染料流量計的優(yōu)點及安裝使用注意事項
點擊次數(shù)：2422 發(fā)布時間：2020-11-06 02:47:26
摘要：我們知道流量儀表在平常的應(yīng)用中*難的兩點在于選型與安裝，其中*容易出問題的就是染料流量計選型，不過對于選型我們發(fā)布了數(shù)不勝數(shù)的文章，**我們來講下染料流量計的安裝與使用。在選用好的基礎(chǔ)上如何正確安裝與使用是發(fā)揮染料流量計作用的關(guān)鍵，因此本文結(jié)合作者切身經(jīng)驗，詳細介紹了染料流量計在其安裝與使用方面應(yīng)具備的一些技巧和方法。
1、引言
染料流量計（簡稱EMF）是利用法拉*電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。20世紀50年代初EMF實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，近年來在**范圍內(nèi)，EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%～6.5%，特別是2000年以來，這個數(shù)值有逐年上升的趨勢。染料流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，在其安裝與使用方面有一些技巧和注意事項，在這里結(jié)合我一些切身經(jīng)驗和大家討論，希望能對染料流量計的正確安裝與使用作出貢獻。
2、染料流量計的使用優(yōu)點
染料流量計的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等；
它不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道*為適合；
染料流量計所測得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響；
與其他大部分流量儀表相比，它的前置直管段要求較低；
染料流量計的測量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴大和縮小流量（例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù)）不必取下作離線實流標定；
染料流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m；可測正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線性的；
易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體。
當然，染料流量計也有缺點。比如它不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等；不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體；通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測量較高溫度的液體。
3、安裝與使用注意事項
3.1 使用時應(yīng)注意的一般事項
液體應(yīng)具有測量所需的電導率，并要求電導率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導率不均勻場所，例如其上游附近加入藥液，加液點*好設(shè)于傳感器下游。使用時傳感器測量管必須充滿液體（非滿管型例外）。液體有混合時，其分布應(yīng)大體均勻。液體應(yīng)與地同電位，必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時，輸送液體產(chǎn)生摩檫靜電等原因，造成液體與地間有電位差。
3.2 流量傳感器安裝
3.2.1 安裝場所
通常電磁流量傳感器外殼防護等極為IP65（GB 4208規(guī)定的防塵防噴水級），對安裝場所有以下要求：
1）測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所；測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游；測量化學反應(yīng)管道時，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游；
2）盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓；
3）選擇震動小的場所，特別對一體型儀表；
4）避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾；
5）易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所；
6）盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
7）環(huán)境溫度在－25/－10～50/600℃范圍內(nèi)，一體型結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些；
8）環(huán)境相對濕度在10%～90%范圍內(nèi)；
9）盡可能避免受陽光直照；
10）避免雨水浸淋，不會被水浸沒。
如果防護等級是IP67（防塵防浸水級）或IP68 （防塵防潛水級），則無需上述8）、10）兩項要求。
3.2.2 直管段長度要求
為獲得正常測量精確度，電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段，但其長度與大部分其它流量儀表相比要求較低。90°彎管、T形管、同心異徑管、全開閘閥后通常認為只要離電極中心線（不是傳感器進口端連接面）5倍直徑（5D）長度的直管段，不同開度的閥則需10D；下游直管段為（2～3）D或無要求；但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內(nèi)。各標準或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長度亦不一致，匯集如表1所示，要求比通常要求高，這是由于為保證達到當前0.5級精度儀表的要求。表1
如閥能開使用時，應(yīng)按閥截流方向和電極軸成45°角度安裝，則附加誤差可大為減少。
3.2.3 安裝位置和流動方向
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測量固、液兩相流體*好垂直安裝，自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重，低流速時固相沉淀等缺點。
水平安裝時要使電極軸線平行于地平線，不要處于垂直于地平線，因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋，頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面，使輸出信號波動。圖1所示管系中，c、d為適宜位置；a、b 、e為不宜位置，b處可能液體不充滿，a、e處易積聚氣體，且e處傳感器后管段短也有可能不充滿，排放口*好如f形狀所示。對于固、液兩相流c處亦是不宜位置。
