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插入式電磁流量計(jì)在礦井水處理中的應(yīng)用

   為了減少污染，節(jié)水減排，必須對(duì)生活用水、工業(yè)用水、循環(huán)水以及排放的污水進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)量和控制。流量的測(cè)量在水資源實(shí)行總量控制、定額管理和石油化工生產(chǎn)及過(guò)程控制中占有重要地位。
   1　技術(shù)分析

    1.1　工作原理

    插入式電磁流量計(jì)工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，測(cè)量流量時(shí)，液體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，感應(yīng)出一個(gè)與平均流速（體積流量）成正比的電壓。其感應(yīng)電壓信號(hào)通過(guò)2個(gè)與液體直接接觸的電極檢出，并通過(guò)電纜傳送至智能變送器，智能變送器根據(jù)電勢(shì)的大小和電磁流量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)（包括瞬時(shí)量和累計(jì)量）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示，再將流量標(biāo)準(zhǔn)的4～20MA、1～5VDC信號(hào)輸出到流量二次儀表或DCS。

    1.2　組成

    插入式電磁流量計(jì)主要由傳感器、智能變送器和電纜組成。

    （1）傳感器由電極和勵(lì)磁線圈組成，其作用是根據(jù)導(dǎo)電介質(zhì)（流體）流過(guò)勵(lì)磁線圈的速度不同在電極上產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電勢(shì)（5～60mV）。

    （2）智能變送器的作用是將傳感器的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大，再根據(jù)電勢(shì)流量數(shù)學(xué)模型和公式進(jìn)行計(jì)算，得出流量結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)流量信號(hào)。各種流量參數(shù)的調(diào)整和標(biāo)定參數(shù)的設(shè)置在智能變送器上進(jìn)行。

    （3）通訊電纜的作用是傳感器向智能變送器傳送毫伏電勢(shì)信號(hào)，智能變送器向勵(lì)磁線圈提供振蕩電壓。由于電勢(shì)信號(hào)是5～60mV的弱信號(hào)，勵(lì)磁信號(hào)是高頻低幅值的振蕩信號(hào)，所以電纜要充分考慮屏蔽性和抗干擾性。電纜的長(zhǎng)度和截面積成正比，和介質(zhì)的電導(dǎo)成正比，導(dǎo)電特性越強(qiáng)傳送距離越遠(yuǎn)，一般傳送距離為20～500m。

    1.3　安裝要求

    1.3.1　保證足夠直管段

    流體在方向、管徑以及閥門開(kāi)度變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流和流場(chǎng)畸變，這樣會(huì)對(duì)傳感器電極的測(cè)量產(chǎn)生影響，從而影響儀表的精度。所以要盡可能地離開(kāi)彎管、手閥、調(diào)節(jié)閥等部件一定距離。表中，D表示管道通徑，L表示傳感器到閥門或彎頭等部件的距離。

  1.3.4　保證良好的接地

    傳感器輸出信號(hào)的接地點(diǎn)應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)電氣連接。當(dāng)流體切割磁力線產(chǎn)生流量信號(hào)時(shí)，以流體本身作為0電位，一個(gè)電極上產(chǎn)生正電勢(shì)，另一個(gè)電極上產(chǎn)生負(fù)電勢(shì)，不斷交替變化。因此，轉(zhuǎn)換器輸入端中點(diǎn)（信號(hào)電纜屏蔽層）必須與流體共處于0電位且導(dǎo)通，這樣才能構(gòu)成對(duì)稱的輸入回路。轉(zhuǎn)換器的輸入端中點(diǎn)通過(guò)傳感器輸出信號(hào)的接地點(diǎn)與被測(cè)流體電氣連通。由于傳感器的輸出信號(hào)很小，只有幾毫伏，為了提高儀表抗*力，輸入回路中的0電位必須接地。由于一般金屬管道都與大地連通，流動(dòng)介質(zhì)通過(guò)金屬管道與大地電氣連接，所以并不要求電磁流量計(jì)單獨(dú)設(shè)置接地裝置，尤其是小口徑電磁流量傳感器。如果是非金屬管道，就一定要和單獨(dú)的接地線連接。

    1.3.5　保證傳感器正確的插入深度

    由于流體在管道中的層流現(xiàn)象，靠近管壁的流體流速較慢，靠近管道中心的流體流速較快，根據(jù)計(jì)算管道的D/8處zui接近流體的平均速度。安裝時(shí)要計(jì)算管道的壁厚和法蘭管嘴的長(zhǎng)度，確保傳感器的電極插深在D/8位置。不過(guò)也不是所有的插入式流量計(jì)傳感器都安裝在管道的D/8位置，也有少數(shù)安裝在管道的D/2位置，安裝前一定要認(rèn)真研究安裝說(shuō)明。

    2　結(jié)束語(yǔ)

    插入式電磁流量計(jì)比較適合大口徑管道安裝。Φ250mm以上的管道上應(yīng)用插入式電磁流量計(jì)比法蘭式電磁流量計(jì)性價(jià)比好，且管徑越大性價(jià)比越明顯。其zui顯著的特點(diǎn)就是能帶壓安裝，管壁的厚薄對(duì)其基本沒(méi)有影響，但是其安裝技術(shù)比較復(fù)雜，如果安裝不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)在不允許停工和較大口徑管道上安裝插入式電磁流量計(jì)應(yīng)該是一種經(jīng)濟(jì)可行的選擇。