電磁流量計在腐蝕性介質測量上的應用

◎ 蔡根剛

一、電磁流量計工作原理

根據法拉第電磁感應定律，導體在磁場中運動時切割磁力線，在導體的兩端產生感應電動勢，如圖所示（圖1）。電動勢的方向由右手定則確定。導電性液體的流動方向、磁場和感應電動勢的方向三者垂直，其計算式為式（1.1）。

式中E-感應電動勢，即流量信號，V；

k-系數；

B-磁感應強度，T；

D-測量管內徑，m；

設液體的體積流量為qv

對照組 對對照組患者實施X片平片檢查 對患者腰椎的正面和側面進行拍攝，并使用熱敏打印機將患者拍攝影像打印出來。

式中K為儀表常數，K=4 KB/πD。

二、電磁流量計的特點

1.電磁流量計的優點。

（1）傳感器結構牢固可靠，無可動部件，亦沒有阻礙流體流動的節流件，不會堵塞，因此特別適用于帶有懸浮物、固體顆粒、纖維等泥漿、紙漿、礦漿、污水等的測量。

（2）沒有附加壓力損失，在大口徑測量中節約泵能耗是選用它的重要原因，特別在工藝管道壓力不高或依靠水頭自流情況下采用更為有利。

（3）是一種真實的體積流量測量儀表，儀表系數不受流體組分及物性參數（密度、粘度）、工作狀態（壓力、溫度）及電導率變化（只要在閾值以上）等的影響，它可以在一種典型介質（一般為水）下校準，而用于其他介質（液體）時無需附加修正。

（4）測量范圍大（20：1～40：1），且可任意改變量程。滿刻度流速在0.5～10m/s內選定。

（5）輸出信號無機械慣性，反應靈敏，可測量瞬時脈動流量（脈動頻率低于勵磁頻率較多時）。

（6）儀表輸出特性為線性。

（7）僅測量管襯里和電極與被測介質接觸，易選用相應材料測量腐蝕性及耐磨性介質。

2.電磁流量計的缺點。

（1）不能用于低導電率液體，如石油制品、有機溶劑等，亦不能測量氣體、蒸汽以及含有氣泡的液體。

（2）由于內襯材料和電絕緣材料的溫度限制，不能用于較高溫度，如未采取特殊處理，因測量管外結霜，也不能用于低溫介質測量。

（3）電磁流量計受外界因素（磁場、振動等）干擾大。

三、電磁流量計的選用、安裝及使用注意事項

1.電磁流量計的選用原則。

（1）電磁流量計的傳感器口徑通常選用與管道系統相同的口徑。

（2）儀表滿量程要大于被測介質的最大預計流量值，常用流量大于滿量程的1/2。

（3）根據被測介質的壓力和溫度情況選擇合適的電磁流量計，保證流量計安全可靠。

2.電磁流量計的安裝注意事項。

（1）一般計量場合，上游直管段長度不應小于3D，下游直管段長度不應小于2D；需要精確計量的場合，上游直管段長度不應小于10D，下游直管段長度不應小于3D。

（2）電磁流量計外殼、被測流體和管道連接法蘭之間應連接為等電位，并可靠接地，接地電阻不大于10Ω。

（3）在垂直的管道上安裝時，被測流體的流向應自下而上，在水平的管道上安裝時，兩個測量電極不應再管道的正上方和正下方位置。

（4）周圍有強磁場時，應采取防干擾措施。

四、電磁流量計的故障分析

電磁流量計在運行中產生的故障一般分兩類。一類為儀表本身故障，即儀表結構件或元器件損壞引起故障；另一類為外界原因引起的故障，如安裝不合理造成流動畸變，沉淀和結垢等。

1.介質中含有氣泡。

如果介質中存在較大的氣泡，當氣泡通過電極時整個電極就被遮蓋，使流量信號輸入回路瞬時斷開，從而輸出信號就會出現波動。

2.介質非滿管。

在日常生產中偶爾會有非滿管現象。這種現象可以看作是液體中含有氣泡的典型情況。當電極水平面低于介質流動面時，流量計前后采用直管段比較理想，測量數據比較穩定。但是管內上半部的氣體體積也被算成介質流量，因此這種情況下測量誤差較大；當電極水平面高于介質液面時，電磁流量計的測量回路處于開路狀態，所測量的數據嚴重失真。

3.流量計電極結垢或電極短路。

當測量高粘度介質時，由于介質易附著和沉淀在管壁，若被測液體電導率低于附著的介質電導率時，電極的信號電勢就會被沉淀分流從而不能正常工作，出現電極短路現象；如果沉淀的介質是非導電層，會造成電極開路，流量計也不能正常工作。

五、電磁流量計應用實例

揚子石化擴建45萬噸/年PTA生產線項目，腐蝕性介質主要為醋酸，以及氫溴酸，根據工藝介質特性，選用了科隆公司4300F型分體式電磁流量計，內襯均采用聚四氟乙烯，電極、接液環材料選用哈氏合金C。經過多年的生產運行考驗，除一臺測量氫溴酸的電磁流量計外，其余電磁流量計自投用以來運行穩定可靠，流量計本身未出現故障，表現出良好的測量性能，完全能滿足計量的要求，收到較好的效果。