3.2.4 旁路管、便于清洗連接和預(yù)置入孔
為便于在工藝管道繼續(xù)流動和傳感器停止流動時檢查和調(diào)整零點，應(yīng)裝旁路管。但大管徑管系因投資和位置空間限制，往往不易辦到。根據(jù)電極污染程度來校正測量值，或確定一個不影響測量值的污染程度判斷基準是困難的。除前文所述，采用非接觸電極或帶刮刀清除裝置電極的儀表，可解決一些問題外，有時還需要清除內(nèi)壁附著物，則可按圖2所示，不卸下傳感器就地清除。
對于管徑大于1.5～1.6m的管系在EMF附近管道上預(yù)置入孔，以便管系停止運行時清洗傳感器測量管內(nèi)壁。
3.2.5 負壓管系的安裝
氟塑料襯里傳感器須謹慎地應(yīng)用于負壓管系；正壓管系應(yīng)防止產(chǎn)生負壓，例如液體溫度高于室溫的管系，關(guān)閉傳感器上下游截止閥停止運行后，流體冷卻收縮會形成負壓，應(yīng)在傳感器附近裝負壓防止閥，如圖3所示。有制造廠規(guī)定PTFE 和PFA 塑料襯里應(yīng)用于負壓管系的壓力可在200C、1000C、1300C時使用的絕對壓力必須分別大于27、40、50KPa。
3.2.6 接地
傳感器必須單獨接地（接地電阻100Ω以下）。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用較粗銅導線（16mm2）饒過傳感器跨接管道兩連接法蘭上，使陰極保護電流于傳感器之間隔離。
有時候雜散電流過大，如電解槽沿著電解液的泄漏電流影響EMF正常測量，則可采取流量傳感器與其連接的工藝之間電氣隔離的辦法。同樣有陰極保護的管線上，陰極保護電流影響EMF測量時，也可以采取本方法。
3.3 轉(zhuǎn)換器安裝和連接電纜
一體型EMF無單獨安裝轉(zhuǎn)換器；分離型轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室，場所選擇余地較大，環(huán)境條件比傳感器好些，其防護等級是IP65或IP64（防塵防濺級）。安裝場所的要求與3.2.1中3）、4）、6）、8）、9）、10）各條相同，環(huán)境溫度受電子器件限制，使用溫度范圍比7）規(guī)定所列要窄些。
轉(zhuǎn)換器和傳感器間距離受制于被測介質(zhì)電導率和信號電纜型號，即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數(shù)等。要用制造廠隨儀表所附（或規(guī)定型號）的信號電纜。電導率較低液體和傳輸距離較長時，也有規(guī)定用三層屏蔽電纜。一般儀表“使用說明書”對不同電導率液體給出相應(yīng)傳輸距離范圍。單層屏蔽電纜用于工業(yè)用水或酸堿液通常可傳送距離100m。
為了避免干擾信號，信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內(nèi)，不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。
4、結(jié)論
隨著企業(yè)全面走向市場，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理將進一步深化，流量計量越顯重要，染料流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，要發(fā)揮其作用，在選用好的基礎(chǔ)上如何正確安裝與使用就成了一個關(guān)鍵的問題。因此，自動化儀表專業(yè)人員在具備一定的專業(yè)知識的前提下，有必要在其如何正確安裝與使用方面掌握一定的技巧和方法，唯有如此，才能滿足企業(yè)的要求，使流量計量發(fā)揮重要作用。
1、引言
染料流量計（簡稱EMF）是利用法拉*電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。20世紀50年代初EMF實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，近年來在**范圍內(nèi)，EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%～6.5%，特別是2000年以來，這個數(shù)值有逐年上升的趨勢。染料流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，在其安裝與使用方面有一些技巧和注意事項，在這里結(jié)合我一些切身經(jīng)驗和大家討論，希望能對染料流量計的正確安裝與使用作出貢獻。
2、染料流量計的使用優(yōu)點
染料流量計的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等；
它不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道*為適合；
染料流量計所測得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響；
與其他大部分流量儀表相比，它的前置直管段要求較低；
染料流量計的測量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴大和縮小流量（例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù)）不必取下作離線實流標定；
染料流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m；可測正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線性的；
易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體。
當然，染料流量計也有缺點。比如它不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等；不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體；通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測量較高溫度的液體。
3、安裝與使用注意事項
3.1 使用時應(yīng)注意的一般事項
液體應(yīng)具有測量所需的電導率，并要求電導率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導率不均勻場所，例如其上游附近加入藥液，加液點*好設(shè)于傳感器下游。使用時傳感器測量管必須充滿液體（非滿管型例外）。液體有混合時，其分布應(yīng)大體均勻。液體應(yīng)與地同電位，必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時，輸送液體產(chǎn)生摩檫靜電等原因，造成液體與地間有電位差。
3.2 流量傳感器安裝
