循環(huán)冷卻水流量計的測量電極的組成方式有幾種類型
點擊次數(shù)：2145 發(fā)布時間：2021-01-16 13:40:21
電能是國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要保證，火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式。水煤漿作為一種新型清潔燃料，在火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)中作為代油燃料得到了廣泛應(yīng)用。為了保證火電廠鍋爐設(shè)備和發(fā)電廠運行的經(jīng)濟性與安全性，需要對水煤漿流量、送風(fēng)流量等參數(shù)進行準確測量。如果儀表監(jiān)測結(jié)果波動過大，就可能造成氣化爐頻繁跳車，甚至出現(xiàn)生產(chǎn)事故。
在工業(yè)現(xiàn)場，一般采用漿液型循環(huán)冷卻水流量計測量水煤漿的體積流量。這是因為和其他流量儀表相比，循環(huán)冷卻水流量計傳感器沒有活動部件或阻流部件，不容易導(dǎo)致管道堵塞，適宜于測量水煤漿、紙漿、泥漿、礦漿等固液兩相流。由于測量精度高、使用壽命長等優(yōu)點，循環(huán)冷卻水流量計被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外電力、能源和化工企業(yè)，如廣東茂名熱電廠、大慶油田、山東泉林紙業(yè)、安徽海螺水泥、攀枝花鋼廠、印尼雅加達的火電廠等。
循環(huán)冷卻水流量計的測量管中與測量介質(zhì)真接接觸的主要依靠電極進行，循環(huán)冷卻水流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律的。當具有一定導(dǎo)電率的介質(zhì)流經(jīng)測量管時，會切割磁力線產(chǎn)生一定的電動勢，電動勢由電極檢出并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將這個電動勢處理后，就可以顯示出介質(zhì)的流量大小了。電極所起作用就是檢測出電動勢的大小。電動勢的大小與磁通量強度成正比，測量管內(nèi)徑與平均流速成正比，介質(zhì)的體積流量與感應(yīng)電動勢和測量管內(nèi)徑成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強度成反比，與其他物理參數(shù)無關(guān)。電極與被測介質(zhì)直接接觸，所以電極材質(zhì)的選擇是非常重要的，常用的電極材料有316L不銹鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑等，可根據(jù)介質(zhì)的特性來選擇電極的材質(zhì)。
基本類型
根據(jù)電磁流量傳感器接觸流體介質(zhì)的面積大小，基本可以將其分為三類:多對電極循環(huán)冷卻水流量計、單對電極循環(huán)冷卻水流量計、(大面積電極)電容式循環(huán)冷卻水流量計。
多對電極循環(huán)冷卻水流量計
(1)多對電極循環(huán)冷卻水流量計是針對非軸對稱流型流體測量需要提出的解決方案。由于流速在管道截面上的非軸對稱特點，采用傳統(tǒng)單對電極循環(huán)冷卻水流量計會產(chǎn)生較大測量誤差。通過多對電極、多對線圈的方式，多對電極循環(huán)冷卻水流量計可以從多角度多位置得到感應(yīng)電動勢測量、進行流場速度分布的求解，在非軸對稱流量和非滿管流量測量中也得到廣泛應(yīng)用。
單對電極循環(huán)冷卻水流量計
(2)單對電極循環(huán)冷卻水流量計形狀簡單、加工容易，適宜于水流量和固液兩相流量測量，不適宜于測量強腐蝕性或是低電導(dǎo)率的介質(zhì)，實際應(yīng)用范圍*廣。但當被測流體中含有較強附著特性的固體介質(zhì)時，容易導(dǎo)致電極表面被覆蓋而輸出信號不穩(wěn)定。在測量固體兩相流時，流體中的固體纖維或顆粒隨機擦過電極將導(dǎo)致電極極化電壓發(fā)生突變，產(chǎn)生低頻1/f特性的隨機漿液噪聲疊加在感應(yīng)電動勢上，導(dǎo)致儀表輸出信號產(chǎn)生劇烈波動、誤差較大。如何克服漿液噪聲是它固液兩相流測量的主要問題，目前主要通過提高勵磁頻率和采用特殊信號處理方法進行解決。
(大面積電極)電容式循環(huán)冷卻水流量計
(3)電容式循環(huán)冷卻水流量計通過電容禍合方式獲取感應(yīng)電動勢。由于其電極和被測介質(zhì)不產(chǎn)生接觸，因此在測量中不存在傳統(tǒng)循環(huán)冷卻水流量計電極表面產(chǎn)的漿液干擾、介質(zhì)附著、腐蝕等問題，適宜于固液兩相流量的測量。電容式循環(huán)冷卻水流量計具有測量低電導(dǎo)率介質(zhì)的能力，如日本橫河電機生產(chǎn)的ADMAG CA型電容式循環(huán)冷卻水流量計可以測量電導(dǎo)率低至0.01的介質(zhì)。電容式電磁流量的主要問題在于，它的傳感器和轉(zhuǎn)換器內(nèi)阻較高，容易受內(nèi)外部各種干擾影響，因此對于系統(tǒng)的抗干擾能力提出了較高的要求，對環(huán)境干擾的要求也更為嚴格。另一方面，電容式循環(huán)冷卻水流量計的造價也普遍高于傳統(tǒng)循環(huán)冷卻水流量計，因此在水煤漿、紙漿這類固液兩相流測量中，傳統(tǒng)單對電極循環(huán)冷卻水流量計仍然有著廣泛的應(yīng)用市場。
