一、前(qián)言
電磁流(liu)量計
由于(yu)發送器液(yè)流部分結(jie)構簡單,對(dui)于液體的(de)适應性較(jiào)強,适用于(yú)各種酸、堿(jian)、鹽液等導(dao)電液體,以(yi)及含有固(gù).體顆粒(或(huò)纖維)的液(yè)體。十餘年(nián)來我國巳(sì)經生産了(le)幾千台電(diàn)磁流量計(ji),廣大用戶(hù)積累了豐(feng)富的使用(yòng)經驗。采用(yong)的行業也(yě)日益擴展(zhan),典型的測(ce)量對象如(rú):酒精制藥(yào)工業的包(bao)米漿發酵(jiao)液(便于殺(sha)菌消毒)、石(shi)油化工的(de)各種酸堿(jiǎn)液、機械制(zhi)造行業電(dian)解切削新(xīn)工藝的高(gāo)濃度食鹽(yán)溶液,采礦(kuàng)采煤工業(ye)的礦漿煤(mei)漿,石油鑽(zuan)探用水記(jì)灌漿等等(deng)。最近還将(jiang)電磁流量(liang)計作适當(dāng)的改裝,試(shi)用于含有(you)鐵磁性物(wu)質的液體(tǐ)流量。
電磁(ci)流量計除(chú)了上述有(you)較廣的适(shi)應性外,還(hái)有其他優(you)良性能,主(zhu)要有:
1.液體(ti)物理參數(shù)如粘度、密(mì)度、溫度、熱(re)傳導率等(děng)以及導電(diàn)率本身的(de)變化均不(bu)影響儀表(biǎo)體積流量(liang)讀數;
2.具有(you)均勻的分(fèn)度指示值(zhí)和線性輸(shu)出訊号;
3.水(shuǐ)頭阻力損(sǔn)失極小;
4.流(liú)量範圍廣(guang),可做到較(jiào)大流量(最(zuì)大流速可(kě)達10~15米/秒,而(er)一般流量(liàng)計爲1~3米/秒(miao))和低的起(qi)始流量;
5.發(fā)送器在管(guan)道.上安裝(zhuāng)比較方便(biàn),沒有嚴格(ge)直管要求(qiú);等等。
但是(shi),在使用.上(shàng)也有-定局(jú)限性,如不(bú)能用于低(di)導電率液(yè)體(如石油(yóu)制品和有(yǒu)機溶劑)和(hé)氣體、蒸汽(qi)。另外,這種(zhǒng)交變磁場(chang)的電磁流(liú)量計也不(bú)能用于測(ce)量液态金(jin)屬的流量(liang)。
電磁流量(liàng)計由于産(chan)生的流量(liàng)訊号很小(xiǎo),因此安裝(zhuang)時要嚴格(ge)防止外界(jie)幹擾,對接(jie)地等有一(yī)定要求,如(rú)處理不當(dāng),就不能正(zheng)常運行。毛(mao)主席教導(dǎo)我們:“一切(qiē)真知.都是(shì)從直接經(jing)驗發源的(de)。”幾年來廣(guǎng)大使用單(dan)位向我們(men)提供了許(xu)多使用方(fang)面的寶貴(gui)經驗與教(jiāo)訓,我們把(ba)它們彙集(jí)起來,引起(qǐ)大家重視(shi),減少今後(hòu)使用時摸(mo)索,避免再(zài)走相同的(de)彎路。
本資(zī)料還介紹(shào)前一階段(duàn)我們試用(yong)于礦漿流(liú)量方面的(de)一些探索(suo)性工作,如(ru)耐磨襯裏(li)的選用,安(an)裝上的要(yào)求等等。還(hái)簡要地介(jiè)紹試用于(yú)鐵磁性礦(kuàng)漿的情況(kuang)。
擇寫這份(fèn)資料的目(mu)的是交流(liú)經驗,在經(jing)過一階段(duan)的實踐後(hòu)将補充到(dao)《使用說明(ming)書》上。有些(xie)地方可能(neng)不太成熟(shu),希望廣大(da)用戶根據(ju)具體情況(kuang),研究參考(kǎo),把實踐中(zhong)創造的好(hao)經驗,提供(gòng)給我們,相(xiang)互交流,共(gòng)同提高,爲(wèi)建設社會(huì)主義作出(chū)貢獻。
二、發(fa)送器在管(guǎn)道上的安(ān)裝
1.安裝位(wei)置與方向(xiang)發送器的(de)安裝位置(zhì)應選擇在(zai)容易檢查(chá),便于調試(shi)維修的場(chang)所。周圍環(huán)境溫度盡(jìn)可能不超(chao)過40℃,相對濕(shī)度小于90%,避(bi)免日元直(zhi)按照射,并(bing)應防止雨(yǔ)水浸淹進(jin)入發送益(yi)。發送器附(fù)近不應有(you)電動機,變(biàn)壓器等強(qiang)磁場或強(qiang)電場,以防(fáng)止産生幹(gan)擾。
發送器(qì)在管路上(shang)的方向,對(dui)于一般液(yè)體,雖然能(neng)以水平,垂(chui)直或其他(tā)各種方向(xiàng)安裝于管(guǎn)路上,但以(yi)連接在垂(chuí)直管道上(shàng)最爲理想(xiǎng)。發送器導(dǎo)管内必須(xu)充滿液體(ti),否則要造(zao)成測量誤(wu)差,若液流(liu)不足而碰(pèng)不到電極(ji)時,那就根(gen)本不能進(jin)行測量了(le)。
發送器如(rú)按水平或(huo)傾斜方向(xiàng)接裝在管(guǎn)道上,電極(ji)軸線應處(chu)于水平方(fāng)向,如圖1所(suǒ)示。這樣若(ruò)液體中偶(ou)然混入氣(qì)泡不會遮(zhe)住電極而(er)斷開了流(liu)量訊号回(hui)路。不要使(shǐ)電極軸線(xian)處于垂直(zhí)方向,此時(shí)電極處在(zài)導管的上(shàng)下位置,一(yi)方面混入(rù)氣泡易遮(zhē)住上方電(dian)極,造成流(liú)量訊号突(tu)然中斷,指(zhi)示表指針(zhen)跳動,另一(yi)方面下方(fāng)電極在無(wú)流量時易(yi)被沉積物(wu)遮住。
