电磁流量计型号(电磁流量计型号规格国家标准)
电磁流量计型号及参数
电磁流量计的选型需要考虑多个因素。下面列举几个重要的因素供参考:1.测量介质:首先需要确定被测介质的性质,如流体类型、含固体或气体的比例、粘度、温度、密度等,选型时会根据这些参数来进行匹配。除此之外,需要关注被测介质的电导率,电磁流量计一般适用于电导率大于5μS/cm的液体或浆料,如果宏岁介质电导率较小则不能使用电磁流量计。2.测量范围:根据被测介质的流量大小和变化范围来确定选型范围。应该选择基于被测介质的流量范围和变化范围能够覆盖实际流量的电磁流量计。3.特殊工况:需要考虑被测介质的工作环境是否存在特殊情况,例如高温、高祥野压、腐蚀、爆炸、防护等要求。在选择电磁流量计的型号和材质时应特别重视这些要素。4.管道尺寸与类型:也需要考虑被测流体管道的尺寸和类型,例如管径大小、直管段长度、管道材质、管道壁厚等。根据这些参数来确定选型范围和安装方式,以蔽宴睁确保测量精度和稳定性。5.精度和性能:不同型号的电磁流量计精度和性能会有所不同,所选电磁流量计的精度和性能应符合现场测量的需求。需要根据被测介质的特性、流量的范围和精度要求等综合考虑,选择具有较高的精度和稳定性的产品,并根据实际的运行情况进行校准和优化。
电磁流量计型号有哪些
电磁流量计是一种常用的流量测量仪器,它利用法拉第电磁感应原理,通过测量导体在磁场中感应的电动势来测量流体的流量。电磁流量计具有测量范围广、精度高、可靠性强等优点,因此在工业生产中得到了广泛应用。下面介绍几种常见的电磁流量计型号。
1.管式电磁流量计
管式电磁流量计是一种常见的电磁流量计型号,它采用管道结构,通过测量管道内流体的电磁感应来测量流量。管式电磁流量计具有结构简单、安装方便、维护成本低等优点,适用于各种液体的流量测量。
2.插入式电磁流量计
插入式电磁流量计是一种将电磁流量计传感器插入管道内部进行测量的型号。它适用于大口径管道的流量测量,具有安装方便、维护成本低等优点。
3.波纹管式电磁流量计
波纹管式电磁流量计是一种采用波纹管结构的电磁流量计型号。它具有结构紧凑、重量轻、安装方便等优点,适用于小口径管道的流量测量。
4.超声波电磁流量计
超声波电磁流量计是一种将超声波技术与电磁流量计技术相结合的型号。它具有测量范围广、精度高、抗干扰能力强等优点,适用于各种液体的流量测量。
5.磁敏电阻电磁流量计
磁敏电阻电磁流量计是一种采用磁敏电阻传感器进行测量的电磁流量计型号。它具有结构简单、价格低廉等优点,适用于一些低要求的流量测量场合。
总之,不同型号的电磁流量计具有各自的特点和适用范围,用户在选择时应根据实际需求进行选择。
电磁流量计型号字母含义
电磁流量计作为工业流量测量仪表中较常见的一种流量计,在选用方面有一些技巧和注意事项:
1、精度等级和功能
市场上通用型电磁流量计的性能有较大差别,有些精度高、功能多,有些精度低、功能简单。
精度高的仪表基本误差为(±0.5%~±1%)R,精度低的仪表则为(±1.5%~±2.5%)FS,两者价格相差1~2倍。
因此测量精度要求不很高的场所(例如非贸易核算仅以控制为目的,只要求高可靠性和优良重复性的场所)选用高精度仪表在经济上是不合算的。
2、流速、满度流量、范围度和口径
选定仪表口径不一定与管径相同,应视流量而定。
流程工业输送水等粘度不同的液体,管道流速一般是经济流速1.5~3m/s。
电磁流量计用在这样的管道上,传感器口径与管径相同即可。
电磁流量计满度流量时液体流速可在1~10m/s范围内选用,范围是比较宽的。
上限流速在原理上是不受限制的,然而通常建议不超过5m/s,除非衬里材料能承受液流冲刷,实际应用很少超过7m/s,超过10m/s则更为罕见。
满度流量的流速下限一般为1m/s,有些型号仪表则为0.5m/s。
有些新建工程运行初期流量偏低或在流速偏低的管系,测量精度角度考虑,仪表口径应改用小于管径,用异径管连接之。
3、液体电导率
使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值(即下限值)。
电导率低于阈值会产生测量误差甚至不能使用,超过阈值即使变化也可以测量,示值误差变化不大,通用型电磁流量计的阈值在10-4~(5×10-6)S/cm之间,视型号而异。
使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容,制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。
非接触电容耦合大面积电极的仪表则可测电导率低至5×10-8S/cm的液体。
其实,电磁流量计的使用和维护问题远不止这些,不同的项目因为现场情况区别很大,需要选择并确定电磁流量计型号并匹配安装,这个过程中变化因素太多,为了给大家避雷避坑,瑞洁特通过多年项目建设运营,挑选出了最适合MBR一体化使用的电磁流量计(瑞祺品牌),对于流量计的质量和准确度我们已经在项目中实践过,质量大可放心,如果最近项目上正好需要用到,不妨来电咨询一下,或许在价格方面也会有惊喜。
电磁流量计型号规格国家标准
我们都知道,在不同的场合我们该选用不同类型的流量计,主要是根据测量介质以及测量安装环境来对流量计进行型号选择。
当需要在电磁流量计与超声波流量计之中做出选择时,我们该怎么办呢?让我们对这两款流量计进行了解吧!
