1.概述
在紙漿造紙生產(chǎn)過程中，紙漿流量的測(cè)量起著重要的作用。例如，調(diào)節(jié)進(jìn)紙機(jī)(或紙板機(jī))的紙漿流量，就保證了紙機(jī)生產(chǎn)的穩(wěn)定。
目前工業(yè)中所用的流量?jī)x表大致可分為三大類：速度式流量?jī)x表、容積式流量?jī)x表、質(zhì)量式流量?jī)x表機(jī)械漿、化學(xué)漿或損紙漿都是水懸浮液，其纖維濃度可在0.5~12％范圍內(nèi)波動(dòng)。然而，上述懸浮液的流量是在纖維濃度不大于5％時(shí)來測(cè)量的。當(dāng)紙漿流速小時(shí)，纖維發(fā)生沉淀結(jié)塊。這種紙漿特性在選擇流量測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮。為了測(cè)量紙漿流量，可采用變壓降式流量計(jì)、容積式流量計(jì)、
電磁流量計(jì)。
制漿造紙生產(chǎn)中所用的大量液體，其中包括所有的紙漿懸浮液都有大于10微姆/厘米的電導(dǎo)率。這就可以用電磁流量計(jì)來測(cè)量流量。這種流量計(jì)沒有使管道公稱直徑縮小的部件或者可能被纖維所堵塞的部件，這一點(diǎn)在測(cè)量紙漿流量或者污穢液體時(shí)特別重要因此，近年來測(cè)量紙漿流量的電磁方法得到了廣泛的應(yīng)用。
2.電磁流量計(jì)的測(cè)量原理
由電磁感應(yīng)定律可以知道，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與磁場(chǎng)的感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)速度成比例。其感應(yīng)電勢(shì)大小可按下式計(jì)算
UE=BDV·10-8 (1.1)
式中UE——感應(yīng)電勢(shì)，V；
B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，高斯；
D——管道直徑，即導(dǎo)體垂直切割磁力線的長(zhǎng)度，cm；
v——垂直于磁力線方向的流體速度.Cm/s。
應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，K就是一個(gè)常數(shù)。這時(shí)感應(yīng)電勢(shì)則與體積流量具有線性關(guān)系4得感應(yīng)電勢(shì)，就可確定流量。
3.電磁流量計(jì)的設(shè)計(jì)選型
電磁流量計(jì)由變送器及轉(zhuǎn)換器組成。變送器將被測(cè)流體的流量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的感應(yīng)電勢(shì)，轉(zhuǎn)換器將變送器輸出的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(010mA或420mA)或標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)(0一5V或15V)。
3.1電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，電磁流量計(jì)一般可分為一體式和分體式。
一體式電磁流量計(jì)安裝簡(jiǎn)單、方便，使其適用于高溫、水浸等惡劣環(huán)境。
3.2電磁流量計(jì)的性能價(jià)格比
首先應(yīng)對(duì)比被測(cè)介質(zhì)的物理特性考察電磁流量計(jì)的電導(dǎo)率要求。電磁流量計(jì)要求被測(cè)介質(zhì)為導(dǎo)電性液體，導(dǎo)電率一般應(yīng)>5S/cm。對(duì)于水，有的要求水的導(dǎo)電率>20S/cm。
其次，電磁流量計(jì)的測(cè)量精度應(yīng)滿足生產(chǎn)及控制要求。在制漿造紙生產(chǎn)過程中，各種漿液測(cè)量的電磁流量計(jì)的精度應(yīng)高于其它介質(zhì)的測(cè)量精度。
3.3電磁流量計(jì)口徑的選擇
a.選擇傳感器的口徑與連接的工藝管道口徑相同。
這種選擇安裝方便，不要異徑管。但它的前提是管內(nèi)流體的流速應(yīng)在0.3m/s.12m/s范圍。適用于新工程剛上馬，流速處于較低的狀態(tài)，當(dāng)后期工程上去后，管內(nèi)流速就處于較高狀況，只要在現(xiàn)場(chǎng)更改儀表的量程，不需要更換儀表