2.接在(zài)礦漿管道(dào)上的要求(qiú):礦漿液含(hán)有顆粒,有(you)些較細如(ru)粉狀,有些(xiē)較粗、有棱(léng)角,有強烈(lie)沖刷磨蝕(shí)力,磨耗整(zhěng)個管道系(xì)統。例如某(mǒu)單位硬橡(xiàng)膠襯業的(de)LD-80型電磁流(liu)量發送器(qì),測量含有(you)顆粒的礦(kuàng)漿,隻用2~3星(xīng)期就磨損(sǔn)得不能用(yong)了。後來用(yong)聚氨酯橡(xiang)膠作襯裏(lǐ),用了一年(nian)拆下檢查(cha),磨損不到(dao)0.5毫米(襯裏(li)厚度約6毫(hao)米)。因此電(diàn)磁流量計(ji)用于礦漿(jiang)液時,要給(gei)予重視。發(fā)送器除了(le)在結構設(she)計上作出(chu)相應的措(cuò)施,如選用(yòng)耐磨橡膠(jiao)、聚氨酯像(xiàng)膠等以外(wài),在管道安(an)裝方面也(yě)要作針對(dui).性措施。
首(shǒu)先,發送器(qi)必須接裝(zhuāng)在垂直管(guǎn)道上這樣(yàng)可以克服(fú)水平安裝(zhuang)時的缺點(dian):其一,礦漿(jiang)在水平管(guan)道中流動(dong)時,粗細不(bu)同的顆粒(lì)不可能分(fèn)布均勻,發(fa)送器導管(guan)下半部的(de)襯裏磨耗(hao)更爲嚴重(zhong),造成磨損(sun)不均勻;其(qí)二,礦漿在(zai)緩慢流動(dong)時,還會産(chan)生顆粒沉(chen)積的現象(xiàng),導管下半(bàn)部分流速(sù)慢甚至不(bu)流.動,破壞(huài)了流速分(fèn)布的對稱(cheng)性,變成如(rú)圖2所示不(bú)對稱的流(liu)速分布,這(zhè)樣也要造(zao)成測量流(liu)量的誤差(chà)。因此發送(sòng)器必須選(xuǎn)擇安裝在(zài)垂直管道(dao)的位置上(shàng)。.
發送器接(jiē)上管道時(shí),進口端要(yao)避免如圖(tú)3B所示錯誤(wù)的裝法,襯(chèn)裏口暴露(lu)在液流之(zhī)中,使襯裏(lǐ)磨耗極快(kuài),使用日久(jiu),磨損漸向(xiàng)内伸,緻使(shi)襯裏全部(bu)破壞。如按(an)A的方式就(jiù)比較好些(xie)。有一使用(yong)單位曾在(zai)發送器進(jin)口端裝一(yi)~金屬保護(hù)套,如圖4所(suo)示,先使金(jīn)屬保護套(tao)抵擋-層,使(shǐ)勿傷襯裏(li),定期掉換(huan),有一定效(xiào)果。如果該(gai)保護套采(cǎi)用耐磨性(xìng)好上數十(shí)倍的鑄石(shí)制作,那麽(me)防磨損的(de)保護作用(yong)就更爲理(lǐ)想了。假如(rú)發送器導(dǎo)管的襯裏(lǐ)全部用鑄(zhu)石制造,那(nà)末耐磨問(wen)題可以說(shuo)完全解決(jue)了,但是目(mù)前制作上(shàng)還有一定(ding)困難,希望(wàng)大家一起(qǐ)想想辦法(fa)。
在測量礦(kuang)槳流量時(shi),除了上述(shu)要求耐磨(mo)以外,還有(you)一個在電(dian)極與村裏(lǐ)結垢粕(如(ru)碳酸鈣、硫(liu)酸鈣等)的(de)麻煩事情(qíng)。現在還沒(mei)有想到怎(zen)樣避免的(de)好辦法。隻(zhi)能提出勤(qin)清洗的方(fāng)法來解決(jue),建議如圖(tú)5所示管系(xì)安裝發送(song)器,清洗時(shí)比較方便(biàn)些。清洗時(shí)關掉閥1、2,開(kāi)閥3勿使液(yè)流中斷影(ying)響正常生(sheng)産,再卸下(xià)盲闆4、5就可(ke)進行清洗(xi)了。
另一個(ge)方法是選(xuǎn)擇适當的(de)液體流速(su)。因爲流速(sù)低于某一(yi)臨界值,随(sui)着流速的(de)降低,結垢(gou)越快,流速(sù)高于此臨(lin)界值後,礦(kuang)漿中通常(cháng)含有的懸(xuan)浮顆粒沖(chòng)刷管壁結(jié)垢層,出現(xiàn)磨蝕現象(xiang)。所以要選(xuǎn)擇好電磁(ci)流量計發(fā)送器導管(guan)内液體恰(qià)當的流速(sù),處理好結(jié)垢與磨蝕(shí)這一對矛(mao)盾,既不增(zēng)長垢層厚(hou)度,也不磨(mo)損導管襯(chèn)裏。據部分(fèn)經驗介紹(shao),流速選在(zài)1~1.5米/秒較爲(wei)妥當,當然(rán)這不是一(yī)-定的,要按(àn)礦漿具體(ti)條件來選(xuǎn)定。據《SelfCleaningMagneticFolwmeter》(InstrumentationTechnalgg.1968,NeV)一文(wén)介紹,用電(diàn)磁流量計(ji)測量紙漿(jiang)流量,8“管徑(jing)采用6”口徑(jìng)電磁流量(liàng)計,液流速(su)提高到4米(mǐ)/秒以上達(dá)到自動清(qīng)洗的目的(de)。
3、接在塑料(liao)等絕緣材(cai)料管道上(shang)的要求
