電磁流量計選型時需要考慮哪些要素

電磁流量計是依據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成。用來測量電導(dǎo)率大于5μs/cm的導(dǎo)電液體的體積流量，特別適合各種高腐蝕性介質(zhì)和固液兩相難測量、高要求場所，如工業(yè)污水、紙漿、泥漿、礦漿等。近幾十年來隨著低頻矩形波、雙頻矩形波勵磁技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，電磁流量計抗干擾能力、測量精度大大提高，使其應(yīng)用更為廣泛。隨著非滿管電磁流量計和無電極流量計（用于低電導(dǎo)率液體，在襯里有絕緣層的情況下仍能工作）的問世，電磁流量計的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展。

1選型時考慮的幾個要素

1.1精度等級和功能

電磁污水流量計精度高的有±0.2℅~±0.3℅F.S，精度低的有±1.5℅~±2.5℅F.S。氧化鋁生產(chǎn)過程對精度要求一般不太高，選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上不合算，選用一般精度的電磁流量計即可。

電磁流量計功能簡單的只有單向測量，只輸出模擬信號；功能多的有雙向流量測量、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量總量計算、自動校對和故障自診斷、與上位機通訊和運動組態(tài)。有的儀表帶串行通訊接口，可連HART、PROFIBUS、MODBUS、FF現(xiàn)場總線等。儀表的智能化極大地方便了儀表的組態(tài)過程和維護(hù)。

1.2量程、口徑和流速

電磁流量計的量程范圍寬，量程比達(dá)100:1。

生產(chǎn)氧化鋁中的漿液，一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5~3m/s。電磁流量計傳感器的口徑一般與管徑相同。滿度量程時流速可在1~12m/s范圍內(nèi)選用，量程范圍比較寬，通常建議不超過5m/s。易粘附、沉積結(jié)垢液體如赤泥，流速zui好大一些，一般為3~4m/s。礦漿等磨損性強的流體，常用流速2~3m/s，以減少對電極襯里的磨損。

1.3襯里材料的選擇

氧化鋁流程中漿液因含堿液，漿液溫度高，所以要求電磁流量計襯里耐堿腐蝕，耐90℃左右的高溫。

襯里材料可選氟塑料和陶瓷。氟塑料襯里zui早應(yīng)用的是PTFE聚四氟乙烯，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，耐溫-40~+180℃，在測漿料等介質(zhì)時不易粘附。但它不耐磨，不能用于礦漿的測量，不能用于負(fù)壓。氟塑料改良后的品種有PFA、F46，耐溫耐腐蝕性能與PTFE相近，可用于真空和負(fù)壓的情況下。氧化鋁陶瓷襯里具有耐腐蝕、耐磨損、耐高壓、耐高溫（120~140/180℃），適用于腐蝕性的礦漿。但它不耐溫度的劇烈變化，性脆，安裝夾緊時易碎。

1.4電極材料的選擇

首先考慮電極對測量的耐腐蝕性，其次為是否會產(chǎn)生電極表面效應(yīng)（表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)和極化現(xiàn)象）。若選配不當(dāng)，將產(chǎn)生鈍化、氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜和極化現(xiàn)象，妨礙正常測量。

1.5電極形式

電磁流量計在測量漿液等流體時，電極易附著沉淀物。電極受到污染后，常使儀表無法工作。為防電極污染，電極可選用不易附著的尖形或半球形電極，電極（可在傳感器外定期手動刮出沉垢），可更換式電極（電極在運行條件下被拆卸下來，進(jìn)行有效的清洗或換新）。

1.6勵磁方式的影響

勵磁技術(shù)是電磁流量計測量性能的關(guān)鍵技術(shù)之一，常用的有交流勵磁、低頻矩形波勵磁、雙頻矩形波勵磁。

交流勵磁的主要問題是工頻干擾，易引起零點變動，測量精度低。

低頻矩形波勵磁，采用頻率為50/2~50/36Hz，抗工頻干擾，零點穩(wěn)定性和測量精度提高。但勵磁頻率降低，會使儀表抗低頻干擾能力減弱，響應(yīng)速度變慢。在測量泥漿等含固體顆粒和纖維流體及低電導(dǎo)率流體時，會產(chǎn)生電噪聲，使輸出信號擺動不定。

雙頻矩形波勵磁，是由低頻和高頻矩形波疊加構(gòu)成。不僅具有低頻矩形波勵磁的零點穩(wěn)定性，又具有高頻矩形波勵磁對泥漿干擾和流體噪聲較強的抑制能力。

2電磁流量計安裝時的一些注意事項

（1）水平或垂直安裝都可

在測量漿料時zui好垂直安裝，流體自下而上流動。這不僅保證測量管內(nèi)充滿被測介質(zhì)，而且避免了水平安裝時電磁流量計下半部局部磨損和低流速時固相沉淀等缺點。

（2）安裝環(huán)境不能有太大震動

管道系統(tǒng)有較強的震動時，可在傳感器兩側(cè)的管道上加支撐。

（3）直管段要求

可確保電磁流量計的度。一般的電磁流量計要求上游側(cè)5D，下游側(cè)3D。精度高的儀表如光華愛爾美特IFM4080型，要求上游側(cè)10D，下游側(cè)2D。直管段不夠要求時，管內(nèi)流速為非軸對稱分布，測量將會引起誤差。