3.2.1 安裝場所
通常電磁流量傳感器外殼防護等極為IP65（GB 4208規(guī)定的防塵防噴水級），對安裝場所有以下要求：
1）測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所；測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游；測量化學反應(yīng)管道時，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游；
2）盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓；
3）選擇震動小的場所，特別對一體型儀表；
4）避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾；
5）易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所；
6）盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
7）環(huán)境溫度在－25/－10～50/600℃范圍內(nèi)，一體型結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些；
8）環(huán)境相對濕度在10%～90%范圍內(nèi)；
9）盡可能避免受陽光直照；
10）避免雨水浸淋，不會被水浸沒。
如果防護等級是IP67（防塵防浸水級）或IP68 （防塵防潛水級），則無需上述8）、10）兩項要求。
3.2.2 直管段長度要求
為獲得正常測量精確度，電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段，但其長度與大部分其它流量儀表相比要求較低。90°彎管、T形管、同心異徑管、全開閘閥后通常認為只要離電極中心線（不是傳感器進口端連接面）5倍直徑（5D）長度的直管段，不同開度的閥則需10D；下游直管段為（2～3）D或無要求；但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內(nèi)。各標準或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長度亦不一致，匯集如表1所示，要求比通常要求高，這是由于為保證達到當前0.5級精度儀表的要求。表1
如閥能開使用時，應(yīng)按閥截流方向和電極軸成45°角度安裝，則附加誤差可大為減少。
3.2.3 安裝位置和流動方向
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測量固、液兩相流體*好垂直安裝，自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重，低流速時固相沉淀等缺點。
水平安裝時要使電極軸線平行于地平線，不要處于垂直于地平線，因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋，頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面，使輸出信號波動。圖1所示管系中，c、d為適宜位置；a、b 、e為不宜位置，b處可能液體不充滿，a、e處易積聚氣體，且e處傳感器后管段短也有可能不充滿，排放口*好如f形狀所示。對于固、液兩相流c處亦是不宜位置。
3.2.4 旁路管、便于清洗連接和預(yù)置入孔
為便于在工藝管道繼續(xù)流動和傳感器停止流動時檢查和調(diào)整零點，應(yīng)裝旁路管。但大管徑管系因投資和位置空間限制，往往不易辦到。根據(jù)電極污染程度來校正測量值，或確定一個不影響測量值的污染程度判斷基準是困難的。除前文所述，采用非接觸電極或帶刮刀清除裝置電極的儀表，可解決一些問題外，有時還需要清除內(nèi)壁附著物，則可按圖2所示，不卸下傳感器就地清除。
對于管徑大于1.5～1.6m的管系在EMF附近管道上預(yù)置入孔，以便管系停止運行時清洗傳感器測量管內(nèi)壁。
3.2.5 負壓管系的安裝
氟塑料襯里傳感器須謹慎地應(yīng)用于負壓管系；正壓管系應(yīng)防止產(chǎn)生負壓，例如液體溫度高于室溫的管系，關(guān)閉傳感器上下游截止閥停止運行后，流體冷卻收縮會形成負壓，應(yīng)在傳感器附近裝負壓防止閥，如圖3所示。有制造廠規(guī)定PTFE 和PFA 塑料襯里應(yīng)用于負壓管系的壓力可在200C、1000C、1300C時使用的絕對壓力必須分別大于27、40、50KPa。
3.2.6 接地
傳感器必須單獨接地（接地電阻100Ω以下）。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用較粗銅導線（16mm2）饒過傳感器跨接管道兩連接法蘭上，使陰極保護電流于傳感器之間隔離。
有時候雜散電流過大，如電解槽沿著電解液的泄漏電流影響EMF正常測量，則可采取流量傳感器與其連接的工藝之間電氣隔離的辦法。同樣有陰極保護的管線上，陰極保護電流影響EMF測量時，也可以采取本方法。
3.3 轉(zhuǎn)換器安裝和連接電纜
一體型EMF無單獨安裝轉(zhuǎn)換器；分離型轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室，場所選擇余地較大，環(huán)境條件比傳感器好些，其防護等級是IP65或IP64（防塵防濺級）。安裝場所的要求與3.2.1中3）、4）、6）、8）、9）、10）各條相同，環(huán)境溫度受電子器件限制，使用溫度范圍比7）規(guī)定所列要窄些。
轉(zhuǎn)換器和傳感器間距離受制于被測介質(zhì)電導率和信號電纜型號，即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數(shù)等。要用制造廠隨儀表所附（或規(guī)定型號）的信號電纜。電導率較低液體和傳輸距離較長時，也有規(guī)定用三層屏蔽電纜。一般儀表“使用說明書”對不同電導率液體給出相應(yīng)傳輸距離范圍。單層屏蔽電纜用于工業(yè)用水或酸堿液通常可傳送距離100m。
為了避免干擾信號，信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內(nèi)，不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。
4、結(jié)論
隨著企業(yè)全面走向市場，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理將進一步深化，流量計量越顯重要，染料流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，要發(fā)揮其作用，在選用好的基礎(chǔ)上如何正確安裝與使用就成了一個關(guān)鍵的問題。因此，自動化儀表專業(yè)人員在具備一定的專業(yè)知識的前提下，有必要在其如何正確安裝與使用方面掌握一定的技巧和方法，唯有如此，才能滿足企業(yè)的要求，使流量計量發(fā)揮重要作用。