电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律工作的,用来测量电导率大于5μS/cm导电液体的体积流量,是一种测量导电介质体积流量的感应式仪表。除可测量一般导电液体的体积流量外,还可用于测量强酸强碱等强腐蚀液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、造纸、环保、食品等工业部门及市政管理,水利建设、河流疏浚等领域的流量计量。
1.电磁流量计可以用来测量工业导电液体或浆液。
2.无压力损失。
3.测量范围大,电磁流量变送器的口径从2.5mm到2.6m。
4.电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量,测量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响。
1.电磁流量计的应用有一定*限性,它只能测量导电介质的液体流量,不能测量非导电介质的流量,例如气体和水处理较好的供热用水。另外在高温条件下其衬里需考虑。
2.电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求,对于液态介质,应测量质量流量,测量介质流量应涉及到流体的密度,不同流体介质具有不同的密度,而且随温度变化。如果电磁流量计转换器不考虑流体密度,仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。
3.电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂,且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用,两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器时,从安装地点的选择到具体的安装调试,必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动,不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时,必须排尽测量管中存留的气体,否则会造成较大的测量误差。
4.电磁流量计用来测量带有污垢的粘性液体时,粘性物或沉淀物附着在测量管内壁或电极上,使变送器输出电势变化,带来测量误差,电极上污垢物达到一定厚度,可能导致仪表无法测量。
供水管道结垢或磨损改变内径尺寸,将影响原定的流量值,造成测量误差。如100mm口径仪表内径变化1mm会带来约2%附加误差。
5.变送器的测量信号为很小的毫伏级电势信号,除流量信号外,还夹杂一些与流量无关的信号,如同相电压、正交电压及共模电压等。为了准确测量流量,必须消除各种干扰信号,有效放大流量信号。应该提高流量转换器的性能,最好采用微处理机型的转换器,用它来控制励磁电压,按被测流体性质选择励磁方式和频率,可以排除同相干扰和正交干扰。
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。
按声道数划分:单声道、多声道。超声波仪表的单声道、多声道,主要影响流体的测量精度。
1)流体在管道中的流速分布不均匀,单声道所测的流速并不能充分反映管内流体流速,多声道流量计通过测量每个声道所在位置的线流速,因此测量精度更高,多声道适用于大口径复杂管道。
2)一对传感器探头为单声道,两对就是双声道,依此类推。用多个声道测量,以提高测量精度。
3)常用的有双声道、四声道、六声道,但目前双声道完全可以满足供暖、制冷管网的测量精度需求。
管段式超声波流量计将测量管与传感器相结合,解决了大部分测量过程中的技术难题,测量精度也高于其他类型超声波流量计,但造价相对较高,安装方便性不及外夹式超声波流量计。因此,具体应该选择什么类型的超声波流量计,需要根据项目预算以及现场实际情况来确定。
1.超声波流量计是一种非接触式测量仪表,可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的流动状态,不会产生压力损失,且便于安装。
2.可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。
3.超声波流量计的测量范围大,管径范围从20mm~5m。
4.超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。
5.超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式
1.超声波流量计的温度测量范围不高,一般只能测量温度低于200℃的流体。
2.抗干扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。
3.直管段要求严格,为前20D,后5D。否则离散性差,测量精度低。
4.安装的不确定性,会给流量测量带来较大误差。
5.测量管道因结垢,会严重影响测量准确度,带来显著的测量误差,甚至在严重时仪表无流量显示。
6.可靠性、精度等级不高(一般为1.5~2.5级左右),重复性差。
7.使用寿命短(一般精度只能保证一年)。
8.超声波流量计是通过测量流体速度来确定体积流量,对液体应该测量它的质量流量,仪表测量质量流量是通过体积流量乘以人为设定的密度后得到的,当流体温度变化时,流体密度是变化的,人为设定密度值,不能保证质量流量的准确度。只能在测量流体速度的同时,又测量了流体密度,才能通过运算,得到真实质量流量值。
1、介质
超声波流量计可以测量导电类介质,比如汽油、柴油、酒精等,不能测量强酸强碱。
电磁流量计可以测量导电率高的液体,可以测量强酸强碱。不能测量石油制品和有机溶剂等。
2、精度
1)单声道超声波流量计精度1.0级,流速范围0.25m/s—12m/s;电磁流量计精度0.5级,流速范围0.5m/s—12m/s;
2)起始流速:超声波流量计0.03m/s;电磁流量计0.2m/s。
3、维修维护
超声波流量计管段式传感器如果出现故障停水后只需要更换换能器即可;电磁流量计出现故障需要把整个管体拆卸维修。
4、成本预算
大口径管道超声波流量计(单声道)会比电磁流量计成本低。
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电磁流量计型号说明
一、流量计选型的原则
