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1.準(zhǔn)確度和功能
通用EMF在市場上的表現(xiàn)差異很大。一些具有較高的精度和許多功能,而另一些具有較低的精度和簡單功能。高精度儀器的基本誤差為(±0.5%〜±1%)R,低精度儀器的基本誤差為(±1.5%〜±2.5%)FS,兩者的價(jià)格差為1〜 2次。
一些型號聲稱其精度更高,基本誤差為(±0.2%〜±0.3%)R,但是具有嚴(yán)格的安裝要求和參考條件,例如環(huán)境溫度,前后直管段的長度等。因此在選擇各種型號時(shí),不要簡單地看高指標(biāo),要閱讀制造商的樣品或規(guī)格進(jìn)行全面分析。
市場上的EMF的功能也有很大不同。 EMF僅測量單向流量,僅輸出模擬信號來驅(qū)動后端儀器。多功能儀表包括雙向流量測量,量程切換,上下限流量報(bào)警,空氣管和停電報(bào)警,小信號切除,流量顯示和總計(jì)計(jì)算,自動檢查和故障自診斷,與上位機(jī)通訊某些類型的儀器的串行數(shù)字通信功能可用于各種通信接口,例如HART協(xié)議系統(tǒng),PROFTBUS,Modbus,F(xiàn)F現(xiàn)場總線等。
流量,全流量,范圍和口徑
所選儀器的直徑可能與管道的直徑不同。在加工業(yè)中,對于粘度不同的液體(例如水),管道流速通常為1.5〜3m / s。在這樣的管道中使用EMF,傳感器直徑與之相同。當(dāng)EMF為全流量時(shí),液體速度可以在1〜10m / s的范圍內(nèi)選擇,這相對較寬。最高流速原則上不受限制,但是通常建議不要超過5m / s。除非襯里材料能夠承受流體侵蝕,否則在實(shí)際使用中很少會超過7m / s,甚至很少會超過10m / s。全流速的下限通常為1m / s,而某些型號為0.5m / s。
對于一些新建工程初期的低流量或低流量管道,從測量精度的角度出發(fā),應(yīng)將表徑改為小于管徑,并與異徑管連接。對于易附著,沉積,結(jié)垢等流體,流量應(yīng)不小于2m / s,最好增加至3〜4m / s以上,起到自潔和防止附著的作用和沉積。對于礦漿和其他高磨蝕性流體,常用流速應(yīng)低于2〜3m / s,以減少襯里和電極磨損。在測量接近閾值的低電導(dǎo)率液體時(shí),應(yīng)盡可能選擇較低的流速(小于0.5〜1m / s)。隨著流動噪聲隨著流速的增加而增加,將發(fā)生輸出晃動。 EMF具有很大的范圍,通常不小于20,具有儀器的自動范圍切換功能,可以超過50〜100。中國提供的類型產(chǎn)品的直徑范圍為10mm至3000mm。但是,在實(shí)際應(yīng)用中,大多數(shù)是小直徑和中直徑。但是,與大多數(shù)其他主要流量計(jì)(例如正排量流量計(jì),渦輪流量計(jì),渦街流量計(jì)或科里奧利質(zhì)量流量計(jì))相比,大直徑流量計(jì)所占比例更大。
3.液體電導(dǎo)率
使用EMF的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的,并且不得低于閾值(下限)。如果電導(dǎo)率低于閾值,將導(dǎo)致測量錯(cuò)誤,直到無法使用為止。即使其變化超出閾值,也可以對其進(jìn)行測量,表明值誤差變化不大。普通EMF的閾值在10-4〜(5×10-6)S / cm之間,具體取決于類型。它還取決于換能器與換能器之間的流線長度及其分布電容。制造商的操作說明通常指定與電導(dǎo)率相對應(yīng)的線的長度。具有非接觸電容耦合大面積電極的儀器可以測量電導(dǎo)率低至5×10-8s / cm的液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4s / cm,酸,堿,鹽溶液的電導(dǎo)率在10-4〜10-1s / cm之間,使用沒有問題,存在低級蒸餾水為10-5s / cm沒問題。石油產(chǎn)品和有機(jī)溶劑的電導(dǎo)率太低,無法使用。盡管不認(rèn)為可以使用某些低電導(dǎo)率的純液體或水溶液,但由于存在雜質(zhì),將在實(shí)踐中使用,這些雜質(zhì)將有利于提高電導(dǎo)率。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),希望實(shí)際的液體電導(dǎo)率至少比儀器制造商指定的閾值大一個(gè)數(shù)量級。這是因?yàn)橹圃焐痰膬x器規(guī)格所指定的下限是可以在各種良好使用條件下測量的最低可測量值。它受到某些服務(wù)條件的限制,例如電導(dǎo)率均勻性,連接信號線,外部噪聲等,否則會發(fā)生輸出晃動。我們反復(fù)遇到低度蒸餾水或去離子水,它們的電導(dǎo)率接近5×10-6s / cm的閾值,并且在使用時(shí)會出現(xiàn)輸出擺動。
4.液體含有混合物
