泥漿流量計在選型時應關注的相關產品參數及工況條件

1、應用概況
泥漿流量計應用領域廣泛。泥（ní）漿流量計不受溫度、壓（yā）力、粘度等外界（jiè）因素的影響，測（cè）量管內部無收縮或凸出部分的（de）造成的（de）壓力損失，另外，流量元（yuán）件檢測出的*初信號（hào），是一個與（yǔ）流體（tǐ）平均流（liú）速成（chéng）精確線性變化的電壓，它與流體的其（qí）他性質（zhì）無關，具有很大的優越性。大（dà）口（kǒu）徑儀表較多應用於給排水工程。中小口徑常用於固液（yè）雙相等難測流體或（huò）高要（yào）求場所，如測量（liàng）造紙工業紙漿液和（hé）黑液、有色冶金業礦漿、選煤廠煤漿、化（huà）學工業強腐蝕液以及（jí）鋼鐵工業（yè）高爐風口冷卻水控（kòng）製和監（jiān）漏，長距（jù）離管（guǎn）道煤水力輸送流量測量和控製（zhì）。小口徑、微小口徑常用於醫藥工業、食品工業（yè）、生物（wù）工程等有衛生要求場所。
2、精度等級和功能
市場（chǎng）上（shàng）通用型性能有較大差別，有些精度高（gāo）、功能多，有些精度低、功能簡單。精度高儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）R，精度低儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價格相（xiàng）差1～2倍。測量精（jīng）度要求不很高場所（例如非貿易核算僅以控（kòng）製為目，求高可*性和優良（liáng）重複性場所）選用高精度儀表經濟上是不合（hé）算。
有些型號泥漿流量計聲稱有更高精確度，基本誤差（chà）僅（±0.2%～±0.3%）R，但有嚴格安裝要求和參比條（tiáo）件，例如環境溫度20～22℃，前後置（zhì）直管段長（zhǎng）度要（yào）求分別大於10D,3D（通（tōng）常為5D,2D）提出流量傳感器要與前後置（zhì）直管組成一體流量標準裝置上作實流校準（zhǔn），以減（jiǎn）少夾裝不善影響。多種型號選（xuǎn）擇比較時不要單純隻（zhī）看（kàn）高指標，要詳細（xì）閱讀製造廠（chǎng）樣本（běn）或說明（míng）書做綜合（hé）分（fèn）析。市場上泥漿流量計（jì）功能差別也（yě）很大，簡單就測量單向流量，隻輸出模擬信（xìn）號帶動後位儀表；多功（gōng）能儀（yí）表有（yǒu）測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管（guǎn）和電源切斷報警、小信（xìn）號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和（hé）故障自（zì）診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型號（hào）儀（yí）表串行數字通信功能可選多種通信接口和專用芯片（ASIC），以連接HART協議係統、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現場總線等。

3、流速、滿度流量、範圍度（dù）和口徑 選定儀表口徑不一定與管徑相同，應視流量而定。流程工業輸送水等粘度不同液體，管道流速一般是經濟流速1.5～3m/s。泥漿流量計用這樣（yàng）管道上，傳感器口徑（jìng）與管徑相同即可（kě）。