选择流量计的原则首先是要深刻地了解各种流量计的结构原理和流体特性等方面的知识,同时还要根据现场的具体情况及考察周边的环境条件进行选择。也要考虑到经济方面的因素。一般情况下,主要应从下面五个方面进行选择:
① 流量计的性能要求;
② 流体特性;
③ 安装要求;
④ 环境条件;
⑤ 流量计的价格。
1、流量计的性能要求
流量计的性能方面主要包括:测量流量(瞬时流量)还是总量(累积流量);准确度要求;重复性;线性度;流量范围和范围度;压力损失;输出信号特性和流量计的响应时间等。
(1)测流量还是总量
流量测量包括两种,即瞬时流量和累积流量,比如对分输站管道的原油属于贸易交接或石油化工管道进行连续配比生产或生产流程的过程控制等需要计量总量,间或辅以瞬时流量的观察。在有的工作场所对流量进行控制则需配备瞬时流量测量。因此,要根据现场计量的需要进行选择。有些流量计比如容积式流量计,涡轮流量计等,其测量原理是以机械计数或脉冲频率输出直接得到总量,其准确度较高,适用于计量总量,如配有相应的发讯装置也可输出流量。电磁流量计、超声流量计等是以测量流体流速推导出流量,响应快,适用于过程控制,如果配以积算功能后也可以获得总量。
(2)准确度
流量计准确度等级的规定是在一定的流量范围内,如果使用在某一特定的条件下或比较窄的流量范围内,比如,仅在很小的范围内变化,此时其测量准确度会比所规定的准确度等级高。如用涡轮流量计计量油品装桶分发,在阀门全开的情况下使用,流量基本恒定,其准确度可能会从0.5级提高到0.25级。
用于贸易核算、储运交接和物料平衡如果要求测量准确度较高时,应考虑准确度测量的持久性,一般用于上述情况下的流量计,准确度等级要求为0.2级。在这样的工作场所一般是现场配备计量标准设备(比如体积管),对所使用的流量计进行在线检测。近几年由于原油的日趋紧张和各单位对原油计量的高要求,对原油计量提出实行系数交接,即除了每半年对流量计进行一次周期检测后,贸易交接双方协商每1个月或2个月对流量计进行检定确定流量系数,每天根据流量计计量的数据与流量计流量系数计算出数据进行交接,以提高流量计的准确度,也称为零误差交接。
准确度等级一般是根据流量计的最大允许误差确定的。各制造厂提供的流量计说明书中会给出。一定要注意其误差的百分率是指相对误差还是引用误差。相对误差为测量值的百分率,常用“% R”表示。引用误差则是指测量上限值或量程的百分率,常用“% FS”。许多制造厂说明书中并未注明。比如,浮子流量计一般都是采用引用误差,电磁流量计有的型号也有采用引用误差的。
流量计如果不是单纯计量总量,而是应用在流量控制系统中,则检测流量计的准确度要在整个系统控制准确度要求下确定。因为整个系统不仅有流量检测的误差,还包含有信号传输、控制调节、操作执行等环节的误差和各种影响因素。比如,操作系统中存在有2%左右的回差,对所采用的测量仪表确定过高的准确度(0.5级以上)就是不经济和不合理的。就仪表本身来说,传感器与二次仪表之间的准确度也应该适当相配,比如说设计出来未经实际标定的均速管误差如在±2.5%~±4%之间,配上0.2%~0.5%高准确度的差压计就意义不大了。
还有一个问题就是对于检定规程或制造厂说明书中对流量计所规定的准确度等级指的是其流量计的最大允许误差。但是由于流量计在现场使用时受环境条件、流体流动条件和动力条件等变化的影响,将会产生一些附加误差。因此,现场使用的流量计应是仪表本身的最大允许误差和附加误差的合成,一定要充分考虑到这个问题,有时候可能现场的使用环境范围内的误差会超过流量计的最大允许误差。
(3)重复性
重复性是由流量计原理本身与制造质量决定的,是流量计使用过程中的一个重要的技术指标,与流量计的准确度息息相关。一般在检定规程中的计量性能要求中对流量计不仅有准确度等级规定外,还对重复性进行了规定,一般规定为:流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的最大允许误差的1/3~1/5。
重复性一般定义为在环境条件和介质参量等不变的情况下,对某一流量值短时间内,同方向进行多次测量的一致性。但是,在实际应用中,流量计的重复性会常常被流体粘度、密度参量的变化所影响,有时这些参量变化还没有达到需要进行专门修正的程度,会误认为是流量计的重复性不好。鉴于这种情况下,应选择对此参量变化不敏感的流量计。比如,浮子流量计容易受流体密度影响,小口径的流量计不仅受流体密度的影响,可能还会受流体粘度的影响;涡轮流量计如果用在高粘度范围时的粘度影响;有些未做修正处理的超声流量计会受到流体温度的影响等等。如果流量计的输出是非线性的,这种影响可能会更为突出。
(4)线性度
流量计的输出主要有线性和非线性平方根两种。一般的来说流量计的非线性误差是不单独列出的,而是包含在流量计的误差内。对于一般比较宽流量范围,输出信号为脉冲的,用作总量积算的流量计,线性度则是一个重要的技术指标,如果在其流量范围内使用单一的仪表系数,当线性度差就会降低流量计的准确度。比如,涡轮流量计在10:1的流量范围内采用一个仪表系数,线性度差时其准确度会较低,随着计算机技术的发展,可将其流量范围分段,用最小二乘法拟合出流量—仪表系数曲线对流量计进行修正,从而提高流量计的准确度和扩展流量范围。
(5)上限流量和流量范围
上限流量也称为流量计的满度流量或最大流量。当我们选择流量计的口径时应按被测管道使用的流量范围和被选流量计的上限流量和下限流量来进行配置,不能简单的按管道通径进行配用。
一般来讲,设计管道流体最大流速是按经济流速来确定的。如果选择过低,管径粗,投资会大;过高则输送功率大,增加运行成本。比如,像水等低粘度液体其经济流速为1.5~3m/s,高粘度液体0.2~1m/s,大部分流量计上限流量的流速接近或高于管道经济流速。因此,流量计选择时其口径与管道相同时候就较多,安装比较方便。如不相同也不会相差太多,一般上下相邻一档的规格,可采用异径管连接。
在流量计的选择中应注意不同类型的流量计,其上限流量或上限流速由于受各自流量计的测量原理和结构的限制差别较大。以液体流量计为例,上限流量的流速以玻璃浮子流量计为最低,一般是0.5~1.5m/s之间,容积式流量计在2.5~3.5m/s之间,涡街流量计较高在5.5~7.5m/s之间,电磁流量计则在1~7m/s之间,甚至达到0.5~10m/s之间。
液体的上限流速还需要考虑不能因为流速过高而产生气穴现象,出现气穴现象的地点一般是在流速最大,静压最低的位置,为了防止气穴的形成,常常需要控制流量计的最小背压(最大流量)。
还应注意流量计的上限值订购后就不能改变,比如容积式流量计或浮子流量计等。差压式流量计像节流装置孔板等一经设计确定后,其下限流量不能改变,上限流量变动可以通过调整差压变送器或更换差压变送器来改变流量。比如某些型号的电磁流量计或超声流量计,有些用户可以自行重新设定流量上限值。
