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液體管道流量計(jì)在工業(yè)管道測(cè)量中選型安裝與調(diào)試
點(diǎn)擊次數(shù)：2616 發(fā)布時(shí)間：2021-01-02 05:59:37
液體管道流量計(jì)的廣泛應(yīng)用，目前已經(jīng)拓展個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)，包括民用工程與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都會(huì)經(jīng)常會(huì)用到，比如市政、水利建設(shè)中的自來(lái)水管道與輸水管道中的使用頻度也很高。液體管道流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理，管道中的導(dǎo)電流體在流經(jīng)測(cè)量管段時(shí)，對(duì)于液體管道流量計(jì)所加的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量管道中流經(jīng)介質(zhì)的體積流量。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于物料的自動(dòng)化控制要求也越來(lái)越嚴(yán)格，液體管道流量計(jì)作為一種能確精確測(cè)量的自動(dòng)化過(guò)程儀表越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于石化、造紙、冶金、環(huán)保、食品等行業(yè)領(lǐng)域。
由于液體管道流量計(jì)分布分散，運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，其安裝工藝極可能影響其運(yùn)行工況，以及發(fā)生故障的機(jī)率，從而影響整個(gè)儀表控制系統(tǒng)的運(yùn)行。故對(duì)液體管道流量計(jì)的原理進(jìn)行分析，對(duì)其安裝工藝的研究，調(diào)試技術(shù)總結(jié)不斷更新顯得十分必要。本文通過(guò)對(duì)液體管道流量計(jì)的工作原理及其工作環(huán)境要求等因素的分析，總結(jié)液體管道流量計(jì)在選型、安裝、調(diào)試等應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)。
一、液體管道流量計(jì)的工作原理圖
液體管道流量計(jì)主要由信號(hào)轉(zhuǎn)換器與傳感器構(gòu)成，其原理是基于法拉利電磁感應(yīng)定律，在其傳感器中與被測(cè)管軸線垂直方向安裝一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)其接入液態(tài)介質(zhì)管道，導(dǎo)電液態(tài)物質(zhì)沿管軸側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由其兩個(gè)電極測(cè)出，其理論數(shù)值為：
E＝kVBd
其中，E：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，
k：調(diào)整系統(tǒng)，因儀表構(gòu)造而異，
V：被測(cè)液體平均流速，
B：磁感應(yīng)強(qiáng)度，
d：被測(cè)管內(nèi)徑。
如圖，測(cè)量流量時(shí)，流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，導(dǎo)電性流體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速成正比的電勢(shì)。其感應(yīng)電壓信號(hào)通過(guò)兩個(gè)電極檢出，并通過(guò)電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理及相關(guān)運(yùn)算后，將累計(jì)流量和瞬時(shí)流量顯示在轉(zhuǎn)換器的顯示屏上。
二、液體管道流量計(jì)的選型
1、口徑選擇
選擇液體管道流量計(jì)不一定按照管徑尺寸來(lái)確定其選用口徑。一般而言，當(dāng)管道流速在0.5～1.5m/s 為經(jīng)濟(jì)流速，若流體介質(zhì)質(zhì)對(duì)側(cè)壁磨損性較小，建議長(zhǎng)期流速大于3m/s，但應(yīng)小于7m/s，此時(shí)可選取小于管徑的流量計(jì)。
2、內(nèi)襯材料選擇
液體管道流量計(jì)主要用于測(cè)量流體物質(zhì)的流量，而隨著被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結(jié)性等特點(diǎn)，應(yīng)選擇不同內(nèi)襯材料的流量計(jì)。
3、電極材料的選擇
液體管道流量計(jì)的電極裝于其管道內(nèi)壁，與被測(cè)物質(zhì)直接接觸，故應(yīng)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性選定。一般用于制造電極的材料有鈦（Ti）、鉭（Ta）、鉑-銥（Pt-Yi）合金、哈氏合金C（HC）、316L等。
4、其它參數(shù)的選擇
液體管道流量計(jì)的選擇還應(yīng)考慮防護(hù)等級(jí)、連接法蘭及電纜等因素。
液體管道流量計(jì)的傳感器與轉(zhuǎn)換器之間用電纜進(jìn)行連接，其長(zhǎng)度與被測(cè)物質(zhì)的電導(dǎo)率有關(guān)，*大長(zhǎng)度為*低電導(dǎo)率的5 倍，但長(zhǎng)度一般不超過(guò)100 米，且要求用金屬管道單獨(dú)保護(hù)。
三、液體管道流量計(jì)的安裝
1、安裝準(zhǔn)備工作
液體管道流量計(jì)安裝前，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)其參數(shù)，主要核對(duì)其口徑、內(nèi)襯、電極等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求，有集中BA 控制的應(yīng)確認(rèn)其與控制系統(tǒng)的匹配性。
2、安裝方位的選取
