芻議電磁流量計(jì)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用
電磁流量計(jì)是20世紀(jì)60年代隨著電子技術(shù)發(fā)展而迅速開發(fā)的新型流量測量儀表。它根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成,用來測量導(dǎo)電流體的體積流量,由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)鋼鐵行業(yè)中的各種導(dǎo)電液體的測量。
隨著生產(chǎn)企業(yè)對工藝設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的自動(dòng)化改造,大部分工藝設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)級(jí)設(shè)備自動(dòng)化和過程控制自動(dòng)化,多數(shù)自動(dòng)化設(shè)備采用了國外先進(jìn)的PLC或DCS系統(tǒng),過程自動(dòng)化對設(shè)備進(jìn)行全面的信息監(jiān)控,將檢測儀表系統(tǒng)采集的高精度電磁流量計(jì)數(shù)據(jù)傳送到中央控制室。
電磁流量計(jì)在使用過程中常出現(xiàn)一些故障,有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障,有的是由于選用不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障等。因此,合理選擇與正確安裝電磁流量計(jì),并進(jìn)行有效維護(hù),對于保證測量準(zhǔn)確度、提高使用壽命都是很重要的。
1 電磁流量計(jì)的原理和結(jié)構(gòu)
1.1 主要特點(diǎn)
電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律,測量導(dǎo)電液體的流量。
它的主要特點(diǎn):測量通道是光滑直管,不易阻塞,適用于測量含有固體顆?;蚶w維的液固二相流體;不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失;不受流體密度、黏度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化影響;對前置直管段要求較低;測量范圍大,通常為20:1~50:1;不能用于較高溫度的液體測量。
電磁流量計(jì)不能測量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品和有機(jī)溶劑等,不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。
1.2 基本原理
測量原理是基于法拉第電磁感虛定律。即:導(dǎo)電液體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,其感應(yīng)電動(dòng)勢E為 式中:E為感應(yīng)電動(dòng)勢,即流量信號(hào),V;K為儀表常數(shù)系數(shù);B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,T;D為測量管的內(nèi)徑值,m;υ為測量管界面的平均流速,m/s。
如圖1所示,導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動(dòng),且與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢,設(shè)置液體的體積流量時(shí),則式(1)中K=4B/(ぇD)。
圖1 流量測量的原理圖
1.3 電磁流量計(jì)的流量傳感器
電磁流造計(jì)由流鰱傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。
流量傳感器由以下部分構(gòu)成:外殼,磁路系統(tǒng),測量管,襯里,電極。
傳感器典型結(jié)構(gòu)示意如圖2所示,測量管上下裝有勵(lì)磁線圈,通過勵(lì)磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢。
圖2 流量傳感器示意圖
(1)外殼。由鐵磁材料制成,保護(hù)勵(lì)磁線圈,隔離外磁場的干擾。
(2)磁路系統(tǒng)。產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場,直流磁場可用永久磁鐵來實(shí)現(xiàn),結(jié)構(gòu)簡單,工業(yè)現(xiàn)場電磁流量計(jì),一般都采用交變磁場。
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