(6)范围度
范围度为流量计的上限流量和下限流量的比值,其值越大则流量范围越宽。线性仪表有较宽的范围度,一般为1:10。非线性流量计的范围度较小仅为1:3。一般用于过程控制或贸易交接核算的流量计,如果要求流量范围比较宽就不要选择范围度小的流量计。
目前一些制造厂为宣传其流量计的流量范围宽,在使用说明书中把上限流量的流速提得很高,比如液体提高到7~10m/s(一般为6m/s);气体提高到50~75m/s(一般为40~50)m/s);实际上如此高的流速是用不上的。其实范围度宽的关键是有较低的下限流速,以适应测量需要。所以下限流速低的宽范围度的流量计才是比较实用的。
(7)压力损失
压力损失一般是指流量传感器由于在流通通道中设置的静止或活动检测元件或改变流动方向,从而产生随流量而变的不能恢复的压力损失,其值有时可达数十千帕。因此,应按管道系统泵送能力和流量计进口压力等确定最大流量的允许压力损失来选定流量计。因选择不当会限制流体流动产生过大压力损失而影响流通效率。有些液体(高蒸汽压碳氢液)还应注意过度的压力降可能引发气穴现象和液相汽化,降低测量准确度甚至损坏流量计。比如管径大于500mm的输水用的流量计,应考虑压损所造成的能量损耗过大而增加的泵送费用。据有关报道,压力损失较大的流量计几年来为测量付出的泵送费用往往超过低压损、价格较贵的流量计的购置费用。
(8)输出信号特性
流量计的输出和显示量可以分为:
① 流量(体积流量或质量流量);② 总量;③ 平均流速;④ 点流速。有些流量计输出为模拟量(电流或电压),另一些输出脉冲量。模拟量输出一般认为适合于过程控制,比较适合于与调节阀等控制回路单元接配;脉冲量输出比较适合于总量和高准确度的流量测量。长距离信号传输脉冲量输出则比模拟量输出有较高的传送准确度。输出信号的方式和幅值还应有与其他设备相适应的能力,比如控制接口、数据处理器、报警装置、断路保护回路和数据传送系统。
(9)响应时间
应用于脉动流动场合应注意流量计对流动阶跃变化的响应。有些使用场合要求流量计输出跟随流体流动变化,而另一些为获得综合平均值要求有较慢响应的输出。瞬时响应常以时间常数或响应频率表示,其值前者从几毫秒到几秒,后者在数百Hz以下。配用显示仪表可能相当大地延长响应时间。一般认为流量计流量增加或减小时动态响应不对称会加速增加流量测量误差。
二、流体特性
在流量测量中由于各种流量计总会受到流体物性中某一种或几种参量的影响,所以流体的物性很大程度上会影响流量计的选型。因此,所选择的测量方法和流量计不仅要适应被测流体的性质,还要考虑测量过程中流体物性某一参量变化对另一参量的影响。比如,温度变化对液体粘度的影响。
流体物性方面常见的有密度、粘度、蒸汽压力和其他参量。这些参量一般可以从手册中查到,评估使用条件下流体各参量和选择流量计的适应性。但也会有些物性是无法查到。比如腐蚀性、结垢、堵塞、相变和混相状态等。
(1)流体的温度和压力
仔细的分析流量计内流体的工作压力和温度,尤其是测量气体时温度压力变化造成过大的密度变化,可能要改变所选择的测量方法。比如,温度和压力影响流量测量准确度等性能时,要作温度或压力修正。另外,流量计外壳的结构强度设计和材质也取决于流体的温度和压力。因此,必须确切地知道温度和压力的最大值和最小值。当温度和压力变动很大时更应仔细选择。
还应注意在测量气体时要确认其体积流量值是在工况状态下的温度和压力还是在标准状态下的温度和压力。
(2)流体的密度
对于液体,在大部分应用场合下其密度相对恒定,除非温度变化很大而引起较大变化,一般可不进行密度修正。在气体应用场合,流量计的范围度和线性度,取决于气体密度,,一般要知道在标准状态下和工况状态下的值,以便选用。也有将流动状态的值换算到某些公认的参比值,这种方法在石油储运方面应用普遍。低密度气体对某些测量方法,特别是利用气体动量推动检测传感器的仪表(比如涡轮流量计)会比较困难。
(3)粘度
各种液体之间粘度差别很大,且因温度变化有显著变化。而气体则不同,各种气体之间粘度差别较小,其值一般较低。且不会因温度和压力变化而有显著变化。因为液体的粘度比气体高得多。比如在20℃和100kPa下,水的动力粘度为Pa·s,而空气的动力粘度则为Pa·s,所以液体一定要考虑粘度的影响,而气体的粘度就不如液体那样重要。
粘度对各类流量计的影响程度不一样,比如,对于电磁流量计、超声流量计和科里奥利式质量流量计的流量值是在很宽粘度范围内,可以认为不受液体粘度的影响;容积式流量计的误差特性和粘度有关,可能会略受影响;而浮子流量计、涡轮流量计和涡街流量计,当粘度超过某值时则影响较大以致不能使用。
有些流量计的特性用管道雷诺数作为参变量进行描述的,而管道雷诺数是流体粘度、密度以及管道流速的函数。因此,粘度对仪表特性还是有影响的。
粘度也是判别牛顿流体或非牛顿流体的一个参数,大多数流量测量方法和流量计仅适用于牛顿流体。所有气体都是牛顿流体。大多数液体以及含有少量球形微粒的液体也是牛顿流体。只适用于牛顿流体的测量方法和流量计,如果应用于非牛顿流体时将给测量带来影响。所以,牛顿流体是流体流量测量正常使用的重要条件。
粘度对不同类型的流量计范围度的影响趋势各异,一般容积式流量计粘度增加,范围度扩大。而涡轮流量计和涡街流量计则相反,粘度增加,范围度缩小。因此,在评估流量计的适应性时,应该要掌握液体的温度—粘度特性。
某些非牛顿流体(如钻井泥浆、纸浆、巧克力、油漆)性质的液体,它们的流动状态复杂,不易判断其属性,当选择流量计时必须谨慎。
(4)化学腐蚀和结垢
① 化学腐蚀问题
流体的化学腐蚀问题有时会成为我们选择测量方法和使用流量计的决定因素。比如,某些流体会使流量计接触零件腐蚀,表面结垢或积淀析出晶体,金属零件表面产生电解化学作用,这些现象的产生会降低流量计的性能和使用寿命。因此,为了解决化学腐蚀和结垢问题,制造厂采取了许多方法,如选用抗腐蚀材料或在流量计的结构上采取防腐蚀措施,比如,节流装置孔板用陶瓷材料制造,金属浮子流量计内衬耐腐蚀的工程塑料。但是对于结构较复杂的流量计,如容积式流量计和涡轮流量计等就无法对具有腐蚀性流体进行测量了。有一些流量计是从原理结构上就具有耐腐蚀性或易于作耐腐蚀的措施。超声流量计的换能器探头安装在管道外壁不与被测流体接触,本质上就是防腐蚀的。电磁流量计只有测量管衬里和一对形状简单的电极与液体接触,近年有些设计将电极也不与液体接触,也是一种防腐蚀的措施。
② 结垢
