高精度液體流(liú)量計選型注意事項
高精度液體流量計是一種在流程工業中*為常見的流量(liàng)測量儀表,高精度液體流量(liàng)計的穩定與可靠,對於整(zhěng)個係統影響巨大(dà)。保證高精度液體流量(liàng)計正常穩定的工作,*重要的是選型:一套不適合係統的設備,即使在(zài)日常使用中完全符合操作規範,頻繁精細的保養維護,也無法避免(miǎn)頻繁的故障。那麽高精度液體流量計在選型中,需要注意哪些與係統相關的要(yào)素呢?**,儀(yí)表(biǎo)君整理(lǐ)了7大高精度液體流量計的選型要素,希望能(néng)對大家有所幫助。
01、精度(dù)等級和功能(néng)
市場上通用(yòng)型EMF的性(xìng)能有(yǒu)較(jiào)大差別(bié),有些精度高、功能多,有些精度低、功能簡單。精度高的儀表基本(běn)誤差為(±0.5%~±1%)R,精度低的儀表則為(wéi)(±1.5%~±2.5%)FS,兩者(zhě)價格相差1~2倍。
有些型(xíng)號儀表聲稱有更高的精確度,基本誤差僅(±0.2%~±0.3%)R,但有嚴格的安裝要求和參比條件,例如環境溫度、前後置(zhì)直管段長度等。因此在多種型號選擇比較時(shí)不要單純隻看高指標,要詳細閱讀製造廠樣本或說明(míng)書做綜(zōng)合分析。
市場上EMF的功能差別也很大,簡單(dān)的就隻(zhī)是(shì)測量單(dān)向流量,隻輸出模擬信號(hào)帶動後(hòu)位儀表;多功能儀表有測(cè)雙向流(liú)、量程切換、上下限流(liú)量報警、空管和電源切斷(duàn)報警、小(xiǎo)信號切除、流量顯示和總量計算、自動核(hé)對和故障自診斷、與上位機通信和運動(dòng)組態等。有些型號儀表的串行數字通信功能,可選多種通信接口(kǒu),如HART協議係統,PROFTBUS、Modbus、FF現場總線等。
02、流速、滿度流量、範圍度和口徑
選定儀表(biǎo)口徑不一定與管徑相同,應(yīng)視流量而定。流(liú)程工業輸(shū)送水等粘度不同的液(yè)體,管道流速(sù)一般是經濟流速1.5~3m/s。EMF用在這樣(yàng)的管道上,傳感(gǎn)器口徑與管徑相同即可。EMF滿度流量(liàng)時液體流速(sù)可在1~10m/s範圍內選用,範圍是比較寬的。上限流速在原(yuán)理上是(shì)不受限製(zhì)的,然而通常建議不超過5m/s,除(chú)非(fēi)襯裏(lǐ)材料能承受液流(liú)衝刷,實際應用很少超過7m/s,超過10m/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為1m/s,有些型號儀表(biǎo)則為0.5m/s。
有些新建(jiàn)工程運行初期流量偏低或在流速偏低的管係,從測量精度角度考慮,儀表口徑應改用小於(yú)管徑,以異徑管連接(jiē)之。用於(yú)有(yǒu)易(yì)粘附、沉積、結垢等物質的流體,選用(yòng)流速不低於2m/s,*好提(tí)高到3~4m/s或以上,起到自清掃、防止(zhǐ)粘附沉積等作用。用於礦漿等磨(mó)耗性(xìng)強的流體,常用流速應低於2~3m/s ,以降低對襯裏和電*的磨(mó)損。在測量接近閾值的低電導液體,盡可(kě)能選定較低流速(小於0.5~1m/s),因流速提高流(liú)動噪聲會(huì)增加,而出現輸出晃動現象。EMF的範圍度是比較大的,通常不低於20,帶有量(liàng)程自動(dòng)切換功能的儀表,可超過50~100。國內可以提供的定(dìng)型產品的口徑從10mm到3000mm,隨然實際應用還是以中小口徑居多,但與大部分其他原理流量儀表(biǎo)(如容積式、渦輪式、渦街式或科裏奧利質量(liàng)式(shì)等)相(xiàng)比,大口徑儀表占有較大(dà)比重(chóng)。
03、液體電導(dǎo)率(lǜ)