在(zai)化工行業(ye)中輸送腐(fu)蝕性液體(tǐ)的管道系(xì)統,往往采(cǎi)用塑料,玻(bo)璃等不導(dǎo)電材料的(de)管系,液體(ti)在這種管(guǎn)道中流動(dong),處于對地(dì)絕緣狀态(tai),斷絕了介(jie)質接地的(de)參考電位(wei),使儀表無(wu)法正常工(gong)作。因此爲(wèi)了使流動(dòng)液體良好(hǎo)接地,必須(xu)如圖6所示(shi)在發送器(qì)前後各接(jie)一個接地(dì)金屬環或(huo)--小段金屬(shǔ)管,使發送(song)器前後二(er)段的液體(tǐ)接地,以排(pai)除幹擾。這(zhè)方面的教(jiao)訓是很多(duo)的,下文第(di)3一3節還有(yǒu)較詳細的(de)說明。
4.發送(sòng)器上遊的(de)直管段問(wen)題電磁流(liú)量計對上(shàng)遊直管段(duan)的要求是(shì)不高的,對(dui)下遊更無(wu)要求。對于(yú)小口徑電(diàn)磁流量計(ji),發送器電(dian)極到導管(guan)進口的距(jù)離巳經有(you)了幾倍直(zhí)徑d,如LD--25與LD-50型(xing)的1/D分别爲(wèi)8與5.所以不(bu)需要考慮(lü)直管段問(wèn)題。但對于(yú)較大口徑(jing)的儀表就(jiu)要略受影(ying)響。曾對口(kǒu)徑80與150毫米(mǐ)磁電的流(liú)量計作過(guò)液流分布(bù)嚴重不對(dui)稱影響的(de)試驗;它們(men)的1/D分别爲(wei)3.5和2。在發送(song)器進口端(duan)如圖7所示(shì)擋住一半(ban)通道,嚴重(zhong)擾亂了流(liu)速分布的(de)對稱性,試(shì)驗結果與(yǔ)未加擋闆(pan)相比80毫米(mǐ)口徑的儀(yí)表位置A時(shí)變化0.25%,位置(zhì)B時變化1%3150毫(hao)米口徑的(de)儀表位置(zhi)A時變化2.4%(限(xiàn)于設備條(tiáo)件,流量隻(zhi)試到滿量(liang)程的40%),流量(liàng)計作過液(ye)流分布嚴(yán)重不對稱(cheng)影響的試(shì)驗$它們的(de)1/D分别爲3.5和(hé)2。在發送器(qi)進口端如(rú)圖7所示擋(dǎng)住一半通(tong)道,嚴重擾(rǎo)亂了流速(su)分布的對(dui)稱性,試驗(yan)結果與未(wei)加擋闆相(xiàng)比80毫米口(kou)徑的儀表(biǎo)位置A時變(biàn)化0.25%,位置B時(shi)變化1%3150毫;米(mi)口徑的儀(yi)表位置A時(shí)變化2.4%(限于(yu)設備條件(jian),流量隻試(shì)到滿量程(cheng)的40%),位置B時(shí)變化1.5%,日本(ben)北展電機(ji)制作所也(ye)曾作過口(kou)徑1000毫米電(diàn)磁流量計(ji)的相同試(shi)驗,該發送(song)器的1/D=2在位(wèi)置A時變化(huà)4%,B時爲1%.從這(zhe)些情況來(lái)看,在較大(dà)口徑時要(yào)根據具體(ti)條件考慮(lü)直管段的(de)要求。國外(wai)有些制造(zao)廠的說明(míng)書上提出(chū)從電極開(kāi)始向上遊(you)推,有5倍直(zhi)徑距離的(de)直管段就(jiù)可以了。但(dan)在實際使(shi)用時,除非(fēi).在發送器(qi)前直接連(lián)接閘閥,又(yòu)處于半開(kai)放狀況外(wai),-般象上述(shù)那樣擋住(zhù)半邊管道(dào)這樣嚴重(zhòng)的流速不(bú)均現象,是(shi)很少碰到(dao)的。一般象(xiàng)發送器前(qián)遇到彎頭(tóu)、漸縮管、球(qiú)閥等所引(yin)起的流速(su)分布不均(jun1)勻,不敢于(yú)産生象上(shang)述試驗那(nà)樣大的偏(piān)差。
三接地(dì)與幹擾訊(xun)号的排除(chu)
1.不能用公(gong)共地線接(jie)地由于電(dian)磁流量計(ji)所産生的(de)流量訊号(hao)非常小,在(zai)滿量程時(shi)隻有幾個(gè)毫伏,而在(zai)下限流量(liàng)時僅有數(shù)微伏。因此(cǐ)電磁流量(liang)計發送器(qì)必須良好(hǎo)接地,以消(xiāo)除外界幹(gàn)擾訊号的(de)影響。首先(xiān)要求發送(sòng)器單獨設(shè)置接地點(diǎn),絕對不要(yao)接在電機(ji)電器等電(diàn)力設備的(de)公共地線(xian)上,或上下(xia)水管道上(shang)。因爲,連接(jiē)在公共地(dì)線上的電(dian)力設備上(shàng)如有漏電(dian),那麽在公(gōng)共地線上(shang)存在着電(diàn)位,甚至有(you)幾十毫伏(fú)甚至幾伏(fú)的電壓。關(guan)于這一點(dian)用戶常常(chang)忽視,這方(fāng)面的教訓(xun)是很多的(de)。過去用戶(hù)來廠反映(ying)用不好電(diàn)磁流量計(ji)(主要是LD型(xing)老産品),前(qian)去現場檢(jian)查,結果往(wang)往是接地(dì)不善所緻(zhi),估計将近(jin)故障實例(lì)一半以上(shàng)。因此要求(qiu)使用單位(wei)注意,不要(yào)把電磁流(liu)量計發送(song)器的接地(dì)線接在公(gong)共地線或(huo)上下水管(guǎn)道上。雖然(rán)配用LDD-1型轉(zhuǎn)換器和BLD型(xing)發送器的(de)電磁流量(liàng)計,在接地(dì)方面的要(yao)求低些,但(dan)也應予一(yi)定的注意(yi)。