由于流量计腔体和流量传感器上结垢或析出结晶会减少流量计内活动部件的间隙,降低流量计内敏感元件的灵敏度或测量性能。比如在超声流量计应用上结垢层会阻碍超声波发射。在电磁流量计应用上不导电结垢层绝缘了电极表面,会使流量计无法工作。所以有些流量计常采用在流量传感器外界加温防止析出结晶或加装装置除垢器。
化学腐蚀和结垢的结果是改变试验管道内壁粗糙度,而粗糙度会影响流体的流速分布,因此,建议使用者应注意这个问题,比如多年使用的管道应进行清洗和除垢工作。
腐蚀和结垢影响流量测量值的变化会因流量计的类型而不同。下面以超声流量计和电磁流量计为例来说明由于管道结垢影响的结果,比如,内径为50mm的管道,内壁结垢或沉积0.1~0.2mm,会使测量管道面积缩小0.4%~0.6%,所产生的误差对于0.5~1.0级的流量计将是不容忽视的偏差。
(5)压缩系数
气体压缩系数z为一定质量的气体,在相同温度、压力下,其实际比体积与“理想比体积”之比。一般地说,对于理想气体z=0;实际气体z可能大于1或小于1。z偏离1的数值大小表示实际气体偏于理想气体的程度。气体压缩系数z值取决于种类或组分、温度、压力。因此,气体测量一定要通过压缩系数求取工作状态下的流体密度。如果组分固定的流体通过温度、压力和压缩系数计算密度。如果流体为多组分(比如对天然气的计量)并工作在接近(或在)超临界区,就需要配备在线密度计在线对密度进行测量。
三、流量计的安装
1、安装时需注意的问题
安装问题对不同原理的流量计要求是不一样的。对有些流量计,比如差压式流量计、速度流量计,按规程规定在流量计的上、下游需配备一定长度的或较长的直管段,以保证流量计进口端前流体流动达到充分发展。而另一些流量计,比如对容积式流量计、浮子流量计等则对直管段长度就没有要求或要求较低。
还有的流量计因受安装的影响而产生一定的误差,比如,科里奥利质量流量计,由于安装应力的影响会给使用带来很大的误差。追溯流量计在使用中出现问题,可能未必都是因为流量计本身的问题,很多状况是由于安装不善所致。一般常见的问题有下面几种:
① 把差压式流量计孔板的进口面反装;
② 流量传感器安装在流速分布剖面不良的场所;
③ 连接到差压装置的引压管中存在不希望存在的相;
④ 流量计安装在有害的环境或不易接近的地方;
⑤ 流量计流动方向安装错误;
⑥ 流量计或电信号传输线置于强电磁场下;
⑦ 将易受振动干扰的流量计安装在有振动的管道上;
⑧ 缺少必要的防护性配件。
2、安装条件
流量计在使用中应注意安装条件的适应性和要求,主要从下面几方面考虑,比如流量计的安装方向、流体的流动方向、上、下游管道的配置、 阀门位置、防护性配件、脉动流影响、振动,电气干扰和流量计的维护等。
① 现场管道布线
在现场管道布线时应注意流量计的安装方向,由于流量计的安装方向一般分为垂直安装方式和水平安装方式,对于这两种安装方式在流量测量性能上是有差别的。比如,流体垂直向下流动会使流量计传感器带来额外力而影响流量计的性能,使流量计的线性度、重复性下降。流量计的安装方向还取决于流体的物性,如水平管道可能沉淀固体颗粒,因此测量具有这种状态的流量计最好安装于垂直管道。
② 流体的流动方向
这个问题与流量计的安装方向比较相似,由于有的流量计规定只能在一个方向工作,反向流动会损坏流量计。使用类似流量计时还要考虑当发生无操作时可能会产生反向流动,这样就需要采取措施,如安装止回阀以保护流量计。即使能双向使用的流量计,其正向和反向之间的测量性能可能也会有些差异,应该按照制造厂规定的要求使用。
③流量计上游和下游直管段
由于流量计会受到管路进口流动状态的影响,管道配件也会引入流动扰动,流动扰动一般有旋涡和流速分布剖面畸变,旋涡存在普遍是由于有两个或两个以上空间(立体)弯管所引起的。流速剖面畸变通常是由管路配件*部阻碍(如阀门)或弯管所组成。这些影响需要以适当长度的上游直管段或安装流动调整器进行改善。除了考虑流量计连接配件的影响外,可能还要考虑上游管道配件组合的影响,因为它们可能产生不同的扰动源,所以一定要尽可能拉开各扰动源之间的距离以减少其影响。比如像在单弯管后面紧接着部分开启的阀。
流量计的下游也需要有一段直管段以减小下游流动影响。
对于容积式流量计和科里奥利质量流量计是不大会受不对称流动剖面影响;涡轮流量计使用时应尽量降低旋涡;电磁流量计和差压式流量计则应限制旋涡在很小的范围内。
气穴和凝结是由于管道布置不合理造成的,避免管道直径上和方向上的急剧改变。管道布置不良也会产生脉动。
④ 管径和管道振动
有些类型的流量计管径范围并不很宽,因此过大或过小会限制流量计品种的选择。测量低流速或高流速的流量,可选择与管径尺寸不同的流量计管径,可以使用异径管连接,使流量计运行在规定的范围内。流量超过范围,流速过低流量计误差增加会无法工作,流速过高流量计误差也可能增加,同时还会使流量传感器超速或压力降过大而损坏流量计的使用。
有些流量计如压电检测件的涡街流量计和科里奥利质量流量计敏感于机械振动,容易受管道振动干扰,应注意在流量计前后管道上作支撑设计。对于脉动影响的消除采用脉动消除器以外,还注意将所有被安装的流量计应远离振动或脉动源。
⑤ 阀门的安装位置
在安装流量计的管道都装有控制阀和隔离阀,为避免由于阀引起一些流速分布扰动和气穴而影响流量计测量,一般控制阀应安装在流量计的下游,控制阀安装在流量计的下游还可以增加流量计背压,便于减小流量计内部产生气穴的可能性。
隔离阀安装的目的是为了使流量计与管线的流体隔离以便于维修。上游阀应离流量计足够距离,当流量计运行时,上游阀应全开以避免流速分布畸变等扰动。
⑥ 防护性配件
安装防护性配件是为了保证流量计能正常运行的防护措施。比如在容积式流量计和涡轮流量计一般在上游需安装过滤器等一些必要的设备,所有这些设备的安装都要以不影响流量计的使用为要。
⑦ 电器连接和电磁干扰
目前大部分流量测量系统,不管是流量计本身还是其附件连接等都有电子设备,因此采用的电源要与流量计相配套。当流量计输出电平较低,应使用与环境想适应的前置放大器。有些类型的流量计的输出信号容易受大功率开关装置的干扰,使流量计输出脉冲波动而影响流量计的性能,像信号电缆应尽可能远离电力电缆和电力源,以降低电磁干扰和射频干扰影响。
⑧ 脉动流和非定常流
前面已经讲过对于脉动流的影响除采用脉动消除器以外,还应注意将所有被安装的流量计远离脉动源。最常见的产生脉动源有定排量泵、往复式压缩机、振荡着的阀或调节器、涡列等水利学振荡。一般像差压式流量计具有脉动流误差,涡轮流量计和涡街流量计一样也会产生脉动流误差。非定常流是指随时间而变的流动而缓慢脉动是非定常流的一个特例。比如因尺寸过大的控制阀运行所产生的缓慢脉动。