混合到氣泡流中的微小氣泡仍然可以正常工作,但是測得的體積流量是帶有氣泡體積的混合體積流量。如果氣體含量增加以形成炸彈(阻塞)流,則電極可能被氣體覆蓋,電路會立即斷開,從而導(dǎo)致輸出抖動甚至無法正常工作。也可以測量包含非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體的體積流量。固含量較高的流體,例如鉆探泥漿,鉆探水泥漿,紙漿等,實(shí)際上是非牛頓流體。由于固體在載液中一起流動,因此兩者之間存在打滑且速度不同,用于固液兩相流的單相液體檢查儀會產(chǎn)生額外的誤差。盡管沒有關(guān)于EMF對固液兩相流體中固體影響的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告,但有國外報(bào)道表明14%的固含量誤差在3%范圍內(nèi)。
在使用含礦石顆粒的漿液時(shí),應(yīng)注意傳感器襯里的磨損程度,并且由于測量管內(nèi)徑的擴(kuò)大會產(chǎn)生額外的誤差。在這種情況下,應(yīng)選擇耐磨性更好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里。同時(shí),建議將傳感器安裝在垂直管道上,以使管道均勻磨損,并消除水平安裝下部的嚴(yán)重磨損。噴嘴護(hù)套也可以安裝在傳感器入口處,以延長使用壽命。
5.附著力和沉淀
當(dāng)流體管壁的附著力和沉積物質(zhì)量容易測量時(shí),如果附著高于導(dǎo)電材料的液體電導(dǎo)率,則電位信號將短路而無法工作,如果是第一導(dǎo)電層電極則應(yīng)注意污染,例如選擇不易粘附的,尖頭或半球形電極,可更換型電極,刮板型清潔秤電極等。可以定期在傳感器外部手動刮下刮板電極。國外產(chǎn)品的電極都裝有超聲波換能器以去除表面水垢層,但現(xiàn)在很少見。還有一個(gè)臨時(shí)斷開測量電路,在電極的短時(shí)間內(nèi)流經(jīng)低壓大電流,燃燒以除去附著的油脂層。易于產(chǎn)生附著力的部位可以增加流速以達(dá)到自潔的目的,而且還可以采取更方便和易于清洗的管路連接方式,不用拆卸清潔傳感器。非接觸電極EMF附著在非導(dǎo)電膜層上,儀器仍然可以工作,但是如果它是高導(dǎo)電層,則它也不能工作。
6.襯里材料的選擇
襯里材料(或與介質(zhì)直接接觸的量管)通常使用的襯里材料包括氟塑料,聚氨酯橡膠,氯丁橡膠和陶瓷。近年來,高純度氧化鋁陶瓷襯里,但僅用于中小直徑傳感器。對于非腐蝕性或弱腐蝕性液體,例如工業(yè)用水,廢水和弱酸和弱堿,氯丁橡膠和玻璃纖維是最便宜的。氟塑料具有出色的耐化學(xué)性,但耐磨性差,因此不能用于測量礦漿。氟塑料的最早應(yīng)用是聚四氟乙烯,由于測量管和壓力膏之間僅有粘合力,因此不能用于負(fù)壓管道。
電極對測量介質(zhì)的耐腐蝕性是選擇材料時(shí)的第一考慮因素,第二考慮因素是是否會發(fā)生諸如鈍化之類的表面效應(yīng)以及由此產(chǎn)生的噪聲。
1)選擇耐腐蝕材料
EMF電極的耐腐蝕性要求很高。常見的金屬材料包括耐鉬酸鋼和哈氏合金,它們幾乎可以覆蓋所有化學(xué)液體。還存在用于漿料的低噪聲電極,例如導(dǎo)電橡膠,導(dǎo)電氟塑料和多孔陶瓷電極,或涂有這些材料的金屬電極。原則上,電極材料的選擇應(yīng)由用戶的實(shí)際應(yīng)用和以前的經(jīng)驗(yàn)決定。有時(shí),稍后會進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn),例如在現(xiàn)場采集液體樣品并對實(shí)驗(yàn)室使用的材料進(jìn)行腐蝕測試。最好的測試是現(xiàn)場懸掛板,它是最接近實(shí)際應(yīng)用條件的腐蝕測試,可以得出更可靠和適用的結(jié)論。
2)避免電極表面效應(yīng)
電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素。然而,有時(shí)電極材料對被測介質(zhì)具有良好的耐腐蝕性,但不一定是適用的材料,應(yīng)避免電極的表面效應(yīng)。電極表面效應(yīng)分為三個(gè)方面:表面化學(xué)反應(yīng),電化學(xué),極化和催化?;瘜W(xué)反應(yīng)效果,例如在電極表面與被測介質(zhì)接觸后形成鈍化膜或氧化層。它們可以有效地防止腐蝕,但也可以增加表面接觸電阻。例如,鉭與水接觸被氧化,形成絕緣層。對于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)-電極材料的匹配-腐蝕的數(shù)據(jù)不多,實(shí)踐中僅需要積累一些有限的經(jīng)驗(yàn)。接地環(huán)連接到塑料管或帶襯里絕緣金屬管中流量傳感器的兩端。它們的耐腐蝕性要求低于電極要求,并且已被完全腐蝕并定期更換。通常使用耐酸鋼或哈氏合金。由于其體積大,鉭和鉑等貴金屬在經(jīng)濟(jì)上很少使用。如果金屬處理管與流體直接接觸,則不需要接地環(huán)。
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