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電磁流量計

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分析電磁流量計在環保化學產業中的應用、原理和計量誤差

來源:作者:發表時間:2016-11-12 10:09:26

摘要:隨著我國社會經濟的快速發展,化工工業得到了長足的發展,同時也造成很嚴重的化工污水污染。為了能夠貫徹落實我國節能環保生產理念,化學產業生產中對于污水排放需要符合相關標準。流量計的使用,能夠對化學產業污水排放流量進行實時監控,這對于控制污水排放,推動環保化工產業發展具有重大的意義。其中,較為常用的污水流量計為電磁流量計,具有準確性強、成本低等優勢,所以在化學產業中得到了廣泛的應用。文章首先介紹電磁流量計原理,然后分析化學產業流量計計量誤差,并分析電磁流量計在環保化學產業中的應用,供有關人員分析。

 
        環保產業對污水流量的控制相當嚴格,流量計必須具備較高的可靠性與精度。污水流量是一個動態量,正在流動的液體內部存在較大的摩擦,并且會出現復雜的二次流動以及漩渦等現象。流量計在進行污水流量測量過程中,流量計的形狀、口徑、流體形態、安裝水平等都會對計量造成印象。
 
1 電磁流量計的結構組成與原理
        電磁流量計主要構成部分包括傳感器與信號轉換器,其中傳感器直接與管道介質接觸,信號轉換器位于設備的上端。流量計的制作主要是根據法拉第電磁感應定律,用來測量電導率大于5μs/cm的導電液體的流量,是一種測量導電介質流量的儀表。除了可以測量一般導電液體的流量外,還可以用于測量強酸、強堿等強腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體,如泥漿、礦漿、紙漿等。電磁流量計屬于高精度、使用壽命較長的儀器儀表,因此在產品設計、加工、制作、安裝、調試等各個環節都需要認真仔細。
 
        電磁流量計工作原理:基于法拉第電磁感應原理,電磁流量計中的導電介質充當導電金屬桿,其上下兩端會產生恒定的磁場。導電介質通過磁場就會產生感應電壓。在測量管兩端設置兩個電極,對產生的感應電壓進行測量。關于測量管中測量電極以及流體之間的隔離,主要靠橡膠、特氟龍等材料構成的內襯實現,保證測量安全。
 
        電磁流量計測量原理:法拉第電磁感應定律中,導體在磁場中做切割磁感線運動過程會,其兩端會產生電勢,根據右手定則確定電勢的方向。電勢的大小與導體在磁場中長度、磁感應強度、導體在磁場中運動速度成正比。流量計測量管中相當于一個均勻的磁場,在側臉管內部設置一個不導磁的管道,用于排污水,當導電液體流經側臉管過程中,實際上在做切割磁感線運動。但是如果要滿足均勻磁場中磁感應定律,需要滿足以下幾個方面條件:(1)磁場為均勻恒定磁場;(2)流經測量管的液體流速軸分布對稱;(3)被測液體具有非磁性特征;(4) 流經測量管的液體具有同向導電性并且導電率均勻。
 
        對于電磁流量計的安裝,對安裝現場具有以下的要求:(1)測量混合相流體時,選擇不會引起相分離的場所;測量雙組分液體時,避免裝在混合尚未均勻的下游;測量化學反應管道時,要裝在反應充分完成段的下游;盡量滿足前后直管段分別不小于5D 和2D。(2)避免測量管到內有負壓現象;(3)對于一些小型的儀器儀表,應該盡可能選擇振動可能性小的位置;(4) 流量計的安裝需要遠離大型變壓器、電機等設備,避免這些設備運行過程中對電流計造成電磁干擾;(5)避免設備直接受到陽光照射;(6)選擇容易實現傳感器單獨接地的安裝場地。
 
2、電磁流量計誤差分析
假設電磁流量計環境、安裝、污水本身蒸發耗損基本相同。以污水站水質情況進行對比分析,具體的對比數據如表1 所示。QQ截圖20161112101152.jpg

 
從表1 可以看出,在電磁流量計安裝、環境、污水蒸發耗損一定的情況下,造成計量誤差的原因主要包括污水站污水懸浮物含量、含油量等,經過處理的污水,含油量以及懸浮物含量明顯降低,電磁流量計的計量準確性也有所提升。造成計量誤差的原因具體體現為:電磁流量計的計量原理為法拉第電磁感應定律,液體在測量管中流動相當于導體在磁場中做切割磁感線運動,會子啊兩端產生電勢,通過對電勢的放大處理,計算出流經測量管液體的流量。當污水中懸浮物以及油量較多是,污水的導電率下降,對污水流量計量準確性造成影響。
 
3、電磁流量計在環保化學產業污水流量監測中的應用
        在環保化學產業中,電磁流量計勵磁方式主要采用直流勵磁。就是用直流磁場或直接使用永久性磁鐵,產生一個相對恒定均勻的磁場。采用直流勵磁方式,產生均勻磁場,具有較強的抗電磁干擾管理,基本上能夠忽略液體在測量管中自感現象。但是由于直流勵磁方式會對液體產生電解作用,對計量準確性造成影響,所以這種方式一般用于非電解質液體流量計量中。
環保化學產業污水處理利用電磁流量計對污水回流、進水、出水流量進行檢測。在流量計安裝相關要求與標準安裝完成后,測量可以根據流量顯示,對污水進料量、沉淀物處理量進行判斷。另外,電磁流量計維護相對簡單,在成本上也相對適宜,符合環保化學產業發展戰略。
 
        在一些化學生產污水測量方面,常常會預見諸如液體沉淀等現象,導致測量電極被覆蓋,影響計量精度。在實際應用過程中造成這類現象的原因主要為流量計其設計合理性有待商榷,測量管道與電極不在同一水平位置上,電磁流量計電極臂測量管道水平位置低,液體在流過測量管道時,容易發生沉淀問題,電極被覆蓋,測量的準確性也就無法保證。將電磁流量計傳感器的管徑縮小,與輸送介質管線直徑不一致,目的是加快介質通過電磁流量計傳感器的速度,降低介質在傳感器處的沉淀,但是這樣設計又遇到了一個難題,就是流速加快,流動產生的噪聲增大,噪聲增大對測量精度又有一定的影響,為了剛好的解決這個問題,他們又將電磁流量計傳感器內襯改為橡膠襯,同時增加內襯的厚度,有效的降低了噪聲,這樣就很好的解決了電磁流量計測量不準確的問題。
 
4 結束語
        化學產業在生產過程中會產生大量的工業污水,需要經過一定的處理才能進行排放,并且度污水的排放量也必須有嚴格的控制。為了更好的控制化學產業污水排放量,實現環保化工生產,一般采用流量計對污水流量進行測量。文章提出了一種電磁流量計儀器,基于法拉第電磁感應定律,在一定技術支持下完成對污水流量的測量,為污水處理與管理提供有效的幫助。相信隨著我國科技水平的進步,流量計會被不斷的改進,使其向著智能化、標準化、數字化的方向發展,為我國環保事業做出更大的貢獻。

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