2.接地要求(qiú)地線應該(gai)用總直徑(jìng)1-2以上毫米(mǐ)銅絞線接(jiē)在埋于一(yi)定深度的(de)接地棒或(huò)接地綱.上(shàng)(深度根據(ju)不同地區(qū)實際情況(kuang)而定,上海(hai)-般埋于一(yi)米多些深(shēn)度潮濕的(de)地方就可(kě)以了)。接地(di)裝置與發(fa)送器的距(ju)離盡可能(néng)地短,除發(fa)送器接地(dì)外,連接發(fa)送器的金(jīn)屬管道的(de)法蘭也要(yao)接地,如圖(tú)8所示。某冶(yě)煉廠用電(dian)磁流量計(ji)測量堿液(yè)礦漿,按照(zhào)上述要求(qiú)接地,但是(shi)幹擾訊号(hao)還是較大(dà),不能正常(cháng)運行,後來(lái)他們試把(ba)金屬管道(dào)再接地(見(jian)圖8虛線)試(shì)把接地點(diǎn)逐步向外(wài)推遠,當推(tuī)遠到2米時(shi),幹擾訊号(hào)顯著下降(jiàng),才使儀表(biǎo)能正常運(yùn)行。這種情(qing)況說明他(tā)們管道上(shàng)雜散電流(liu)較大,電流(liu)通過管道(dào)以及管道(dào)内液體影(yǐng)響到發送(sòng)器。當管道(dao)上接地點(diǎn)向外推移(yi),雜散電流(liu)影響不到(dao)發送器的(de)探測電極(ji)上,排除掉(diao)幹擾訊号(hao),才能使儀(yí)表正常運(yùn)行。
在一般(bān)情況下,接(jiē)地後的電(diàn)磁流量計(ji)可以運行(hang)得較好。如(ru)發生突然(ran)出現指示(shi)儀表指針(zhen)跳動或轉(zhuan)換器輸出(chu)訊号劇烈(liè)波動現象(xiàng)。則可能是(shì)指示儀表(biǎo)方面故障(zhang),或由于液(yè)體内存在(zài)氣泡覆住(zhù)電極引起(qǐ)瞬時斷路(lù)所造成,并(bìng)應檢查連(lian)接發送器(qi)的管道上(shang)是否在進(jin)行電焊,或(huo)發送器附(fu)近的電力(lì)設備是否(fou)發生較大(dà)的漏地電(diàn)流的影響(xiang)等等。
3.在絕(jué)緣材料管(guan)道上接地(dì)要求前文(wén)談到在塑(sù)料、玻璃、襯(chèn)橡膠等管(guǎn)道上裝電(dian)磁流量計(ji)發送器時(shí),要求在發(fa)送器前後(hòu)各裝一隻(zhi)金屬接地(di)環(或短管(guan)),與發送器(qì)一起良好(hao)接地。這樣(yang)流動液體(tǐ)通過接地(di)金屬環也(ye)得到良好(hao)接地,外界(jie)千擾電勢(shì)就傳不到(dao)發送器電(diàn)極上。如這(zhe)樣處理,液(yè)體在絕緣(yuán)管道中流(liu)動與管壁(bì)摩擦産生(sheng)靜電,或外(wai)界幹擾電(dian)勢通過液(ye)體傳到發(fa)送器,從電(dian)極再傳送(sòng)到測量線(xian)路,千擾了(le)流量訊号(hao)的測量。希(xi)望用戶不(bú)要忽視,免(mian)走彎路。.下(xià)面我們列(lie)舉-一個單(dan)立的實際(ji)教訓:
某糖(tang)廠用LD--80型電(dian)磁流量計(jì).測量pH值爲(wei)9的堿溶液(yè),管道及配(pèi)件全系聚(jù)氯乙烯塑(su)料。儀表裝(zhuang)好後一直(zhi)調試不好(hǎo)。派人來反(fǎn)映使用情(qing)況,我們根(gēn)據他們介(jie)紹惰況-一(yī)起分析,提(ti)了幾點看(kàn)法,主要是(shi)改善接地(dì)性能,要求(qiu)單獨接地(di)等等并送(song)給他們一(yi)-份資料,其(qi)中有一節(jiē)也談到絕(jue)緣管道象(xiang).上文所述(shu)的接地要(yao)求,他們同(tong)去以後在(zai)按地等方(fang)面作了改(gǎi)進,但沒有(you)重視裝金(jīn)屬按地環(huan)這一點仍(réng)舊調試不(bu)好。後來派(pài)人前去檢(jian)查,安裝接(jie)地等基本(ben)符合要求(qiu),就是沒有(you)在發送器(qì)前後裝接(jiē)地金屬環(huán)(圖6之4)。整個(gè)系統的液(yè)體處于對(duì)地絕緣狀(zhuang)态。即使在(zai)生産條件(jian)下液體流(liu)動時,斷開(kai)發送器激(jī)磁電流(即(ji)在沒有磁(ci)場時),從電(dian)極上就測(ce)得幹擾電(dian)勢竟達20毫(háo)伏之大(滿(mǎn)量程流量(liang)時的流量(liang)訊号也隻(zhi)有7-8毫伏)。通(tong)過測試可(kě)以肯定症(zhèng)結所在,向(xiàng)糖廠提出(chu)安裝接地(di)環的改進(jìn)措施。他們(men)還是半信(xin)半疑,怕停(ting)産改裝影(yǐng)響生産任(rèn)務的完成(cheng)。爲了進一(yī)步驗證,使(shi)他們信服(fú),我們在不(bu)停産的條(tiao)件下做試(shi)驗,在發送(sòng)器前後壁(bi)料管道上(shàng)各鑽--小孔(kǒng),插入良好(hǎo)接地的金(jīn)屬棒,與液(ye)體接觸,發(fa)送器電極(jí).上的幹擾(rao)訊号就大(dà)大減小。後(hou)來他們進(jin)行了改裝(zhuāng),故障迎刃(rèn)而解,電磁(ci)流量計運(yùn)行也就正(zheng)常。