流量计可分别处理流量传感器和二次显示仪表所受脉动影响。将流量传感器安装在远离脉动源的地方,也可在管道系统中安装冲气式缓冲器(用于液体)或阻流器(用于气体)等低通滤波器以减低脉动程度。二次显示仪表则可选用响应特性好的流量计(如电磁流量计、超声流量计)增加阻尼,测定脉动参数用以估计脉动的附加误差。
四、环境条件要求
在选流量计的过程中不应忽略周围条件因素及有关变化,比如 环境温度、湿度、安全性和电气干扰等,
① 环境温度
环境温度变化会影响流量计的电子部分和流量传感器部分。比如温度变化会影响传感器尺寸的变化、通过流量计壳体传热改变流体密度和粘度等。当环境温度影响到显示仪表电子元件时,将改变元件参数。应该将流量传感器和二次显示仪表安装在不同的场所,像二次显示仪表应安装在控制室内,以保证电子元件免受温度的影响。应该说环境温度的影响量在作流量测量总不确定度的估算时,其影响不应是不确定度主要影响量之一。
② 环境湿度
环境中大气湿度也是影响流量计使用的问题之一。比如湿度高会加速大气腐蚀和电解腐蚀并降低电气绝缘,低湿度会感生静电。环境温度或介质温度急剧变化会引起湿度方面的问题,如表面结露现象。
③ 安全性
应按照有关规范和标准选择流量计,以适应用于爆炸性危险环境,按照防爆标准对现场进行要求。
④电气干扰
电力电缆、电机和电气开关都会产生电磁干扰,如不采取有关措施,就会成为流量测量产生误差的原因。
五、经济方面的考虑
1、从经济方面考虑购置流量计的费用
购置流量计时应比较不同类型流量计对整个测量系统经济的影响。比如范围度小的流量计比范围度宽的流量计在相同测量范围下,需要多台流量计并联和多条管线才覆盖,因此除流量计以外尚需增加许多辅助设备,像阀门、管线附件等。虽然表面上看流量计费用少了,但是其他的费用则增加,计算起来并不合算。比如安装孔板流量计加上差压计的费用相对便宜,但组成测量回路包括孔板的固定附件等其费用可能超过基本件费用很多
2、安装费用
在购置流量计时,不仅要考虑流量计的购置费,还需考虑其他费用,如附件购置费、安装调试费、维护和定期检测费、运行费和备用件费。
比如许多流量计使用时应配备比较长的上游直管段以保证其测量性能。因此正确的安装需要额外管道的布置或备有旁路管道作定期维护。所以安装费应合理多方面考虑,比如还应包括运行所需的截止阀、过滤器等辅助费用等。
3、运行费用
流量计运行费用主要是工作时能量消耗,包括电动仪表内部电力消耗或气动仪表的气源耗能以及在测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量,亦即克服仪表因测量产生压力损失的泵送能耗费等。比如差压式流量计产生的差压,很大一部分不可恢复、容积式流量计和涡轮流量计也具有相当阻力。只有全通道、无阻碍的电磁流量计和超声流量计基本此费用为零、插入式流量计由于用于大管径阻塞比小,其压力损失亦可忽略。
据测算管径100mm的差压式孔板流量计1年泵送能耗费与流量计购置费相当,如果换用电磁流量计,其购置费亦仅相当于4年多差压式孔板流量计的能耗费。设想更大管径的泵送能耗费所占份额费用更多。一般认为超过5000mm的流量计应该尽可能选用低压损和无压损的流量计。比如,供水工程应用传统的差压式流量计极少用孔板而采用低压损的文丘里管,现在则更新为电磁流量计和超声流量计。
4、检测费用
检测费用应根据流量计的检定周期决定。一般用于贸易结算的原油或成品油的检测常在现场设置标准体积管对流量计进行在线检定。
5、维护费用和备用件费用等
维护费用为流量计投入使用后保持测量系统正常工作所需费用,主要包括维护和备用件费。有运动部件的流量计需进行较多维护工作,如定期调换易磨损轴承、轴、转轮、传动齿轮等;没有运动部件的流量计也需进行检视,如最普通的用几何测量法检查孔板流量计。
备用件费用会随着流量计的性能提高的程度而增加。选用流量计时应考虑同时增加备用件的购置费用,尤其是从国外进口的流量计,有时常常会因易损备件的困难而替换整台流量计。
六、测量方法和流量计的选择
上几节都是讲的一般流量计的选型等问题,本节为例对测量浆液流量、大液体流量和蒸汽流量测量流量计的选择。
1、浆液流量测量的选择
从流量计选型一览表中可查得应用于含颗粒纤维浆液的可选的流量计有:差压式流量计中有弯管、楔型管、电磁流量计、多普勒法超声流量计、涡街流量计、靶式流量计、科里奥利质量流量计等。根据目前国内流量计的使用状况和各种流量计的测量性能来看,对测量浆液流量首选电磁流量计,除非所测量的浆液是非导电的或含有铁磁性颗粒,以及测量管道系统不允许截断以接入流量传感器,才选择其他流量计。据报道测量煤粉含量高达65%水煤浆流量的多年应用经验,认为还是电磁流量计最好。
差压式流量计可用于测量浆液的差压传感器除弯管、楔型管还有环形管,固相较少时还可用圆缺孔板、偏心孔板,文丘里管也有用于测量的实例。
多普勒法超声流量计是可不截断管道在管外夹装超声换能器(探头)即可测量,但测量准确度不高。
涡街流量计只能测量含有少量粉状固形物,固相含量较多或是纤维状会产生噪声而无法使用。
靶式流量计有用于含煤粉的重油或渣油等液流,是采用应变式靶式流量计。
科里奥利质量流量计在国外有应用于浆液的测量经验,一般以其直管型测量管为宜,但国内应用经验不多。
2、对于封闭管道液体大流量测量的选择
这里说的大流量不是指某一管径流速较高时的“相对大流量”而是说流量绝对值的大流量。由于管道输送液体的流速有一定的范围,低粘度液体常用的经济流速为1~3m/s,因此,这里说的“大流量”测量是说大管道流量测量。
一般来讲,DN300以下管径的流量计称为中小管径流量计,DN300~DN400以上的称为大管径流量计,DN1200以上的称为特大管径流量计。通常特大管径液体流量测量主要为水,除了水以外还有石油产品。一般大管径流量计有差压式流量计、电磁流量计、超声流量计和插入式的流量计,DN300~DN500的还有容积式流量计和涡轮流量计。
(1)安装条件
安装条件主要是根据测量方法是否可以允许切断管流,暂停运行,是否可以允许在管道上打孔,是否允许切断管流安装流量传感器。
如果允许切断管流安装流量传感器,可以选择电磁流量计、带测量管段的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计。
如果允许在管道上打孔可以选择外插换能器超声流量计和插入式流量计。
如果上述要求都不允许,就只能选择外夹装换能器超声流量计。
(2)测量准确度要求
对于贸易交接要求测量准确度高的、是不导电液体的可选择带测量管段的超声流量计、多声道的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计,如果是导电液体还可选择电磁流量计。