b.選用傳感器的口徑與連接工藝管道口徑不相同
這種選擇適用以下幾種情況：
(1)管道內(nèi)的流速偏低，工藝流量又較穩(wěn)定，為滿足儀表對(duì)流速范圍的要求，在儀表部分提高流速，選擇傳感器口徑小于工藝管道口徑，在傳感器的前后fr加接異管。
(2)從價(jià)格上考慮，對(duì)于大口徑電磁流量計(jì)，口徑越大，價(jià)格越高。對(duì)管道內(nèi)流速偏低，工藝參數(shù)穩(wěn)定的情況，可選用口徑較小的傳感器，這不僅可使儀表運(yùn)行在較好的各種狀態(tài)下，還可降低儀表的投資費(fèi)用。
異徑管的中心錐角不大于l5。，越小越好。
加裝異徑管會(huì)產(chǎn)生壓力損失。
3.4電極形式的選擇
一般來說，不產(chǎn)生結(jié)晶、結(jié)疤、不玷污電極的介質(zhì)可用標(biāo)準(zhǔn)電極，否則用刮刀式電極來清垢：對(duì)測(cè)污泥的場(chǎng)合，可選用可更換式電極。
3.5電極材料的選擇
電磁流量計(jì)的電極必須由非導(dǎo)磁的導(dǎo)電材料制成.通常采用的材料是不銹鋼和哈氏合金，也有用鉑、黃金或不銹鋼鍍鉑制成。由于電極需要直接與被測(cè)流體接觸，應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性選定電極材料。哈氏臺(tái)金能耐弱酸堿腐蝕廣泛應(yīng)用于造紙行業(yè)。
3.6襯里材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性及溫度來選擇。硬、軟橡膠及氯丁橡膠可耐一般的弱酸、堿腐蝕，耐溫65"C。軟氯丁橡膠有耐磨性，聚四氟乙烯幾乎能耐熱磷酸以外的所有強(qiáng)酸、堿腐蝕，介質(zhì)溫度可達(dá)180~C，但不耐磨損。聚氨酯橡膠有較好的磨損性，但不耐酸、堿腐蝕，耐溫性也差，介質(zhì)溫度小于40℃。
3.7防護(hù)等級(jí)的選擇
防護(hù)等級(jí)應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境及儀表實(shí)際的條件選定。若儀表在地面以下的，經(jīng)常受水淹的，宜選用IP68；若儀表安裝在地面以上的，可選用IP65。
3.8接地環(huán)的選擇
若連接儀表的管道是(相對(duì)于被測(cè)介質(zhì))絕緣性的，則要用接地環(huán)，可用普通型.它的材質(zhì)應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性相適應(yīng)。
若被測(cè)介質(zhì)是磨損性的，則宜選用帶頸接地環(huán)，以保護(hù)進(jìn)、出口端的襯罩，延長(zhǎng)使用壽命。
3.9電磁流量轉(zhuǎn)換器
電磁流量轉(zhuǎn)換器與傳感器相互配合，實(shí)現(xiàn)流量信號(hào)的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換器應(yīng)能滿足傳感器的要求，當(dāng)傳感器內(nèi)阻高時(shí)，轉(zhuǎn)換器有較高的輸入阻抗與之相匹配；傳感器輸出的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)很弱，而且伴有各種干擾信號(hào)，轉(zhuǎn)換器除放大感應(yīng)電勢(shì)外，還需消除干擾信號(hào)，保證儀表正常工作；傳感器的磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，轉(zhuǎn)換器提供給傳感器的工作電源應(yīng)是穩(wěn)定電源。電磁流量轉(zhuǎn)換器最好采用微處理機(jī)型的轉(zhuǎn)換器，用它來控制勵(lì)磁電壓，按被測(cè)流體性質(zhì)選擇勵(lì)磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。
3.1l電纜的敷設(shè)
信號(hào)電纜和勵(lì)磁電纜必須嚴(yán)格分開，不能敷設(shè)在同一根管子內(nèi)或平行敷最更不能絞合在一起。不要將多余的電纜纏繞在一起。