使用EMF的前提是被測液體必須是導電的,不能低於閾值(即下限值)。電導率低於閾值會產生測量誤差直至不能使用,超過閾值即使變(biàn)化也可以測(cè)量,示值誤差變(biàn)化不大,通用型EMF的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之(zhī)間,視型號(hào)而異。使用時還取決於傳感器和轉換器(qì)間流量信號線長度及其分布電容,製造廠使用(yòng)說明書中通常規定電導率相對應的信號線長度。非接觸電(diàn)容耦合大麵積電(diàn)*的儀表則可測電導率低(dī)至5×10-8S/cm的液體。
工(gōng)業用水及其水溶液的電(diàn)導率大於10-4S/cm,酸、堿、鹽液的電導率在10-4~10-1S/cm之間,使(shǐ)用不存在(zài)問題,低度蒸餾水為(wéi)10-5S/cm也不存(cún)在問題。石油(yóu)製品和有機溶劑電導率過(guò)低就不能使用。有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,雖(suī)然被認為不能使用,但(dàn)是實際工作中會遇(yù)到因含(hán)有雜質而能(néng)使用的實例(lì),這類雜(zá)質對增加電導率有利。
根(gēn)據使用經驗,實際應(yīng)用的液體電導率*好要比儀表製造(zào)廠規定的閾(yù)值至(zhì)少大一個數量級。因為製造廠儀表規範規定(dìng)的下限值是在各種使用條(tiáo)件較好狀態下可(kě)測量的*低值。是受到一些使(shǐ)用條件限製,如電導率均勻性、連接信號線、外界噪聲(shēng)等(děng),否則(zé)會出現輸出晃動現(xiàn)象等。我們就多次遇(yù)到測量低度蒸餾水或去離子水,其電導率接近閾值5×10-6S/cm,使用時出現輸出(chū)晃(huǎng)動。
04、液體中(zhōng)含有混入物
混(hún)入(rù)成泡狀流的微小氣泡仍可正常工(gōng)作,但測得(dé)的是含氣泡體積的混合體(tǐ)積流量;如氣體含(hán)量增加到形成彈(塊)狀流,因電*可能(néng)被氣體蓋住使電路瞬時斷開,出現(xiàn)輸出晃動甚至(zhì)不能正常工作。含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙(shuāng)相流(liú)體同樣可測得二相(xiàng)的體積流量。固體含量較高的流體(tǐ),如(rú)鑽井泥漿、鑽探固井水泥漿、紙漿(jiāng)等(děng)實際上已屬(shǔ)非牛頓流體。由於固體在載體液中一起流動,兩者之間有滑動,速度上有差別(bié),單相液體校驗的(de)儀表用(yòng)於固液雙相(xiàng)流體會產(chǎn)生附加誤差。雖然還未(wèi)見到EMF應用於固液雙相流體中固形物(wù)影響(xiǎng)的係統實驗報告,但(dàn)國外有報告稱固形物含(hán)量有14%時誤差在3%範圍以內。
對含有礦石顆粒的礦漿應用,應注意對傳感器襯裏的磨損(sǔn)程度,測量管內徑(jìng)擴大會產生附加誤差。這種(zhǒng)場合應選用耐磨性較好的陶瓷襯裏或聚(jù)氨酯橡膠襯裏,同時建議(yì)傳感器安裝在垂直管道上(shàng),使管(guǎn)道磨(mó)損均(jun1)勻,消除水平安裝下半部局部磨損嚴重的缺點。也可以在傳感器進口端(duān)加裝噴嘴形護套,相對(duì)延長使用期。
05、附著和沉澱
測量易在管(guǎn)壁附著和沉澱(diàn)物質的流體時,若附著的是比液體電導率高的導電物質,信號電勢將被短(duǎn)路(lù)而不能工作,若是非導電層則*先應注意電(diàn)*的汙染(rǎn),譬如選用不易附著尖形或半球形突出電*、可更換式電*、刮刀式清垢電*等。刮刀式電*可在傳感器外定期手動刮出沉垢。國(guó)外產(chǎn)品曾有電*上(shàng)裝超聲波換(huàn)能器(qì),以清除表(biǎo)麵垢層,但現已少見。也有暫時斷(duàn)開測量(liàng)電路,在(zài)電*簡短時間內流過低壓大電流,焚燒清除附著油脂類附著層。易(yì)產生(shēng)附(fù)著的(de)場所可(kě)提高流速以達(dá)到自清掃的目的,還可以采(cǎi)取較方便的易清洗的管道連接,可不拆(chāi)卸清洗傳感器。非接觸型電* EMF附著非導電膜層,儀表仍(réng)能工作,但若為高導電層則同樣不能工作。