4.發送器(qì)本身幹擾(rǎo)訊号前文(wén)介紹各方(fang)面的接地(di)要求,都是(shi)爲了杜絕(jué)外界幹擾(rǎo)訊号進入(rù)發送器的(de)途徑,以免(mian)影響流量(liang)訊号的測(cè)量。但是發(fā)送器本身(shēn)也會産生(shēng)幹擾訊号(hào),例如變壓(ya)器效應正(zhèng)交于擾訊(xun)号。制造廠(chang)在出廠時(shi)已經調整(zheng)到最小,但(dan)是可能在(zai)運輸時的(de)震動或無(wú)意中轉動(dong)調零電位(wei)器,會使此(ci)幹擾訊号(hào)增,大就要(yao)重新調整(zhěng)。正交幹擾(rao)産生的原(yuán)因與消減(jiǎn)方法請參(can)閱後文附(fù)錄一。
可用(yòng)下面方法(fǎ)區分發送(sòng)器本身的(de)幹擾訊号(hao)與外來的(de)幹擾訊号(hao):使發送器(qi)導管内充(chōng)滿靜止不(bú)流動的液(ye)體,不要接(jiē)上電源即(jí)在沒有激(jī)磁電流時(shí),如在電極(jí)上測得幹(gan)猶訊号時(shi),那末這是(shì)從管道系(xì)統上傳來(lai)的外來的(de)幹擾訊号(hao),或接地不(bú)善。如電磁(ci)流量計通(tong)上電源即(ji)有了激磁(cí)電流,而管(guan)道内液體(tǐ)又沒有流(liu)動,如在電(diàn)極上測得(de)訊号,這最(zuì)有可能是(shì)發送器本(ben)身産生的(de)幹擾訊号(hao)(當然也有(you)其他原因(yīn),如從傳輸(shu)線引入的(de)幹擾等)。
四(sì)、含鐵磁性(xìng)顆粒液體(tǐ)的測量
通(tong)常生産定(ding)型的電磁(cí)流量計不(bú)能用來測(cè)量含有鐵(tiě)磁性物質(zhì)的液體。因(yin)爲含有鐵(tiě)磁性物質(zhì)的液體通(tong)過發送器(qi)導管時會(huì)産生兩種(zhong)現象:第一(yī)、一部分鐵(tie)磁性顆粒(lì)吸附在磁(cí)路附近導(dǎo)管的内壁(bì)上,改變了(le)磁路中的(de)磁導,影響(xiǎng)了穿過液(ye)體的磁通(tong)密度,第二(èr),即使管壁(bi)不發生吸(xī)附鐵磁性(xìng)物質,液體(ti)中鐵磁性(xing)物質的含(hán)量變動,也(ye)要改變磁(cí)導,穿過的(de)磁通密度(du)也要變動(dòng),影響流量(liàng)訊号的數(shu)值而造成(cheng)誤差。前一(yi)階段我們(men)在幾個兄(xiōng)弟單位幫(bang)助下,經過(guo)一些改裝(zhuāng),解決這方(fang)面的問題(ti),獲得初步(bu)成功。
1.鐵磁(ci)性顆粒吸(xi)附導管内(nei)壁的消除(chú)方法山東(dōng)省淄博某(mou)廠用LD-25型電(diàn)磁流量計(jì)測量溶解(jiě)矽鐵的石(shí)灰泥漿流(liu)量,使用時(shí)發送器導(dǎo)管内壁上(shàng)會吸附着(zhe)矽鐵顆粒(lì)該廠采取(qǔ)定期切斷(duan)激磁電流(liú),每隔十二(er)秒斷電一(yī)秒,斷電期(qī)間籍液體(ti)流動的沖(chòng)刷力把吸(xi)附在導管(guǎn)内壁的矽(xī)鐵沖走,據(jù)介紹這種(zhǒng)方法已用(yong)了近三年(nián)。
2.磁導變化(hua)引起流量(liang)數值變化(huà)的補償将(jiang)原來的電(dian)磁流量計(ji)略加改裝(zhuāng),在發送器(qì)上裝一測(ce)量線圈,代(dài)替原來的(de)電流互感(gan)器,在此線(xiàn)圈上感應(ying)出的電勢(shì)正比于穿(chuān)過液體的(de)磁通密度(dù),作爲參比(bi)電量。這樣(yang)便補償了(le)磁通密度(du)的影響。我(wo)們對LD-80型電(diàn)磁流量計(ji)做了-個試(shi)驗,未改裝(zhuang)前,鐵礦漿(jiang)濃度增加(jia)到28%(重量比(bǐ)),與用水标(biāo)定的流量(liang)值比較,指(zhi)示值要變(biàn)化10%左右經(jing)改裝後的(de)變化可以(yi)在2.5%以内,基(ji)本上滿足(zu)了鐵礦漿(jiang)流量的測(ce)量問題。
五(wu)、發送器導(dao)管内壁沉(chen)積層.與結(jie)垢問題
1.沉(chen)積層與結(jie)垢對流量(liang)的影響前(qián)文談到沉(chén)積層與結(jie)垢的消除(chu),隻能從管(guǎn)路上想些(xiē)辦法,使便(biàn)于定期清(qīng)洗,還沒有(you)完滿的解(jiě)決方法。沉(chén)積層對流(liú)量測量精(jīng)度影響如(rú)何?我們還(hái)沒有具體(tǐ)實踐的感(gǎn)性認識,僅(jǐn)從資料上(shang)看到一些(xie)介紹。流量(liàng)訊号電勢(shi)E受導管内(nèi)壁沉積層(ceng)影響,可按(an)下列公式(shi)計算修正(zheng):