信號(hào)電纜和勵(lì)磁電纜要求單獨(dú)穿在鋼管內(nèi)，這樣既可以屏蔽外界擾又安全不受任何機(jī)件壓傷、碰斷。希望信號(hào)與勵(lì)磁電纜盡可能短。
4.電磁流量計(jì)選型設(shè)計(jì)
電磁流量計(jì)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)自動(dòng)控制水平有較高的要求。與控制系統(tǒng)相配套的現(xiàn)場(chǎng)儀表的檔次要求高。
流量測(cè)量?jī)x表選型設(shè)計(jì)方案如下：
蒸汽、冷凝水流量采用差壓式流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置：重油流量測(cè)量采用質(zhì)量流量計(jì)；各種漿液、白水、廢水、清水、輔料、涂料等流體流量測(cè)量采用電磁流量計(jì)。
例一：測(cè)量進(jìn)配漿池NBKP漿流量。介質(zhì)：NBKP漿濃度3.7％溫度50℃流量范圍0~35i/s工藝管徑DN100。工藝管道采用不銹鋼管道。
電磁流量計(jì)選型：
(1)采用分體式電磁流量計(jì)，傳感器型號(hào)10DX31ll測(cè)量精度為0.4％；信號(hào)轉(zhuǎn)換器型號(hào)50XM2000。
(2)對(duì)照流量列線圖，傳感器口徑為DN100。不縮徑，減少壓損。
(3)電極結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)電極。
(4)電極材料為哈氏C.4標(biāo)準(zhǔn)PTFE/DFA。
(5)襯里材料為PTFE。
(6)防護(hù)等級(jí)IP67。
(7)管道連接型式法蘭連接，材質(zhì)不銹鋼1.4571(316Ti)
(8)電源頻率50HZ，激磁頻率121/4HZ。
例二：測(cè)量水流量。介質(zhì)：水溫度20"C流量范圍0~20001/min工藝管徑DN250
電磁流量計(jì)選型：
(1)采用
分體式電磁流量計(jì)，傳感器型號(hào)10D.X41ll測(cè)量精度為0.5％號(hào)轉(zhuǎn)換器型號(hào)50XE4100。
(2)對(duì)照流量列線圖，傳感器口徑為DN250。不縮徑，減少壓損。
(3)電極結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)電極。
(4)電極材料為不銹鋼1.4751
(5)襯里材料為PTFE
(6)防護(hù)等級(jí)IP67。
(7)管道連接型式法蘭連接，材質(zhì)不銹鋼14571(316Ti)。
(8)電源頻率50HZ，激磁頻率61/4HZ
5.電磁流量計(jì)的特點(diǎn)
電磁流量計(jì)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)電流體的流量測(cè)量，電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：
(1)電磁流量計(jì)可廣泛用于測(cè)量各種工業(yè)導(dǎo)電液體或漿液。特別適用于各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及_鹽類的腐蝕型液體介質(zhì)，計(jì)量這些介質(zhì)的連續(xù)流量或脈動(dòng)流量弛可用來測(cè)量各種污穢、懸浮顆粒的液體或大管徑流量。電磁流量計(jì)這些獨(dú)特用途是其它一些流量計(jì)不具備的。
(2)電磁流量計(jì)變送器內(nèi)徑與被測(cè)流體管道內(nèi)徑完全相同，無阻力元件，不會(huì)對(duì)體造成壓力損失，這一優(yōu)點(diǎn)也是阻力測(cè)量元件的流量?jī)x表不具備的。
(3)電磁流量變送器的輸出信號(hào)與被測(cè)流體的體積流量呈線性關(guān)系這一特點(diǎn)同
渦街流量計(jì)一樣，量程變換容易，測(cè)量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m，流速從0.3m/s到10m/s。
(4)電磁流量計(jì)測(cè)量被測(cè)液體工作狀態(tài)下的體積流量，測(cè)量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。