滿度流量（liàng）時液（yè）體流速（sù）可1～10m/s範圍（wéi）內選用，範圍是比較寬。上限流速（sù）原理上是不受限製，通（tōng）常建議不超過5m/s，襯裏材（cái）料能承（chéng）受液（yè）流衝刷，實際應（yīng）用很少超（chāo）過7m/s，超過10m/s則更為罕見。滿度流量流速下限一般為1m/s，有些型號儀表（biǎo）則為0.5m/s。有些新建工（gōng）程（chéng）運行初期流量偏低或流速偏低（dī）管（guǎn）係，從測（cè）量精度（dù）角度考慮（lǜ），儀表口徑應改用小（xiǎo）於管徑，以異徑管連（lián）接之。用於有易粘附、沉積、結垢（gòu）等物質流體，選用流速不低於2m/s，*好提高到3～4m/s或以（yǐ）上，起到自清掃、防止粘附沉（chén）積等作用。用於礦（kuàng）漿等磨耗性強流體，常用流速（sù）應低於2～3m/s ，以降低對襯裏和電*磨損。 測量接近閾值低（dī）電導液體，盡（jìn）可能選定（dìng）較低流速（小（xiǎo）於0.5～1m/s），因流速（sù）提高流（liú）動噪聲會增加，而出現（xiàn）輸出（chū）晃動現象。 EMF範圍度是比較大，通常不低（dī）於20，帶（dài）有量程自動切換功能儀表，可超過50～100。國內可以提（tí）供定（dìng）型產品口（kǒu）徑從10mm到3000mm，隨然實際應用以中小口徑居多，但與大（dà）部分其他原理流量儀表（如容積式、渦輪式、渦街式或科裏奧利質量式等）相比，大口徑儀表占有較（jiào）大比重。某企業近萬台儀表中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大口徑、1000mm以上超大口徑分別占37%、45%、15%和3%。
4、液體電導率
使用泥漿流量計前（qián）提是被測液體必須是導電（diàn），不能低於閾值（zhí）（即下（xià）限值）。電導率（lǜ）低於閾值會產生測量（liàng）誤差（chà）直至不能使用，超過閾值變化也可以測量，示值誤差變化不大，通用型EMF閾（yù）值10-4～（5×10-6）S/cm之（zhī）間，視型號而異。使用時還取決於傳（chuán）感器和轉換器間流量信號線長（zhǎng）度（dù）及其分（fèn）布電容，製造廠使用說明書中通常規定電導率相對（duì）應信號（hào）線長度。非接觸電容耦合大麵積（jī）電*儀（yí）表則可測電導率（lǜ）低至5×10-8S/cm液體。 工業用（yòng）水及其水溶液電導率大於10-4S/cm，酸（suān）、堿、鹽液電導率10-4～10-1S/cm之間，使用不存問題，低度蒸餾水為10-5S/cm存問題。石油製品和有機溶劑電導率過低就不能使用。表1列出若幹液體電導率。從資料上（shàng）查到有些純（chún）液或水（shuǐ）溶液電導（dǎo）率較低，認為不能使用，實際工作中會遇到因（yīn）含有雜質而能使用（yòng）實例，這類雜質對增加電（diàn）導率有利。水溶液，資料中電導率是用純（chún）水（shuǐ）配比實驗室測，實際（jì）使用水溶液可能用工業用水配比（bǐ），電導（dǎo）率將（jiāng）比查（chá）要高，也（yě）有（yǒu）利於流量測量。表1 若幹液體（tǐ）20℃時電導率 液體名稱（chēng） 電（diàn）導率 液體名稱 電導率（lǜ）液體名稱 電導率 石（shí）油 （3～5）×10-13 丙酮 （2～6）×10-8 純水，高度蒸餾水4×10-8 苯 7.6×10-8 液氨 1.3×10-7 甲醇 (4.4～7.2)×10-7 飲用（yòng）水 ≈10-4 海水 ≈4×10-2 硫酸（5%～99.4%）（2.1×10-1）～（8.5×10-3）氨水（4%～30%） （1×10-3）～（2×10-4）氫（qīng）氧化鈉（4%～50%）（1.6×10-1）～（8×10-2）食鹽水（2.5%） 2×10-1 使用經驗，實際應用液體電導率（lǜ）*好要比儀表製造廠規定閾值至少大一個數量級。製造廠儀表規範規定下限值是（shì）各種使用條件較好狀態下可測量*低值。是受到一些使用條件（jiàn）限製，如電導率均勻性、連（lián）接信號線、外界噪聲等，否（fǒu）則會出現輸出晃動現象等。我們就多次（cì）遇到（dào）測量低度（dù）蒸餾水或去離子水，其電導率（lǜ）接近閾值5×10-6S/cm，使用時出現輸出晃動。