這裏有三(sān)種惰況:其(qí)一、沉積層(céng)電阻系數(shù)和被測液(yè)體電阻系(xì)數相同,即(ji):Pf=Pɷ,則不論沉(chén)積層的厚(hòu)度如何,由(yóu)此引起的(de)流速變化(hua)不影響輸(shū)出的流量(liàng)訊号;其二(er),Pɷ>Pf,則按上式(shi)計算與未(wèi)附着沉積(ji)層時的流(liu)量相比,指(zhǐ)示流量大(dà)于實際流(liu)量,但Po很大(da)是屬于絕(jue)緣性質,則(zé)電極被絕(jue)緣而送不(bu)出流髦訊(xùn)号而失卻(què)作用,其三(sān),Pɷ<Pf,與未附着(zhe)沉積層時(shi)流量相比(bǐ),指示流量(liàng)将小于實(shi)際流量,如(ru)附着層電(diàn)阻過小,則(ze)電極間将(jiāng)被短路,無(wu)流量訊号(hao)輸出而不(bú)能使用。
我(wǒ)們還未碰(pèng)到過附着(zhe)沉積層影(yǐng)響流量指(zhǐ)示值的實(shi)例,因此沒(mei)有試驗與(yu)驗證。隻看(kan)到資料上(shàng)的一個實(shi)例,發送器(qi)口徑150毫米(mi),沉積層厚(hou)度3毫米,有(yǒu)無沉積層(ceng)二種惰況(kuàng)下流測量(liàng)定值示于(yu)圖9。
2.導電沉(chén)積層的短(duan)路造成的(de)故障我們(men)遇到過幾(ji)個管壁沉(chén)積導電層(ceng)使電極間(jian)短路的故(gu)障實例。這(zhe)種場合隻(zhī)要定期.清(qīng)洗就可以(yǐ)解決的。
某(mǒu)柴油機廠(chang)在電解切(qiē)削新工藝(yì)試驗裝置(zhi)上,用LD--80電磁(cí)流量計測(cè)量飽和食(shi)鹽電解液(ye)的流量。開(kai)始運行很(hěn)正常,但間(jiān)斷地使用(yòng)二個月後(hòu),在流量相(xiàng)同的情況(kuang)下,指示值(zhi)越來越小(xiǎo),一直到流(liú)量訊号近(jin)于零。經現(xiàn)場檢查,卸(xie)下發送器(qi)發現導管(guǎn)内壁沉積(ji)着一層薄(bao)薄的黃鏽(xiù),拭清潔後(hou),運行就正(zhèng)常了。這些(xie)黃鏽是電(diàn)解液中的(de)大量氧化(hua)鐵沉積所(suǒ)緻。工業管(guǎn)道通常都(dou)采用黑色(sè)金屬,長期(qi)用于水溶(róng)液,也可能(néng)在發送器(qi)導管内壁(bì)絕緣襯裏(lǐ)上沉積黃(huáng)鏽層,使用(yong)時如出現(xiàn)流量訊号(hao)減小,也應(yīng)從這方而(ér)考慮可能(neng)的故障。最(zuì)好能根據(ju)情況,定期(qī)清洗。
3.電極(ji)污穢的清(qīng)除在被測(cè)液休極容(róng)易污穢電(dian)極而妨害(hài)正常測量(liàng)時,現在定(dìng)型産品也(ye)隻能采用(yòng)按圖5所示(shì)管路,定期(qī)清洗來解(jie)決。我們從(cong)資料上看(kàn)到幾種清(qīng)除電極污(wu)穢的方法(fǎ),有些要在(zai)電極的設(she)計結.構.上(shàng)作較大變(bian)動。有些要(yao)增加附屬(shǔ)裝置,
下面(miàn)作簡要介(jiè)紹,提供廣(guǎng)大用戶參(cān)考:.
(1)電極中(zhōng)空,可以通(tōng)過金屬絲(sī)刷子,人工(gong)定期清洗(xǐ)。也有在電(dian)極面上裝(zhuāng)-一連接在(zai)轉軸上的(de)旋轉括闆(pǎn),從中空的(de)電極引出(chū),接在電動(dong)機上不停(tíng)地旋轉,刮(guā)去除電極(jí)上污垢。電(dian)極中的軸(zhóu)采用“O”型圈(quan)等裝置密(mi)封。
(2)在污水(shui)處理中應(ying)用的大型(xing)電磁流量(liàng)計,把電極(ji)插入液體(ti),插進離管(guan)壁襯裏約(yuē)12毫米,利用(yòng)液流本身(shēn)作沖洗介(jiè)質,.以液流(liú)中懸浮顆(ke)粒去沖刷(shua)掉電極上(shang)形成的沉(chén)積層。
(3)定期(qi)加上工頻(pín)高壓電到(dao)電極,使電(diàn)流通過電(dian)極與液體(ti),“焚毀”電極(ji)上粘污的(de)沉積物。在(zài)通高壓電(diàn)清除污穢(huì)期間切斷(duan)通向轉換(huàn)器或指示(shì)儀表的電(dian)路。
(4)實心電(dian)極上裝壓(ya)電晶體,加(jia)上45~65千周頻(pín)率的電源(yuan),産生超聲(shēng)波以清洗(xǐ)電極表面(mian)。超聲波擊(jī)碎電極表(biǎo)面不導電(dian).沉積層,再(zai)靠液流沖(chong)刷掉。
六、液(yè)體導電率(lǜ)問題
1.導電(dian)率适用範(fan)圍目前生(sheng)産的電磁(cí)流量計還(hái)不能測量(liang)導電率很(hen)低液體流(liú)量如石油(you)制品和有(yǒu)機溶劑(如(ru)丙酮導電(diàn)率2x10-8莫/厘米(mǐ))等。被測液(yè)體導電率(lǜ)必須大于(yu)自來水(≈10-4莫(mo)/厘米),而工(gōng)業生産中(zhōng)各種酸、堿(jian)、鹽液的導(dao)電率---般在(zai)10-4~10-1莫/厘米之(zhī)間,一般均(jun1)能适用。
曾(ceng)用導電率(lü)低于自來(lái)水的三度(dù)蒸.餾水,對(dui)帶有LDD--1型轉(zhuan)換器的BLD一(yī)25型發送器(qi)的電磁流(liu)量計作流(liu)量試驗。導(dao)電率低到(dao)6X10-5莫/厘米時(shí),儀表指示(shì)值沒有影(yǐng)響3導電率(lü)低到1x10-8莫/厘(lí)米時,儀表(biao)零位漂移(yi)30%,調整零位(wèi)後,仍可維(wéi)持原來的(de)流量值。作(zuò)此試驗時(shi)發送器與(yu)轉換器間(jiān)訊号線隻(zhī)用一米多(duō)長,以減.少(shao)訊号線間(jian)的分布電(diàn)容。因此現(xiàn)有儀表作(zuò)些措施,還(hai)可以測導(dǎo)電率低到(dao)1~5X10-6莫/厘米左(zuǒ)右的液體(tǐ)流量。