对于像控制配比,测量准确度要求低一些的可选择差压式文丘里管、外夹装换能器超声流量计。测量准确度要求低的可选择插入式流量计。
(3)压力损失(泵送能耗费用)
大流量测量的泵送能耗费用在流量测量运行成本中占有相当大的比例,压力损失和(泵送能耗费用)比如较大的为差压式文丘里管,容积式流量计和涡轮流量计。较小的为插入式流量计,没有压力损失的为电磁流量计。
3、蒸汽流量测量的选择
蒸汽流量测量从测量技术上分为两类,一类为过热蒸汽和高干度(干度x=0.9以上)的饱和蒸汽,另一类为低干度饱和蒸汽。前一类可以作为单相流体处理,而后一类则为两相流。由于目前所有的流量计只适用于单相流体,因此,低干度饱和蒸汽尚需进行深入的研究。
(1)过热蒸汽和高干度饱和蒸汽的流量测量
常用的流量计有:节流式差压式流量计,该流量计目前仍是测量蒸汽流量的主要仪表,为适应需要在技术上也有了心得发展,。比如把节流装置、差压变送器及三阀组组成一体成为一体式节流流量计,该节流流量计解决了差压信号管路易出故障的缺点。还有采用定植节流件,用标准喷嘴代替标准孔板,因为喷嘴和孔板相比较,喷嘴的流出系数稳定,不会因为边缘锐角变钝使流出系数发生变化,压损也比孔板低,一般在同样流量及值时压损约为孔板的30%~50%。
涡街流量计测量中温,即200℃以下,应用于蒸汽应该说已经趋于成熟,是目前常用于蒸汽测量的一类流量计。但是一定要注意低干度介质将使其仪表系数偏离检测值而增大测量误差。
均速管流量计、分流旋翼式流量计在准确度要求不太高的内部管理分配上应用还是可以的,因为使用比较便宜、简洁,适应于中小流量蒸汽的测量。
对于靶式流量计,国内于上世纪70年代开发的电动、气动靶式流量变送器,它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构,因此,带来力平衡机构本身所造成的许多不足。比如,测量准确度较低、零点漂移、杠杆机构可靠性、稳定性差等。因此原JJG461-1986《靶式流量变送器》规程制定于1986年,已有25年之久。由于现在已基本不再生产和使用电动、气动靶式流量变送器。原有的规程已不适应使用,因此修订了新的
靶式流量计规程。
靶式流量计的结构是由测量管、靶板、力传感器、信号处理单元组成。力传感器为应变计式传感器,信号处理显示可以就地直读显示或输出标准信号。力传感器由筒式弹性体和力应变片组成,可以是内贴式和外贴式两种。当弹性体在力作用下发生形变,它破坏了由力应变片组成的电桥的平衡,产生与流量成平方关系的电信号。
其工作原理是在恒定截面直管段中设置一个与流束方向相垂直的靶板,流体沿靶板周围通过时,靶板受到推力的作用,推力的大小与流体的动能和靶板的面积成正比。在一定的雷诺数范围内,流过流量计的流量与靶板受到的力成正比。靶板所受的力由力传感器检出。
以圆形靶板为例,流量计算的基本公式为:
靶板受力经力转换器转变成电流信号(4~20)mA或气压信号(20~100kPa)输出,输出信号与流量的关系可根据上式确定。
由于应变式新型靶式流量计具有新的结构和测量原理,在蒸汽测量中具有比较优越的使用前景,适应于中小流量蒸汽的测量。
(2)低干度饱和蒸汽的流量测量
一般的工业锅炉产生的饱和蒸汽在出口处为高干度(0.95以上)的饱和蒸汽,但是在长距离输送过程中,由于保温不好或间歇用汽出现不平衡情况等许多因素使干度不断下降,甚至成为含水量很高的湿蒸汽,即成为气、水两相流体。这两相流体的流动特性与单相流是有着本质区别。在单相流中检测的流量计仪表系数或流出系数是不能用于两相流测量的。比如对孔板流量计进行的两相流试验中的流出系数必须进行干度修正。因此,在低干度饱和蒸汽的流量测量中,干度参数是必须测量的一个参数。遗憾的是目前还没有成熟的干度计出现。另外其他各类流量计的仪表系数的干度修正都尚未进行深入研究。只有解决这个问题,才能测量低干度饱和蒸汽的流量。
表1 流量计流体特性和工艺过程条件选型一览表
1、—:取决于测量头的类型;2、用于赃污的孔板为圆缺孔板;3、用于粘性的孔板为四分之一圆孔板和锥型入口孔板。
表2 流量计测量性能、安装条件选型一览表
电磁流量计型号BSD2L-HS300
电磁流量计是一种在流程工业中最为常见的流量测量仪表,电磁流量计的稳定与可靠,对于整个系统影响巨大。保证电磁流量计正常稳定的工作,最重要的是选型:一套不适合系统的设备,即使在日常使用中完全符合操作规范,频繁精细的保养维护,也无法避免频繁的故障。那么电磁流量计在选型中,需要注意哪些与系统相关的要素呢?今天,仪控君整理了7大电磁流量计的选型要素,希望能对大家有所帮助。
市场上通用型EMF的性能有较大差别,有些精度高、功能多,有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为(±0.5%~±1%)R,精度低的仪表则为(±1.5%~±2.5%)FS,两者价格相差1~2倍。
有些型号仪表声称有更高的精确度,基本误差仅(±0.2%~±0.3%)R,但有严格的安装要求和参比条件,例如环境温度、前后置直管段长度等。因此在多种型号选择比较时不要单纯只看高指标,要详细阅读制造厂样本或说明书做综合分析。
市场上EMF的功能差别也很大,简单的就只是测量单向流量,只输出模拟信号带动后位仪表;多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。有些型号仪表的串行数字通信功能,可选多种通信接口,如HART协议系统,PROFTBUS、Modbus、FF现场总线等。
选定仪表口径不一定与管径相同,应视流量而定。流程工业输送水等粘度不同的液体,管道流速一般是经济流速1.5~3m/s。EMF用在这样的管道上,传感器口径与管径相同即可。EMF满度流量时液体流速可在1~10m/s范围内选用,范围是比较宽的。上限流速在原理上是不受限制的,然而通常建议不超过5m/s,除非衬里材料能承受液流冲刷,实际应用很少超过7m/s,超过10m/s则更为罕见。满度流量的流速下限一般为1m/s,有些型号仪表则为0.5m/s。
有些新建工程运行初期流量偏低或在流速偏低的管系,从测量精度角度考虑,仪表口径应改用小于管径,以异径管连接之。用于有易粘附、沉积、结垢等物质的流体,选用流速不低于2m/s,最好提高到3~4m/s或以上,起到自清扫、防止粘附沉积等作用。用于矿浆等磨耗性强的流体,常用流速应低于2~3m/s,以降低对衬里和电极的磨损。在测量接近阈值的低电导液体,尽可能选定较低流速(小于0.5~1m/s),因流速提高流动噪声会增加,而出现输出晃动现象。EMF的范围度是比较大的,通常不低于20,带有量程自动切换功能的仪表,可超过50~100。国内可以提供的定型产品的口径从10mm到3000mm,随然实际应用还是以中小口径居多,但与大部分其他原理流量仪表(如容积式、涡轮式、涡街式或科里奥利质量式等)相比,大口径仪表占有较大比重。