06、襯裏材料的選擇
襯裏材料(或直接與介質接觸的測量管)常(cháng)用襯裏材料有氟塑料、聚氨酯橡(xiàng)膠、氯丁橡膠和陶瓷等。近年有采(cǎi)用高純氧(yǎng)化鋁陶瓷製成襯裏的,但隻限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃(lí)鋼用於(yú)非腐蝕性或弱腐蝕(shí)性液體,如工業用水、廢汙水及弱酸堿,價格*為(wéi)低廉。氟塑料具有優良的耐化學腐蝕性,但耐磨性差,不能用(yòng)於(yú)測量礦漿液。氟塑料中*早應用(yòng)的(de)是聚四(sì)氟乙(yǐ)烯,因與測量管間僅靠壓貼,無粘結力,不能用於負壓管道,後開(kāi)發各種改性品(pǐn)種,實現注(zhù)塑成形,與測量管有較強結合力,可(kě)用於(yú)負(fù)壓, 聚氨酯橡膠有*好的耐磨耗(hào)性,但耐酸堿的腐蝕(shí)性較差。它的耐磨性相當於天然橡膠的10倍,適用於煤漿(jiāng)、礦漿等;介質溫度要低於40~60/70℃。氧化鋁陶瓷有*好的耐磨耗(hào)性和對強酸堿(jiǎn)的耐(nài)磨腐蝕性,耐磨(mó)性約(yuē)為聚氨酯橡(xiàng)膠的10倍,適用於具有腐蝕性的礦漿;但性脆,安裝夾緊時疏忽易碎,可用於較高溫度(120~140/180℃)但要防止溫度劇變,如通蒸(zhēng)汽滅菌,一般溫(wēn)度突變不能大於100℃,升溫150℃ 要有10min時(shí)間(jiān)。
07、電*和接(jiē)地環材料選擇
電*對測量介質的耐腐是選(xuǎn)擇材料(liào)*先(xiān)考慮(lǜ)的因素,其(qí)次考慮是否(fǒu)會產生鈍化等表麵(miàn)效應(yīng)和所形成(chéng)的噪聲。
1)選擇耐(nài)腐蝕材(cái)料
EMF電*的耐腐蝕性要(yào)求(qiú)很高,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼,哈氏合金等,幾乎可覆蓋全部化學液。此外還有適用於漿液等的低噪聲電*,它們是導電橡膠電*、導電氟塑料電*和多孔性陶瓷電*,或包覆這些材料的金(jīn)屬電(diàn)*。在原則上電*材料的選擇(zé)應從使用者借鑒該(gāi)介質在其他(tā)設備的應用實際和以往(wǎng)的(de)經驗來確定。有(yǒu)時後要做必要的實驗,如現(xiàn)場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗。*好的實驗是現場掛片,這是*接近實際應用條件的腐蝕性試驗,可(kě)以得出比較可靠能否適用的結論(lùn)。
2)避免電*表麵效應
電*的耐腐蝕性是選擇(zé)材(cái)料的重要因(yīn)素(sù),但有時候電*材料對被測介質有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產生電*表麵效應。電*表麵效應分為表麵化學反應、電(diàn)化學和*化現象以及(jí)電*的觸媒作用三個方麵。化學反應效應如電*表麵與被測(cè)介(jiè)質接觸(chù)後,形成鈍化膜或氧化層。他們對(duì)耐腐蝕性(xìng)能可能起到積(jī)*保護作用,但也有可能增加表麵接觸電阻(zǔ)。例如鉭與水接觸(chù)就會被氧化(huà),生成絕緣層。對於避免或減輕電*表麵效應的介質------電*材料匹(pǐ)配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,隻有一些有限經驗,尚待(dài)在實踐中積(jī)累。接地環連接在塑料管道(dào)或襯絕緣襯裏金屬管(guǎn)道的流量傳感器兩(liǎng)端,他們(men)的耐腐(fǔ)蝕要求比(bǐ)電*低,充分有一定腐蝕,定期更換。通常選用耐(nài)酸鋼或哈氏合金。因體積(jī)大從經濟上考慮較(jiào)少采(cǎi)用鉭鉑等貴重金屬。如金(jīn)屬工藝管道直接(jiē)與流體接觸就不需要(yào)接地環。