2.導電(diàn)率變化對(dui)流量指示(shi)值的影響(xiǎng)問題我們(men)曾用不同(tóng)濃度的食(shi)鹽水(導電(diàn).率從5x0-4~1x10-1莫/厘(lí)米)對帶LDD-1型(xíng)轉換器的(de)BLD--25型電磁流(liu)量發送器(qi)作導電率(lǜ)影響試驗(yan),實驗證明(ming)在此範圍(wéi)内,流量指(zhǐ)示值沒有(you)變化。
七、液(ye)體溫度問(wen)題
電磁流(liu)量計發送(song)器發送器(qì)可以利用(yòng)的:最高液(yè)體溫度受(shòu)二方面的(de)因素限制(zhì)(1)襯裏層的(de)容許使用(yong)溫度;(2)激磁(ci)線圈的溫(wen)升和它的(de)最高允許(xu)溫度。現在(zài)定型生産(chǎn)的電磁流(liú)量計發送(sòng)器的液體(ti)最高溫度(dù)綜合以上(shang)二因素定(dìng)爲50~60℃。實際上(shang)單獨以襯(chen)裏材料而(ér)言,象四氟(fu)乙烯,搪瓷(cí)使用溫度(du)還可用得(de)高些,譬如(ru)說120℃。如果線(xiàn)圈材料選(xuǎn)用較高耐(nai)熱等級,是(shì)可以用于(yú)較高溫度(du)的。這方面(miàn)工作正在(zài)試制,有待(dài)與廣大用(yòng)戶一起配(pèi)合使用。
在(zai)醫藥,食品(pin)工業中常(chang)需測量溫(wen)度低于零(líng)度液體,從(cóng)原理上來(lai)講電磁流(liu)量計完全(quán)可以使用(yong),但低于室(shì)溫液體會(huì)使發送器(qì)導管外壁(bi)産生露水(shui)或凝結成(cheng)霜,破壞了(le)電極間絕(jue)緣,要影響(xiang)正常運用(yong)。某制藥廠(chǎng)曾創造出(chū)辦法,予以(yi)解決。他們(men)用LD--80型電磁(ci)流量計測(cè)量攝氏零(ling)下6~10°的氯化(hua)鈣溶液,針(zhen)對防止結(jie)霜現象他(ta)們将發送(sòng)器作了些(xie)改裝,掉換(huan)一部分不(bu)耐油零件(jiàn)(如橡膠墊(niàn)圈等),加強(qiang)外殼密封(feng)性,在發送(sòng)器外殼鑽(zuan)二加油小(xiao)孔,灌進變(bian)壓器油使(shǐ)與空氣隔(ge)絕,排除了(le)産生露水(shui)結霜的條(tiao)件。
八、幾個(ge)安裝使用(yong)不正常的(de)實例
前文(wén)已列舉了(le)一些電磁(ci)流量計使(shi)用實例,下(xià)面再舉幾(jǐ)個使用不(bú)正常的典(diǎn)型例子:
1.發(fa)送器附近(jìn)電機漏電(dian)的影響電(diàn)磁流量計(jì)流量校驗(yan)車間作流(liú)量标定時(shí)有一段時(shi)期發送器(qi)上的幹擾(rao)電勢突然(ran)增加隔一(yī)會又趨正(zheng)常,沒有規(guī)律,發送器(qi)是良好地(di)單獨接地(dì)的,一時未(wei)得解決。後(hòu)來着手檢(jiǎn)查周圍電(dian)機與電器(qì)設備,發現(xian)校驗設備(bèi)附近有一(yī)台鑽床的(de)電動機漏(lou)電極大,當(dāng)開動電動(dong)機時,發送(song)器的幹擾(rǎo)電勢就增(zeng)加當換上(shang)一台良好(hao)電機後,這(zhè)個故障就(jiù)消失了。
2.接(jie)發送器管(guan)道上進行(háng)電焊的影(yǐng)響某冶煉(liàn)廠用LD--80型電(dian)磁流量計(ji)測礦漿液(ye),開始運行(hang)正常。用一(yi)段時期後(hou)發現指針(zhēn)擺動很厲(lì)害,而根據(ju)生産流程(chéng)判斷不是(shì)流量波動(dòng)所緻。檢查(chá)發送器與(yǔ)指示儀表(biao)也沒有故(gu)障。這樣觀(guan)察了幾天(tiān),從記錄紙(zhǐ)上發現一(yi)個規律,即(jí)在長日班(ban)上班時指(zhǐ)針擺動厲(lì)害,中午休(xiu)息和下班(bān)後運行正(zhèng)常。根據這(zhe)個現象進(jìn)行分析,最(zuì)後找到原(yuan)因,原來在(zai)離發送器(qi)較遠的同(tong)一管道上(shang)在進行電(dian)焊,電焊産(chǎn)生幹擾電(diàn)勢使指針(zhen)跳動。下班(ban)休息不進(jìn)行電焊,儀(yí)表就運行(háng)正常。
3.發送(song)器導管内(nèi)未經常充(chōng)滿液體某(mou)造船廠用(yong)LD-80型電磁流(liu)量計測量(liàng)水流量。他(ta)們來廠反(fan)映說,當水(shuǐ)關掉沒有(yǒu)流量時指(zhǐ)針反而走(zou)到滿量程(cheng)處。經實地(di)檢查發現(xiàn)管道系統(tong)設計不妥(tuǒ),閥門裝在(zai)發送器的(de)上遊,水流(liu)過發送器(qì)後就流入(rù)大氣。當閥(fá)門關閉後(hòu),發送器内(nèi)的水也都(dou)排空,變成(chéng)沒有液體(ti),造成流量(liàng)=0,指示=100%的現(xiàn)象。将閥門(mén)改裝在發(fā)送器下遊(you),這個故障(zhang)便消除了(le)。