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在工業(yè)現(xiàn)場，一般采用漿液型循環(huán)冷卻水流量計測量水煤漿的體積流量。這是因為和其他流量儀表相比，循環(huán)冷卻水流量計傳感器沒有活動部件或阻流部件，不容易導(dǎo)致管道堵塞，適宜于測量水煤漿、紙漿、泥漿、礦漿等固液兩相流。由于測量精度高、使用壽命長等優(yōu)點，循環(huán)冷卻水流量計被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外電力、能源和化工企業(yè)，如廣東茂名熱電廠、大慶油田、山東泉林紙業(yè)、安徽海螺水泥、攀枝花鋼廠、印尼雅加達的火電廠等。
循環(huán)冷卻水流量計的測量管中與測量介質(zhì)真接接觸的主要依靠電極進行，循環(huán)冷卻水流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律的。當具有一定導(dǎo)電率的介質(zhì)流經(jīng)測量管時，會切割磁力線產(chǎn)生一定的電動勢，電動勢由電極檢出并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將這個電動勢處理后，就可以顯示出介質(zhì)的流量大小了。電極所起作用就是檢測出電動勢的大小。電動勢的大小與磁通量強度成正比，測量管內(nèi)徑與平均流速成正比，介質(zhì)的體積流量與感應(yīng)電動勢和測量管內(nèi)徑成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強度成反比，與其他物理參數(shù)無關(guān)。電極與被測介質(zhì)直接接觸，所以電極材質(zhì)的選擇是非常重要的，常用的電極材料有316L不銹鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑等，可根據(jù)介質(zhì)的特性來選擇電極的材質(zhì)。
基本類型
根據(jù)電磁流量傳感器接觸流體介質(zhì)的面積大小，基本可以將其分為三類:多對電極循環(huán)冷卻水流量計、單對電極循環(huán)冷卻水流量計、(大面積電極)電容式循環(huán)冷卻水流量計。
多對電極循環(huán)冷卻水流量計
(1)多對電極循環(huán)冷卻水流量計是針對非軸對稱流型流體測量需要提出的解決方案。由于流速在管道截面上的非軸對稱特點，采用傳統(tǒng)單對電極循環(huán)冷卻水流量計會產(chǎn)生較大測量誤差。通過多對電極、多對線圈的方式，多對電極循環(huán)冷卻水流量計可以從多角度多位置得到感應(yīng)電動勢測量、進行流場速度分布的求解，在非軸對稱流量和非滿管流量測量中也得到廣泛應(yīng)用。
單對電極循環(huán)冷卻水流量計
(2)單對電極循環(huán)冷卻水流量計形狀簡單、加工容易，適宜于水流量和固液兩相流量測量，不適宜于測量強腐蝕性或是低電導(dǎo)率的介質(zhì)，實際應(yīng)用范圍*廣。但當被測流體中含有較強附著特性的固體介質(zhì)時，容易導(dǎo)致電極表面被覆蓋而輸出信號不穩(wěn)定。在測量固體兩相流時，流體中的固體纖維或顆粒隨機擦過電極將導(dǎo)致電極極化電壓發(fā)生突變，產(chǎn)生低頻1/f特性的隨機漿液噪聲疊加在感應(yīng)電動勢上，導(dǎo)致儀表輸出信號產(chǎn)生劇烈波動、誤差較大。如何克服漿液噪聲是它固液兩相流測量的主要問題，目前主要通過提高勵磁頻率和采用特殊信號處理方法進行解決。
(大面積電極)電容式循環(huán)冷卻水流量計
(3)電容式循環(huán)冷卻水流量計通過電容禍合方式獲取感應(yīng)電動勢。由于其電極和被測介質(zhì)不產(chǎn)生接觸，因此在測量中不存在傳統(tǒng)循環(huán)冷卻水流量計電極表面產(chǎn)的漿液干擾、介質(zhì)附著、腐蝕等問題，適宜于固液兩相流量的測量。電容式循環(huán)冷卻水流量計具有測量低電導(dǎo)率介質(zhì)的能力，如日本橫河電機生產(chǎn)的ADMAG CA型電容式循環(huán)冷卻水流量計可以測量電導(dǎo)率低至0.01的介質(zhì)。電容式電磁流量的主要問題在于，它的傳感器和轉(zhuǎn)換器內(nèi)阻較高，容易受內(nèi)外部各種干擾影響，因此對于系統(tǒng)的抗干擾能力提出了較高的要求，對環(huán)境干擾的要求也更為嚴格。另一方面，電容式循環(huán)冷卻水流量計的造價也普遍高于傳統(tǒng)循環(huán)冷卻水流量計，因此在水煤漿、紙漿這類固液兩相流測量中，傳統(tǒng)單對電極循環(huán)冷卻水流量計仍然有著廣泛的應(yīng)用市場。
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