（4）周圍盡量避免大電機、大變壓器，以免受到周圍空間電磁波、大電機磁場的影響。

（5）接地

電磁流量計要求單獨接地。接地電阻小于10Ω以下。管道內(nèi)若涂有絕緣層或非金屬管道，傳感器兩側(cè)應(yīng)裝接地環(huán)。電磁流量計易受外界電磁干擾的影響。傳感器測量流量信號為mV級，以傳感器內(nèi)流體電位為基準(zhǔn)的，管道雜散電流對測量影響很大。因此，良好的接地很大程度決定測量的度。

（6）避免管內(nèi)負(fù)壓，特別是PTFE聚四氟乙烯襯里。

（7）轉(zhuǎn)換器的安裝和連接電纜

分體型電磁流量計的轉(zhuǎn)換器和傳感器的距離受制于被測介質(zhì)電導(dǎo)率和信號電纜型號。被測流體電導(dǎo)率在一定范圍內(nèi)，決定了傳感器與轉(zhuǎn)換器間電纜的zui大長度。電纜用制造廠隨儀表所附電纜型號。單層屏蔽電纜一般用于工業(yè)用水或酸堿液，通?？蓚?00m。介質(zhì)電導(dǎo)率低于100μs/cm時，需采用兩芯雙屏蔽的驅(qū)動屏蔽電纜。電導(dǎo)率較低、傳輸距離較長，也有規(guī)定用3層屏蔽電纜。

3電磁流量計應(yīng)用中常見故障及解決方法

襯里選PTFE聚四氟乙烯。電極采用含鉬耐酸鋼材料，電極形式一般采用標(biāo)準(zhǔn)型電極，在測量赤泥且水平安裝時，采用電極，勵磁方式為低頻矩形波勵磁。下面介紹幾個典型故障及處理方法。

3.1測粗液時電磁流量顯示常為零

電磁流量計無流量信號輸出的原因一般有：電源故障；液體流動方向與傳感器標(biāo)定方向不一致（單向測量），液體未充滿管道（傳感器安裝位置不妥）；傳感器零部件損壞或測量管道內(nèi)壁有附著；轉(zhuǎn)換器元器件損壞等。

粗液電磁流量計的安裝環(huán)境有6臺大的變頻電機且震動強烈，流量計的電路板常有震壞現(xiàn)象。建議更換安裝位置或更換分體型電磁流量計，注意傳感器與轉(zhuǎn)換器間電纜型號和zui大長度，時常保證接地線良好接地。

3.2測赤泥漿液時電磁流量計零點不穩(wěn)定

赤泥是拜爾法生產(chǎn)氧化鋁在處理低硅鋁礦石時的產(chǎn)物，赤泥粒度較細(xì)，多數(shù)是小于20μm的細(xì)粒子。

電磁流量計零點不穩(wěn)定的原因一般有：接地不完善，受外界干擾影響；流體電導(dǎo)率變化，使零點變動，流動時輸出晃動；液體中含固相雜質(zhì)，管道內(nèi)壁有沉積、電極污染；信號絕緣下降。

赤泥電磁流量計水平安裝，赤泥易粘附。選電極，定期對電極進(jìn)行清理；將電磁流量的放大器PCB板上的S1和S3兩點的半圓分別焊接起來（S1、S3用于空管切除，S1、S4用于空管指示），使輸出信號固定為零。

3.3測硅渣流量時零點不穩(wěn)定和輸出晃動

3.3.1硅渣流量計零點不穩(wěn)定的處理方法：管道有震動，查接地是否良好；放大器板的改變同赤泥流量計。

3.3.2電磁污水流量計輸出晃動的原因一般有：流體本身波動；流體未充滿管或含有氣泡；外界雜散電流等電磁干擾；流體電導(dǎo)率不均勻或過低接近閥值；電極材料與流體不匹配；采用低頻矩形波勵磁的電磁流量計在測量含大顆?；蝾w粒含量過多的漿液時會造成輸出晃動。

（1）硅渣流量計管線太長（從種分到沉降距離約2km），管內(nèi)可能存在脈動情況。建議管道中加裝氣室等阻尼裝置、提高勵磁頻率或增加儀表阻尼時間。儀表參數(shù)設(shè)置a參數(shù)Fct3.02磁場頻率調(diào)整。磁場頻率一般有50Hz的1/2、1/6、1/8、1/36，從出廠時的1/6提高到1/2。b參數(shù)Fct1.02時間常數(shù)調(diào)整由出廠時3s改為20s。C參數(shù)Fct3.06應(yīng)用參數(shù)調(diào)整由原來穩(wěn)定STEADY改為脈動FULSATING。

（2）硅渣是燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁在處理高硅鋁礦石時的產(chǎn)物，顆粒度較赤泥大一些。在采用低頻勵磁的儀表時會引起輸出晃動。建議增高頻率或選用雙頻勵磁的儀表。

4結(jié)束語

綜上所述，技術(shù)人員只有熟悉了工藝流程和現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境，掌握了電磁流量計的基礎(chǔ)知識，才能使電磁流量計得到合理使用和維護(hù)，發(fā)揮電磁流量計抗腐蝕、耐臟污、精度高、應(yīng)用廣等優(yōu)勢。