(5)電磁流量計(jì)反應(yīng)迅速，可以測(cè)量脈動(dòng)流量。
電磁流量計(jì)的缺點(diǎn)可歸納下列幾個(gè)方面：
(1)電磁流量計(jì)的應(yīng)用有一定的局限性，它只能測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量，不能測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量。
(2)電磁流量計(jì)是通過測(cè)量導(dǎo)電液體的速度確定工作狀態(tài)下的體積流量。按照計(jì)量要求，對(duì)于液態(tài)介質(zhì)，應(yīng)測(cè)量質(zhì)量流量，測(cè)量質(zhì)量流量應(yīng)涉及到流體的密度，不同流量介質(zhì)具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量轉(zhuǎn)換器不考慮流體密度僅給出常溫狀態(tài)下的體積流量是不臺(tái)適的。隨著微處理機(jī)的應(yīng)用，電磁流量轉(zhuǎn)換器智能化后，應(yīng)增強(qiáng)運(yùn)算功能，引入不同流體介質(zhì)的密度信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，得到質(zhì)量流量。
(3)電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試比其它流量計(jì)復(fù)雜，且要求更嚴(yán)格。變送器和轉(zhuǎn)換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種型號(hào)的儀表配用。在安裝變送器時(shí)，從安裝地點(diǎn)的選擇到具體的安裝調(diào)試，必須嚴(yán)格按產(chǎn)品說明書要求進(jìn)行。安裝地點(diǎn)不能有振動(dòng)，不能有強(qiáng)電磁場(chǎng)。在安裝時(shí)必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接觸及良好的接地。變送器的電位以被測(cè)流體電位為基礎(chǔ)，要求被測(cè)流體電位穩(wěn)定，使變送器與被測(cè)流體等電位。在使用時(shí)，必須排盡測(cè)量管中存留的氣體，否則會(huì)造成測(cè)量誤差。
(4)電磁流量計(jì)用來測(cè)量帶有污垢的粘性流體時(shí)，粘性物或沉淀物附著在測(cè)量管內(nèi)壁或電極上.使變送器輸出電勢(shì)變化，帶來測(cè)量誤差，電極上污垢物達(dá)到一定厚度，可能導(dǎo)致儀表無法測(cè)量，因此在使用中應(yīng)注意對(duì)污垢物或沉淀物的沖洗，保持電極清潔，盡可能減少儀表測(cè)量誤差。
使用電磁流量計(jì)應(yīng)注意的問題：
(1)變送器的安裝位置，要選擇在任何時(shí)候測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)部都能充滿液體以防止由于量導(dǎo)管內(nèi)沒有液體而指針不在零點(diǎn)所引起的錯(cuò)覺最好是垂直1安裝，便減少由于液體流過在電極上出現(xiàn)氣泡造成誤差。
(2)電磁流量計(jì)的信號(hào)比較微弱，在滿量程時(shí)只有2.5~8mV，流量很小時(shí)，輸出僅有幾微伏，外界咯有干擾就能影響測(cè)量的精度。因此，變送器外殼、屏蔽線、測(cè)量導(dǎo)管，以及變送器兩端的管道都要接地。并且要求單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn)，絕對(duì)不要連接在電機(jī)、電器等的地線或上下水道上。轉(zhuǎn)換部分已通過電纜線接地，且勿再行接地，以免因地電位的不同而引入干擾。
(3)變送器的安裝和地點(diǎn)要遠(yuǎn)離一切磁場(chǎng)(例如大功率電機(jī)、變壓器等)不能有振動(dòng)。
(4)變送器和和二次儀表使用電源中的同一相線，否則由于檢測(cè)信號(hào)和反饋信號(hào)相關(guān)120。，使儀表不能正常工作。
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