5、液體中含有混入物
混入成（chéng）泡狀流微小氣泡仍可正常（cháng）工作，但測是（shì）含氣泡體積混合體積流量；如氣體含量增加到形成彈（塊）狀（zhuàng）流，因電*可能被氣體蓋住使（shǐ）電（diàn）路瞬時斷開，出（chū）現輸出晃（huǎng）動不能正常工作。含有非鐵磁性顆粒或纖維固液雙相流體（tǐ）同樣可測二相體積流量。固體含量較高流體，如鑽井泥漿、鑽探固井水泥漿、紙漿等實際上已屬非牛頓流（liú）體。固體載（zǎi）體液中一起流動，兩者之間有滑動，速度（dù）上有差別，單相液體校驗儀表用於（yú）固液雙相流（liú）體會產生附加（jiā）誤差。還未見到EMF應用於固液雙相流體中固形物影響係統實驗報告，但國外有報告稱固形（xíng）物含量有14%時誤差3%範圍以內；我國黃河水利委員會水利科學研究所實驗報告稱，測量高沙含（hán）量水流量，含沙量體積（jī）比17%～40%（沙中值粒徑0.35mm），儀表測量誤差小於3%。 漿液內有（yǒu）較大顆粒擦過電*表麵（miàn），頻率較低（dī）矩形（xíng）激（jī）磁泥（ní）漿流量計中會產生尖峰狀漿液噪聲，使流量信號不穩，就要選用（yòng）較高頻率（lǜ）儀表（biǎo）或有較強抑製漿液噪（zào）聲能力（lì）泥漿流量計，也可選用市電交流激磁儀表或雙頻（pín）激磁儀表。含有鐵磁性物質流體對於泥漿流（liú）量計，因測量管內磁導率受鐵磁體不同含量而變化，會產生測量誤差。但磁路中置有磁通檢測線圈補償EMF，可減小混入鐵磁（cí）體影響。水（shuǐ）中含有（yǒu）液固重量比約4：1，顆粒（lì）度≤0.15mm鐵精礦石礦漿，以80mm口徑儀表作清水和漿液（yè）對比流量試驗，通常儀表示值變化7%～10%，裝有磁通（tōng）檢測線圈儀表，示值誤差±2%FS以內。 對含有礦石（shí）顆粒礦（kuàng）漿應用，應注意對傳感器襯裏磨損程（chéng）度（dù），測量管內徑擴大（dà）會產生附加誤差。這種場合應選用耐磨性（xìng）較好陶瓷襯裏或聚氨（ān）酯橡膠襯裏，同時建議傳感器安裝垂直（zhí）管道上，使管道磨損（sǔn）均勻，消除水（shuǐ）平安裝下（xià）半部局部磨損嚴重缺點。也可以（yǐ）傳感器進（jìn）口（kǒu）端加裝噴嘴（zuǐ）形護套，相對延長使用期。
6、附著和沉澱
測量易管壁附著和沉澱物質流體時，若（ruò）附著是比（bǐ）液體電導率高（gāo）導電物質，信號電勢將被短路而不能工作，若是非（fēi）導電層則*先應注意電*汙染，譬如選用不易附著尖形（xíng）或（huò）半球形突出電*、可更換式電*、刮刀式清垢電*等。刮刀式電*可傳感器外定期手動（dòng）刮出沉垢。國外產品曾有電*上裝超聲波換能器，以清除表（biǎo）麵垢層，但現已少見。也有暫時斷開測量電路，電*簡短時（shí）間（jiān）內流過低壓大電流，焚燒清除附著油脂類附著層。易（yì）產生附著場所（suǒ）可提高流速以達到自清掃目（mù），還可以采取較（jiào）方便易清（qīng）洗管道連接，可不拆卸清洗傳（chuán）感（gǎn）器（qì）。非接觸型電*泥漿流量計附（fù）著非導電膜層，儀表仍能工作，但（dàn）若為高導電（diàn）層則同樣不能工作。
7、與流體接觸零部件材料選擇（zé） 與流體接觸傳感器零部件有襯裏（或絕緣材料製成測量管）、電*、接環和密封墊（diàn）片（piàn），其材料耐（nài）腐蝕性、耐磨（mó）耗性和使用溫度（dù）上限等影響儀表對流體適應性。零部件少，形狀簡單，材料選擇靈活，電磁流量傳感器對流體適應性強。
