傳感器與轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線(xiàn)長(zhǎng)度及其分布電容。
2.2 電磁流量計(jì)傳感器的安裝
2.2.1 安裝場(chǎng)所。盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓；選擇震動(dòng)小的安裝場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表；避免附近有大電機(jī)、大變壓器等引起的電磁場(chǎng)干擾；易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所；盡可能避開(kāi)周?chē)h(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；環(huán)境溫度在-25/-10～50/60℃范圍內(nèi)；環(huán)境相對(duì)濕度在10％～90％范圍內(nèi)；盡可能避免受陽(yáng)光直照；避免雨水浸淋，不會(huì)被水浸沒(méi)。
2.2.2 直管段長(zhǎng)度要求。長(zhǎng)度與大部分其他流量?jī)x表相比要求較低。900彎頭、T形管、同心異徑管、全開(kāi)閘閥后通常認(rèn)為只要離電極中心線(xiàn)5倍直徑（5D）長(zhǎng)度的直管段，不同開(kāi)度的閥則需10D；下游直管段為2～3D或無(wú)要求；各標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長(zhǎng)度亦不一致，要求比通常要求高。這是由于為保證達(dá)到當(dāng)前0.5級(jí)精度流量?jī)x表的要求。
例如：在50t高阻抗電弧爐中，對(duì)于水冷爐蓋和水冷爐壁的冷卻水量檢測(cè)，由于工廠管網(wǎng)接口法蘭與電弧爐冷卻水設(shè)備的水分配器之間彎道較多，直管段長(zhǎng)度未能達(dá)到流量?jī)x表的要求，導(dǎo)致冷卻水量的檢測(cè)數(shù)值波動(dòng)很大，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量，后來(lái)調(diào)整了流量?jī)x表的檢測(cè)點(diǎn)，電弧爐冷卻水的流量數(shù)據(jù)才穩(wěn)定下來(lái)。
2.2.3 安裝儀表的接口方向不受限制。
2.2.4 接地。傳感器必須單獨(dú)接地，保持等電位，以保證穩(wěn)定地進(jìn)行測(cè)量，變送器外殼與金屬管兩端應(yīng)有良好的接地，轉(zhuǎn)換器外殼也應(yīng)接地。接地電阻10Ω。為了避免干擾信號(hào)，變送器和轉(zhuǎn)換器之間的信號(hào)必須用屏蔽導(dǎo)線(xiàn)傳輸，不允許把信號(hào)電纜和電源線(xiàn)平行放在同一電纜鋼管內(nèi)敷設(shè)。
3 電磁流量計(jì)的使用和維護(hù)
3.1 安裝調(diào)試
3.1.1 安裝方面。通常是電磁流量傳感器的安裝位置不正確引起的故障，常見(jiàn)的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管路最高點(diǎn)；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無(wú)背壓，流體直接排人大氣而形成測(cè)量管內(nèi)非滿(mǎn)管。
3.1.2 環(huán)境方面。通常主要是管道雜散電流干擾，空間強(qiáng)電磁波干擾，大型電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿(mǎn)意結(jié)果，但如遇到強(qiáng)大的雜散電流，尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等。
3.1.3 流體方面。被測(cè)液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，電磁流量計(jì)輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過(guò)電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)更大的波動(dòng)。
3.2 工作運(yùn)行運(yùn)行期間故障一般由電磁流量計(jì)傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。
3.2.1 傳感器內(nèi)壁附著層。由于電磁流量計(jì)常用來(lái)測(cè)量工業(yè)用水等流體，運(yùn)行一段時(shí)間后，常會(huì)在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。所以，應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
3.2.2 雷電打擊。雷擊容易在儀表線(xiàn)路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使電磁流量計(jì)損壞。它主要通過(guò)電源線(xiàn)或勵(lì)磁線(xiàn)圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線(xiàn)等途徑引入，尤其是從控制室電源線(xiàn)引入占絕大部分。
3.2.3 環(huán)境條件變化。在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好，電磁流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易疏忽安裝條件。在這種情況下，一旦環(huán)境條件變化，運(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源，就會(huì)干擾儀表的正常工作，電磁流量計(jì)的輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，電磁流量計(jì)作為流量測(cè)量?jī)x表，在鋼鐵領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，特別是近年來(lái)從國(guó)外引進(jìn)的智能化電磁流量計(jì)，內(nèi)置微處理器和程序控制，且?guī)ㄐ沤涌?，功能更?qiáng)，編程方便，因而具有更強(qiáng)的生命力。但是如果設(shè)計(jì)選型及安裝不當(dāng)，不僅無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)越性，還會(huì)給企業(yè)帶來(lái)?yè)p失，從而會(huì)阻礙電磁流量計(jì)的應(yīng)用和推廣。因此，在工程應(yīng)用中，電磁流量計(jì)的正確選型及安裝是極為重要的兩大環(huán)節(jié)，必須引起高度重視。同時(shí)再采取有效的措施加以維護(hù)，就能避免或減少故障的發(fā)生，并保證測(cè)量的準(zhǔn)確度、提高電磁流量計(jì)的使用壽命。(end)
評(píng)論