电磁流量计在化工污水中测量运用的效果

  电磁流量计自五十年代实现工业生产以后，已开始应用于工业生产。我国自1957年开始研制，目前已能生产小25-1200毫米的各种口径的电磁流量计。随着工业生产的发展，能源管理的加强，电磁流量计逐渐引起了人们的注意。

    工矿企业用水量较大，耗能较多，过去往往都无计量。当前在加强能源管理工作中，对水计量提出了明确的要求。我厂抽取滇池水作为生产用水，月耗水量约40万方左右。因水质较差，泥沙、贝壳、杂草、死鱼烂虾往往也随之抽上来。过去曾安装过旋翼式水表进行计量，但安装不久就被堵塞而无法使用，水的计量便成了老大难问题。1981年用电磁流量计进行生产用水计量的试验，取得了一定效果。

电磁流量计的优点是发送器结构简单，对液体适应性强，凡具有一定导电能力的液体均可测量，规格齐全，目前中25--1200毫米者均有产品;量程比(大流量/小流量)较大，一般可达几十，我厂使用中量程比为5 -25，压力损失小，反映迅速，流量信号可远距离传送，仪表输出0一10毫安信号可与电动单元表组合使用。}i'量准确，不会发生堵塞。缺点是抗干扰能力较差，安装要求较高，转换器过电压承受能力较差，元件较易损坏，由于发送器绝缘衬里材质限制，不能测量温度高于600C的介质，发送器与转换器配套严格，互换性差，一旦其中之一损坏后，只能整套拆换，仪表价格较高。

    通过几个月的试运行，电磁流量计运行的情况墓本是好的。在能源管理上做到心中有数，方便企业管理，促进车间节约用水，车间装表后用水量都下降三分之一到三分之二。电磁流量计发送器是一直管，内无突出的测量元件，至目前为止还未发生过堵塞现象，减小了维护工作量。由于生产用水负荷变化大，要求大流量和小流量时都能准确计量。有时量程比达25，仪表计量也正确，而节流装置的量程比一般仅为3左右。整套仪表在出厂前已经过严格调整，实流标定，只要安装合理，接K正确，不经任何调整一般也能投入运行。总的来说发送器维护工作量较少，转换器一般无需时时照管，但转换器是用晶体管元件组装，个别元件选用不太合理，往往造成击穿而使仪表无法工作。

    电磁流量计在我厂是初次使用，对它还了解不够，使用中存在不少问题，需要进一步改进和解决，但作为水计量是可行的。

电磁流量计能否正常运行，除质量问题外与选型和安装有很大关系。电磁流量计可测量电导率大于10-5_10-e(姆欧厘米)一1的液体。一般井水和河水的电导率都在10-4 (欧姆厘米)左右。我厂的生产用水约是1.2、10_1(欧姆厘米)，生活用水是4.16x 1j)-4左右。电磁流量计不能用来测量混有铁磁性物质的液体，以免造成测量误差。因为仪表的大工作压力是16公斤力/厘米27若被测介质压力过大，发送器可能产生渗漏。常用流量一般选择在仪表测量范围的50%左右。流速一般选择在2一4米/秒。

    安装时应注意，因发送器输出信号仅为几个毫伏，安装地点应远离用电设备(如变压器、电机及电缆)，避免强电场干扰，应装在便于维修及震动小的地方，尽量避免与腐蚀性气休和液体接触;可水平或垂直安装，导管内必须充满液体，否则将造成很大的误差;发送器前应有5倍于管径长的直管段，检修时不致影响用水，应设置旁路伐;应根据厂家配套使用，不得任意拉配，否则会产生误差，这与其它仪表的使用不同，发送器与转换器之间距离应在15米之内，联接电缆应穿管屏蔽，电源、激磁、信号电缆应分别穿管;发送器应有良好的单独接地。仪表应有遮雨设施，排水良好，不能受水浸渍。

    仪表安装时或使用一段时间之后，应对接地电阻进行测定，可用接地电阻测试仪来测。发送器各极对地(壳)电阻值用500伏兆欧表来测。信号极对地(发送器内壁干燥时)应大于100兆欧姆，激磁极对地应大于10。兆欧姆。我厂目前是使用电磁流模拟信号发生器来检查转换器的工作情况，但不能用它来标定流量是否准确。电磁流量计信号比较微弱，干扰电压过大，可能使仪表无法工作。故用干扰电压测试仪测量，根据测得数值调整仪表，使干扰电压达到小。

　2000年上海原水公司拟在已建成的某泵站加装DN2200电磁流量计，但弯管下游安装位置的前直管长度明显不符合规定中5D10D(D为管径，下同)的要求，此时，影响测量误差有多大呢?由于受条件限制无法在现场用经典的测量方法(如流速计流速面积法)作比对试验，以估计弯管影响附加误差值。并且使用方必须在订购之前就要知道附加误差估计值，以决定设计方案。笔者按相似原理以较小口径电磁流量计在实验室模拟现场条件作试验。试验证明45°安装可减小弯管影响，并求得该个案安装条件下传统安装方式的影响值。

　　2　弯管下游流速分布影响

　　流体流过弯管由于离心力作用，靠外壁产生扩散效应，内壁产生收缩效应，由此产生横向流动的二次流，引起下游产生速度分布畸变，如图1所示。图1中，右边垂直剖面弯管外缘流速较快，水平剖面呈双峰值流速分布。随着液流离开弯管距离增加，畸变会趋于缓和。

　　当前绝大部分电磁流量传感器是非均匀磁场分布结构设计。非均匀磁场理论认为包含电极的测量管横截平面区域内，各微小液体体积元切割磁力线对电极间信号“所起作用”各异，因此不是均匀地而是按“所起作用”非均匀地设计各点磁场强度，使在理想条件下流速分布畸变不会影响流量测量值。然而实际仪表还是受到一些影响。

　　是日本工业标准所附弯管下游三种安装方式不同直管长度的误差范围。

 电磁流量计

　　3　实验实流

　　实验是在上海光华·爱而美特仪器有限公司称重法水流量标准装置上进行。装置的不确定度为0 011%，试验仪表是DN100的IFM4080K型，按现场几何尺寸比例缩小设置管道，如图3所示夹装到流量标准装置上校验。试验结果如图4所示。图中“正常安装”即按前置直管段长度大于等于10D，后置直管段长度大于等于5D安装，其试验数据即为参比值。电磁流量计满度流量为150m3/h，实验流速范围0 325 3m/s，共做了5个流量点。

　　4　结论

　　1)在本试验安装条件下，流量传感器电极轴在A=90°位置时大误差为-1 2%，A=0°位置时为+1 6%，A=45°位置时为0 5%;与正常安装条件即参比值相比，大附加误差在A=90°时为-1 2%，A=0°时为+1 65%，A=45°时为+0 65%。

　　2)实验证明电极轴线45°安装比传统水平安装(A=0°)受弯管流动扰动影响有很大改善。

　　3)电磁流量计的传感器在弯管下游即使有足够长(5D)的直管段，亦应按“45°安装”，作为减小弯管挠流影响，降低附加误差的措施。