（1）泥漿流量計的 襯裏材料（或直接與介質接觸測量（liàng）管）常（cháng）用襯裏材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠（jiāo）和陶瓷等。近年有采用高純（chún）氧化鋁999.7%AI2O3)陶（táo）瓷製成襯（chèn）裏，但隻限中小口徑傳（chuán）感器。 氯丁（dīng）橡膠和玻璃鋼用於非腐蝕性或弱腐蝕性液體，如工（gōng）業用水、廢汙水及弱酸堿，價格*為低廉。氟塑料具有（yǒu）優（yōu）良耐化學（xué）腐蝕性，但耐磨性差（chà），不能用於測量礦漿液。氟塑料中*早應用（yòng）是聚四氟乙烯，因與測量管間僅*壓貼（tiē），無粘結力，不能用於（yú）負壓管（guǎn）道，後開發各種改性品種（zhǒng），實現注塑成形，與測量管有較強結合力（lì），可用於負壓，聚氨酯橡膠有*好（hǎo）耐（nài）磨耗性，但（dàn）耐酸堿腐蝕性較差。它耐磨性（xìng）相當於天然橡膠10倍，適（shì）用於煤漿、礦漿等；介質溫度要低於40～60/70℃。氧化鋁陶瓷有*好耐磨耗（hào）性和對強酸堿耐磨腐蝕性，耐磨性約為聚（jù）氨酯（zhǐ）橡膠10倍，適用（yòng）於具有腐蝕性（xìng）礦漿；但性脆，安裝夾緊時疏忽（hū）易碎，可用於較高溫度（120～140/180℃）但要防止溫度劇變，如通蒸汽滅菌，一般溫度突變不能大於100℃，升溫150℃ 要有10min時間。 通用型泥漿流量（liàng）計幾種材料壓力溫度大體適（shì）用範圍可參閱圖4。
（2）泥漿（jiāng）流量計的 電*和接環（huán）材料 電*對測量介質耐腐是選擇材料*先考慮因素，其次考慮是否會產生（shēng）鈍化等表（biǎo）麵效應和所形成噪（zào）聲。
 1）選擇耐腐蝕材料泥漿流（liú）量計電*耐腐蝕性要求很高，常用金屬材料有含鉬耐酸鋼（gāng）Icr18Ni12Mo2Ti，哈氏（shì）合金（耐蝕鎳基合（hé）金）B、C、鈦、鉭、鉑（bó）銥合金，幾乎（hū）可覆蓋全部化學液。此外還有適用於漿液等低噪聲電*，它們（men）是導電橡膠電*、導電氟塑料電*和多孔性陶（táo）瓷電*，或包覆這些材料金屬電*。原則上電*材料選擇應從使用者借（jiè）鑒該介（jiè）質其他設備應用實際和經驗來確定。後要做必要實（shí）驗，如現場（chǎng）取液體樣品實驗室做待用材料腐蝕性試（shì）驗。*好實驗是現場掛（guà）片（piàn），這是*接近實際應用條件（jiàn）腐蝕性試驗，可以出（chū）比較可*能（néng）否適用結論。
 2）避免電*表麵效應 電*耐腐蝕性是選（xuǎn）擇材料重要因素，但候電*材料對被測介（jiè）質有很好耐腐蝕性，卻不一定就是適用材料，還要避免產（chǎn）生電*表麵效應。電*表麵（miàn）效應（yīng）分（fèn）為表麵化學反應、電化學和*化現象以及電*觸媒作用三個方麵。化學反應效應如（rú）電*表麵與被測（cè）介質接觸後（hòu），形成（chéng）鈍化膜或氧化層。他們對耐腐蝕性能可能起到積（jī）*保護作（zuò）用，但也有可（kě）能增加表（biǎo）麵接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化，生成絕緣（yuán）層。避免或減輕電*表麵效（xiào）應介質------電*材料匹配，還沒有像腐蝕性那樣有充足資料可查（chá），一些有（yǒu）限經驗，尚待（dài）實踐中積累（lèi）。 接環連接塑料管道或襯絕緣襯裏金屬管道流量傳感器兩（liǎng）端，他們耐腐蝕要求比電*低，充分有（yǒu）一（yī）定腐蝕，定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經濟上考（kǎo）慮較少采用鉭鉑等貴重（chóng）金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接環。

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