對(duì)于造紙廠,流量測(cè)量和控制比較重要。對(duì)進(jìn)入抄紙機(jī)的紙漿流量進(jìn)行測(cè)量,可以與濃度計(jì)配合作為紙張定量控制的前饋。在配漿系統(tǒng)中對(duì)紙漿進(jìn)行測(cè)量,可以實(shí)現(xiàn)紙漿配比的連續(xù)或斷續(xù)控制。
對(duì)于眾多的造紙企業(yè)來(lái)說(shuō),電磁流量計(jì)用于紙漿、堿液、源液、黑液等眾多介質(zhì)的流量測(cè)量已能完全滿足使用要求,而且經(jīng)濟(jì)性好。隨著電磁流量計(jì)測(cè)量技術(shù)的日益成熟與性價(jià)比的日益提高,電磁流量計(jì)已越來(lái)越受到造紙企業(yè)的青睞。
1.電磁流量計(jì)的測(cè)量原理
電磁流量計(jì)由變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,兩者之間用連接線相互連接,也有做成一體式的。變送器是基于電磁感應(yīng)定律工作的。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而切割磁力線時(shí),在導(dǎo)體中便會(huì)有感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生,這就是發(fā)電機(jī)原理。同理,導(dǎo)電的流體介質(zhì)在磁場(chǎng)中做垂直方向流動(dòng)而切割磁力線時(shí),也會(huì)在兩電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),感應(yīng)電勢(shì)的方向可以由右手定則判斷,并存在如下關(guān)系：
EX=Bdv*10-4V
式中:B一磁感應(yīng)強(qiáng)度,T(特斯拉)
d一兩電極間距離(管徑),cm
v一被測(cè)介質(zhì)的平均流速,cm/s
被測(cè)介質(zhì)的體積流量Q與d和v的關(guān)系為
Q=π/4d²v
由上式得:Ex=π/4?B/dQx10-4V
當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度B、兩電極間距離d一定時(shí),則Ex=KQ
式中:K=π/4xB/dx10-4為一常數(shù)。
這時(shí)感應(yīng)電勢(shì)則與體積流量具有線性關(guān)系,因此,在管道兩側(cè)各插人一根電極,便可以引出感應(yīng)電勢(shì),由儀表指示出流量的大小。轉(zhuǎn)換器是一個(gè)高輸人阻抗,且能抑制各種干擾成分的交流毫伏轉(zhuǎn)換器。
2.電磁流量計(jì)的特點(diǎn)
(1)測(cè)量管是一段光滑的直管,無(wú)活動(dòng)及阻流部件,基本上無(wú)壓力損失,對(duì)于大口徑管道來(lái)說(shuō),節(jié)能效果顯著。
(2)流量計(jì)輸出與流量呈線性關(guān)系,測(cè)量管徑可大可小,一般為2.5mm~3.0m。
(3)合理選用襯里材料和電極材料,可測(cè)量各種腐蝕性介質(zhì)流量。
(4)安裝要求低,前置直管段長(zhǎng)度為5D,后置直管段為3D(D為管道公稱直徑)。
(5)測(cè)量精度高,目前可達(dá)±0.5%至±1%。
(6)量程比寬為1:20。
(7)對(duì)介質(zhì)溫度、壓力、流速有一定要求,溫度≤120℃,壓力≤1.6MPa,流速≥0.3m/s。
(8)對(duì)介質(zhì)必須是導(dǎo)電性液體,zui低電導(dǎo)率20µs/ecm。被測(cè)介質(zhì)中不能含有較多的鐵磁性物質(zhì)及氣泡。不能用于氣體、蒸汽、石油制品等非導(dǎo)電性流體。
3.電磁流量計(jì)的選擇
(1)傳感器的量程范圍應(yīng)滿足被測(cè)流體的zui高、zui低流速變化。要根據(jù)計(jì)算出的流速大小來(lái)確定傳感器口徑的大小,而不能單純根據(jù)管道的口徑來(lái)確定。
(2)由被測(cè)介質(zhì)的化學(xué)性能和介質(zhì)中是否含有顆粒來(lái)選擇合適的電極材料和村里材料。
(3)若連接被測(cè)介質(zhì)的管道是絕緣性的,則要選用接地環(huán),當(dāng)被測(cè)介質(zhì)是磨損性的時(shí),還應(yīng)選用帶徑接地環(huán),以保護(hù)進(jìn)、出口端的村里,延長(zhǎng)儀表的使用壽命。
(4)結(jié)合儀表安裝的實(shí)際環(huán)境條件,可選擇IP65、IP67、IP68不同的防護(hù)等級(jí)。
(5)傳感器、轉(zhuǎn)換器應(yīng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,測(cè)量準(zhǔn)確。
(6)轉(zhuǎn)換器應(yīng)為智能型,通過(guò)按鍵可輸入儀表系數(shù)K、口徑、滿度流量、報(bào)警等功能,并具有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出功能。
4.電磁流量計(jì)的安裝
電磁流量計(jì)應(yīng)盡可能安裝在離振動(dòng)源和電磁干擾較遠(yuǎn)的地方。變送器可垂直、水平、傾斜安裝,但應(yīng)保證滿管條件,即應(yīng)安裝在任何時(shí)候測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)都能充滿液體的地方。在垂直安裝和傾斜安裝時(shí),使液體自下而上流經(jīng)儀表,水平安裝時(shí),要使兩電極在同一水平面上。
由于電磁流量計(jì)的信號(hào)較弱,因此變送器外殼、屏蔽線、測(cè)量導(dǎo)管以及變送器兩端的管道都要接地,并設(shè)置單獨(dú)的接地點(diǎn),轉(zhuǎn)換器部分已通過(guò)電纜線接地,故不需再行接地,以免因地電位不同而引入干擾。信號(hào)線和勵(lì)磁線要分開敷設(shè),并避免兩者平排。
5.結(jié)束語(yǔ)
電磁流量計(jì)在我公司投用來(lái),測(cè)量準(zhǔn)確可靠,運(yùn)行穩(wěn)定,zui長(zhǎng)應(yīng)用周期已達(dá)12年,維護(hù)簡(jiǎn)易。實(shí)乃造紙企業(yè)實(shí)現(xiàn)紙漿、化學(xué)原料、黑液、污水等流量測(cè)量的上佳選擇。
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電容式電磁流量計(jì)信號(hào)處理新方法研究
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