由于液體管道流量計(jì)安裝于流體管道上，其測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與其內(nèi)部液態(tài)物質(zhì)的充滿(mǎn)度有關(guān)，故在選取安裝位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）流量計(jì)不得安裝在泵的抽吸側(cè)，如圖2 所示。
（2）開(kāi)口排放的管道，流量計(jì)應(yīng)裝在可存儲(chǔ)液體的底段，以免倒吸空氣影響測(cè)量精度。如圖3 所示。
（3）液體管道流量計(jì)附近需裝閥門(mén)時(shí)，閥門(mén)應(yīng)裝于流量計(jì)的下游。
（4）管道落差較大時(shí)，需在流量計(jì)的下游設(shè)置上彎及排所閥。
（5）安裝液體管道流量計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮管道中產(chǎn)生氣泡的可能性，予以避免。
3、液體管道流量計(jì)安裝及接地
由于液體管道流量計(jì)的測(cè)量感應(yīng)電流很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠的接地連（跨）接。一般小口徑的流量計(jì)配備有接地環(huán)或接地極，接地連（跨）接時(shí)可直接用接地線進(jìn)行連接；對(duì)于大口徑的流量計(jì)，需另行加工接地環(huán)用于接地連（跨）接。
對(duì)于安裝于非金屬管道或設(shè)有陰極保護(hù)管道上的液體管道流量計(jì)，須在流量計(jì)的兩側(cè)安裝專(zhuān)用接地環(huán)，其作用是通過(guò)流量計(jì)外殼接地形成一個(gè)屏蔽外界干擾的空間，以提高其測(cè)量精度。
四、液體管道流量計(jì)的調(diào)試
（1）調(diào)試前檢查及準(zhǔn)備：液體管道流量計(jì)在調(diào)試前，應(yīng)對(duì)管道及流量計(jì)進(jìn)行徹底檢查，包括管道雜物等清理，油性介質(zhì)管道還需進(jìn)行干燥處理。
（2）通水調(diào)試：無(wú)論是測(cè)量水性介質(zhì)、混懸液體，還是測(cè)量油性介質(zhì)的儀表，在正式調(diào)試前，均需進(jìn)行通水調(diào)試。
（3）系統(tǒng)調(diào)試：液體管道流量計(jì)在進(jìn)行完單項(xiàng)功能通水測(cè)試，控制主機(jī)各項(xiàng)預(yù)備調(diào)試完成后，可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。油性介質(zhì)管道需進(jìn)行干燥后方可通入被測(cè)介質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，主機(jī)系統(tǒng)應(yīng)預(yù)先對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行編碼掃描，確保各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進(jìn)行功能性調(diào)試。功能性調(diào)試時(shí)，由主機(jī)系統(tǒng)對(duì)各儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取，臨界值報(bào)警試驗(yàn)等，然后進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的寫(xiě)入。逐一進(jìn)行調(diào)試，并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)上機(jī)位進(jìn)行分析。
五、總結(jié)
通過(guò)液體管道流量計(jì)在工業(yè)管道控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在儀表的選型、安裝工藝的調(diào)整、試驗(yàn)等方面進(jìn)行總結(jié)，為提高工業(yè)管道控制系統(tǒng)中電磁儀表安裝、調(diào)試的成功率積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為工業(yè)管道控制系統(tǒng)更高程度的集成化、自動(dòng)化提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
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一、液體管道流量計(jì)的工作原理圖
液體管道流量計(jì)主要由信號(hào)轉(zhuǎn)換器與傳感器構(gòu)成，其原理是基于法拉利電磁感應(yīng)定律，在其傳感器中與被測(cè)管軸線垂直方向安裝一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)其接入液態(tài)介質(zhì)管道，導(dǎo)電液態(tài)物質(zhì)沿管軸側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由其兩個(gè)電極測(cè)出，其理論數(shù)值為：
E＝kVBd
其中，E：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，
k：調(diào)整系統(tǒng)，因儀表構(gòu)造而異，
V：被測(cè)液體平均流速，
B：磁感應(yīng)強(qiáng)度，
d：被測(cè)管內(nèi)徑。
如圖，測(cè)量流量時(shí)，流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，導(dǎo)電性流體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速成正比的電勢(shì)。其感應(yīng)電壓信號(hào)通過(guò)兩個(gè)電極檢出，并通過(guò)電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理及相關(guān)運(yùn)算后，將累計(jì)流量和瞬時(shí)流量顯示在轉(zhuǎn)換器的顯示屏上。
二、液體管道流量計(jì)的選型
1、口徑選擇
選擇液體管道流量計(jì)不一定按照管徑尺寸來(lái)確定其選用口徑。一般而言，當(dāng)管道流速在0.5～1.5m/s 為經(jīng)濟(jì)流速，若流體介質(zhì)質(zhì)對(duì)側(cè)壁磨損性較小，建議長(zhǎng)期流速大于3m/s，但應(yīng)小于7m/s，此時(shí)可選取小于管徑的流量計(jì)。