使用EMF的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值(即下限值)。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,超过阈值即使变化也可以测量,示值误差变化不大,通用型EMF的阈值在10-4~(5×10-6)S/cm之间,视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容,制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。非接触电容耦合大面积电极的仪表则可测电导率低至5×10-8S/cm的液体。
工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在10-4~10-1S/cm之间,使用不存在问题,低度蒸馏水为10-5S/cm也不存在问题。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。有些纯液或水溶液电导率较低,虽然被认为不能使用,但是实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例,这类杂质对增加电导率有利。
根据使用经验,实际应用的液体电导率最好要比仪表制造厂规定的阈值至少大一个数量级。因为制造厂仪表规范规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测量的最低值。是受到一些使用条件限制,如电导率均匀性、连接信号线、外界噪声等,否则会出现输出晃动现象等。我们就多次遇到测量低度蒸馏水或去离子水,其电导率接近阈值5×10-6S/cm,使用时出现输出晃动。
混入成泡状流的微小气泡仍可正常工作,但测得的是含气泡体积的混合体积流量;如气体含量增加到形成弹(块)状流,因电极可能被气体盖住使电路瞬时断开,出现输出晃动甚至不能正常工作。含有非铁磁性颗粒或纤维的固液双相流体同样可测得二相的体积流量。固体含量较高的流体,如钻井泥浆、钻探固井水泥浆、纸浆等实际上已属非牛顿流体。由于固体在载体液中一起流动,两者之间有滑动,速度上有差别,单相液体校验的仪表用于固液双相流体会产生附加误差。虽然还未见到EMF应用于固液双相流体中固形物影响的系统实验报告,但国外有报告称固形物含量有14%时误差在3%范围以内;
对含有矿石颗粒的矿浆应用,应注意对传感器衬里的磨损程度,测量管内径扩大会产生附加误差。这种场合应选用耐磨性较好的陶瓷衬里或聚氨酯橡胶衬里,同时建议传感器安装在垂直管道上,使管道磨损均匀,消除水平安装下半部*部磨损严重的缺点。也可以在传感器进口端加装喷嘴形护套,相对延长使用期。
测量易在管壁附着和沉淀物质的流体时,若附着的是比液体电导率高的导电物质,信号电势将被短路而不能工作,若是非导电层则首先应注意电极的污染,譬如选用不易附着尖形或半球形突出电极、可更换式电极、刮刀式清垢电极等。刮刀式电极可在传感器外定期手动刮出沉垢。国外产品曾有电极上装超声波换能器,以清除表面垢层,但现已少见。也有暂时断开测量电路,在电极简短时间内流过低压大电流,焚烧清除附着油脂类附着层。易产生附着的场所可提高流速以达到自清扫的目的,还可以采取较方便的易清洗的管道连接,可不拆卸清洗传感器。非接触型电极EMF附着非导电膜层,仪表仍能工作,但若为高导电层则同样不能工作。
衬里材料(或直接与介质接触的测量管)常用衬里材料有氟塑料、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和陶瓷等。近年有采用高纯氧化铝陶瓷制成衬里的,但只限中小口径传感器。氯丁橡胶和玻璃钢用于非腐蚀性或弱腐蚀性液体,如工业用水、废污水及弱酸碱,价格最为低廉。氟塑料具有优良的耐化学腐蚀性,但耐磨性差,不能用于测量矿浆液。氟塑料中最早应用的是聚四氟乙烯,因与测量管间仅靠压贴,无粘结力,不能用于负压管道,后开发各种改性品种,实现注塑成形,与测量管有较强结合力,可用于负压,聚氨酯橡胶有极好的耐磨耗性,但耐酸碱的腐蚀性较差。它的耐磨性相当于天然橡胶的10倍,适用于煤浆、矿浆等;介质温度要低于40~60/70℃。氧化铝陶瓷有极好的耐磨耗性和对强酸碱的耐磨腐蚀性,耐磨性约为聚氨酯橡胶的10倍,适用于具有腐蚀性的矿浆;但性脆,安装夹紧时疏忽易碎,可用于较高温度(120~140/180℃)但要防止温度剧变,如通蒸汽灭菌,一般温度突变不能大于100℃,升温150℃要有10min时间。
电极对测量介质的耐腐是选择材料首先考虑的因素,其次考虑是否会产生钝化等表面效应和所形成的噪声。
1)选择耐腐蚀材料
EMF电极的耐腐蚀性要求很高,常用金属材料有含钼耐酸钢,哈氏合金等,几乎可覆盖全部化学液。此外还有适用于浆液等的低噪声电极,它们是导电橡胶电极、导电氟塑料电极和多孔性陶瓷电极,或包覆这些材料的金属电极。在原则上电极材料的选择应从使用者借鉴该介质在其他设备的应用实际和以往的经验来确定。有时后要做必要的实验,如现场取液体样品在实验室做待用材料的腐蚀性试验。最好的实验是现场挂片,这是最接近实际应用条件的腐蚀性试验,可以得出比较可靠能否适用的结论。
2)避免电极表面效应
电极的耐腐蚀性是选择材料的重要因素,但有时候电极材料对被测介质有很好的耐腐蚀性,却不一定就是适用的材料,还要避免产生电极表面效应。电极表面效应分为表面化学反应、电化学和极化现象以及电极的触媒作用三个方面。化学反应效应如电极表面与被测介质接触后,形成钝化膜或氧化层。他们对耐腐蚀性能可能起到积极保护作用,但也有可能增加表面接触电阻。例如钽与水接触就会被氧化,生成绝缘层。对于避免或减轻电极表面效应的介质------电极材料匹配,还没有像腐蚀性那样有充足的资料可查,只有一些有限经验,尚待在实践中积累。接地环连接在塑料管道或衬绝缘衬里金属管道的流量传感器两端,他们的耐腐蚀要求比电极低,充分有一定腐蚀,定期更换。通常选用耐酸钢或哈氏合金。因体积大从经济上考虑较少采用钽铂等贵重金属。如金属工艺管道直接与流体接触就不需要接地环。
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