九、結束語(yu)
以上介紹(shào)了電磁流(liu)量計安裝(zhuāng)使用方面(miàn).的幾個問(wen)題,大部分(fèn)都是使用(yong)單位提供(gòng)的實踐經(jīng)驗,是有一(yi)定代表性(xìng)的,供廣大(da)用戶參考(kǎo)。歡迎各使(shǐ)用單位提(ti)供安裝使(shǐ)用以及儀(yi)表改進等(deng)方面創造(zao)的經驗,反(fǎn)映儀表質(zhì)量情況和(hé)其他方面(miàn)的意見,使(shi)我們改進(jin)提高。
附錄(lu)一:發送器(qi)内“變壓器(qì)效應”
正交(jiāo)幹擾訊号(hao)的産生與(yu)消除方法(fa)
正交幹擾(rao)是指相位(wèi)上與流量(liang)訊号差90°的(de)幹擾訊号(hao)。流量訊号(hào)從電極上(shàng)引出(見圖(tu)10),通過引線(xian)接到轉換(huan)器(或指.示(shi)儀表)。這樣(yang)從電極1一(yi)液體内阻(zǔ)Rg一電極2-引(yin)線-轉換器(qì)輸入阻抗(kàng)Rr-引線--電極(jí)1,引成一個(ge)回路,與發(fa)送器主磁(ci)通B交聯,象(xiang)變壓器--匝(za)次級繞組(zu),感應出-一(yī)個訊号電(diàn)勢,超前于(yú)流量訊号(hào)90°。這便是“變(bian)壓器效應(ying)”正交幹擾(rao)訊号。
減小(xiǎo)此幹擾訊(xun)号的方法(fa)如圖11所示(shi),印刷線路(lù)闆2(或導線(xiàn))緊貼在發(fā)送器導管(guǎn)外壁,由電(dian)極3.上的螺(luó)母固定。一(yi)個電極.上(shàng)僅有一根(gēn)引線,另一(yi)電極上有(you)二根引線(xian),二根引線(xiàn)分設在電(diàn)極中心線(xian)二邊,按到(dao)470歐姆的繞(rao)線電位器(qì)上。在這二(èr)根導.線上(shàng)感應出二(èr)個相位相(xiang)反的感應(yīng)電流,此電(dian)流改變電(dian)位器滑臂(bi)的位置使(shi)之平衡,使(shǐ)從滑臂引(yǐn)出的正交(jiao)幹擾訊号(hào)調整得很(hěn)小,一般控(kòng)制在0.3毫伏(fu)以内。
附錄(lu)二:利用現(xiàn)場設備标(biao)定流量的(de)實例
對于(yu)配有EWY型電(dian)位差計(經(jīng)改裝過)的(de)LD型電磁流(liú)量計老産(chǎn)品由于測(cè)量線路的(de)輸入阻抗(kang)較小(Rr≈3兆歐(ou)),當導電率(lǜ)超過某一(yī)數值時,會(huì)降低流量(liàng)訊号而改(gai)變了流量(liàng)指示值。我(wo)們也曾用(yong)第六節所(suǒ)述相同的(de)食鹽水,對(dui)LD--25型電磁流(liu)量計老産(chǎn)品做試驗(yan),試驗表明(ming)有一定影(yǐng)響,結果示(shì)于圖12。此圖(tú)曲線隻能(neng)定性地看(kan)總的趨向(xiang),不能取作(zuo)修正系數(shu),因爲電極(ji)大小、管徑(jing)等因素,均(jun1)會影響曲(qu)線的數值(zhí),如用過去(qù)生産的LD型(xíng)電磁流量(liàng)計老産品(pin),液體導電(diàn)率影響流(liu)量指示值(zhi)時,有時候(hòu)可以利用(yong)現場設備(bèi)重新标定(dìng),下面介紹(shào)利用現場(chǎng)設備,實際(ji)使用液體(tǐ)重新标定(ding)的一個實(shí)例:
某化肥(fei)廠用LD--25型電(diàn)磁流量計(jì)測量濃硫(liu)酸,管道系(xi)統與容器(qì)設備如圖(tú)18所示。流量(liàng)計的.上遊(you)有園形容(rong)器3,高出儀(yi)表3米,靠液(yè)體的位能(néng)推動液流(liu)。用鋼卷尺(chǐ)測出容器(qì)尺寸,每厘(li)米高度h的(de)體積爲66.58升(shēng),酸從泵5定(ding)期打入從(cóng)底部流出(chū)。試驗時二(èr)人同在同(tóng)一時間内(nei)讀取流量(liàng)計指示流(liú)量與容器(qi)液體高度(du)變化△h,求得(de)流過儀表(biǎo)的實際流(liú)量。假使流(liu)量不穩定(dìng),流量計指(zhi)示值變動(dòng)或波動較(jiao)大,可以根(gen)據情況每(měi)隔一段時(shí)間(譬如15秒(miao)、30秒或1分)讀(dú)取一個數(shù)值,計算時(shi)取它們的(de)平均值。用(yong)硫酸标定(ding)的流量值(zhí)與在制造(zao)廠用水标(biāo)定.的流量(liàng)值進行比(bǐ)較,根據試(shi)驗結果求(qiú)得的差值(zhi),調換電位(wèi)差計中的(de)平衡訊号(hao)發生器(使(shǐ)用說明書(shu)中圖六之(zhi)4)中的電阻(zu)R:(使用說明(míng)書中圖十(shí)六)的阻值(zhí)(用錳銅絲(si)繞制),再用(yong)硫酸校驗(yàn)一次,以達(dá)到準的确(què)流量指示(shi)值。試驗結(jié)果見表一(yi)。.
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