2、內(nèi)襯材料選擇
液體管道流量計(jì)主要用于測(cè)量流體物質(zhì)的流量，而隨著被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結(jié)性等特點(diǎn)，應(yīng)選擇不同內(nèi)襯材料的流量計(jì)。
3、電極材料的選擇
液體管道流量計(jì)的電極裝于其管道內(nèi)壁，與被測(cè)物質(zhì)直接接觸，故應(yīng)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性選定。一般用于制造電極的材料有鈦（Ti）、鉭（Ta）、鉑-銥（Pt-Yi）合金、哈氏合金C（HC）、316L等。
4、其它參數(shù)的選擇
液體管道流量計(jì)的選擇還應(yīng)考慮防護(hù)等級(jí)、連接法蘭及電纜等因素。
液體管道流量計(jì)的傳感器與轉(zhuǎn)換器之間用電纜進(jìn)行連接，其長(zhǎng)度與被測(cè)物質(zhì)的電導(dǎo)率有關(guān)，*大長(zhǎng)度為*低電導(dǎo)率的5 倍，但長(zhǎng)度一般不超過(guò)100 米，且要求用金屬管道單獨(dú)保護(hù)。
三、液體管道流量計(jì)的安裝
1、安裝準(zhǔn)備工作
液體管道流量計(jì)安裝前，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)其參數(shù)，主要核對(duì)其口徑、內(nèi)襯、電極等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求，有集中BA 控制的應(yīng)確認(rèn)其與控制系統(tǒng)的匹配性。
2、安裝方位的選取
由于液體管道流量計(jì)安裝于流體管道上，其測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與其內(nèi)部液態(tài)物質(zhì)的充滿(mǎn)度有關(guān)，故在選取安裝位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）流量計(jì)不得安裝在泵的抽吸側(cè)，如圖2 所示。
（2）開(kāi)口排放的管道，流量計(jì)應(yīng)裝在可存儲(chǔ)液體的底段，以免倒吸空氣影響測(cè)量精度。如圖3 所示。
（3）液體管道流量計(jì)附近需裝閥門(mén)時(shí)，閥門(mén)應(yīng)裝于流量計(jì)的下游。
（4）管道落差較大時(shí)，需在流量計(jì)的下游設(shè)置上彎及排所閥。
（5）安裝液體管道流量計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮管道中產(chǎn)生氣泡的可能性，予以避免。
3、液體管道流量計(jì)安裝及接地
由于液體管道流量計(jì)的測(cè)量感應(yīng)電流很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠的接地連（跨）接。一般小口徑的流量計(jì)配備有接地環(huán)或接地極，接地連（跨）接時(shí)可直接用接地線進(jìn)行連接；對(duì)于大口徑的流量計(jì)，需另行加工接地環(huán)用于接地連（跨）接。
對(duì)于安裝于非金屬管道或設(shè)有陰極保護(hù)管道上的液體管道流量計(jì)，須在流量計(jì)的兩側(cè)安裝專(zhuān)用接地環(huán)，其作用是通過(guò)流量計(jì)外殼接地形成一個(gè)屏蔽外界干擾的空間，以提高其測(cè)量精度。
四、液體管道流量計(jì)的調(diào)試
（1）調(diào)試前檢查及準(zhǔn)備：液體管道流量計(jì)在調(diào)試前，應(yīng)對(duì)管道及流量計(jì)進(jìn)行徹底檢查，包括管道雜物等清理，油性介質(zhì)管道還需進(jìn)行干燥處理。
（2）通水調(diào)試：無(wú)論是測(cè)量水性介質(zhì)、混懸液體，還是測(cè)量油性介質(zhì)的儀表，在正式調(diào)試前，均需進(jìn)行通水調(diào)試。
（3）系統(tǒng)調(diào)試：液體管道流量計(jì)在進(jìn)行完單項(xiàng)功能通水測(cè)試，控制主機(jī)各項(xiàng)預(yù)備調(diào)試完成后，可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。油性介質(zhì)管道需進(jìn)行干燥后方可通入被測(cè)介質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，主機(jī)系統(tǒng)應(yīng)預(yù)先對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行編碼掃描，確保各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進(jìn)行功能性調(diào)試。功能性調(diào)試時(shí)，由主機(jī)系統(tǒng)對(duì)各儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取，臨界值報(bào)警試驗(yàn)等，然后進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的寫(xiě)入。逐一進(jìn)行調(diào)試，并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)上機(jī)位進(jìn)行分析。
五、總結(jié)
通過(guò)液體管道流量計(jì)在工業(yè)管道控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在儀表的選型、安裝工藝的調(diào)整、試驗(yàn)等方面進(jìn)行總結(jié)，為提高工業(yè)管道控制系統(tǒng)中電磁儀表安裝、調(diào)試的成功率積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為工業(yè)管道控制系統(tǒng)更高程度的集成化、自動(dòng)化提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
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