随(suí)着啤酒釀(niàng)造過程中自動(dòng)化程(chéng)度的(de)不斷(duàn)提高,
電磁(cí)流量(liàng)計的應用(yòng)也越(yuè)來越(yuè)廣泛(fàn)。從粉(fěn)碎用水計(jì)量、洗(xǐ)糟用(yòng)水計量、過(guò)濾麥(mài)汁(zhī)計量、冷(lěng)麥汁計量、清酒(jiǔ)計量、到(dào)交包裝酒計(jì)量(liàng)等工序(xù)中都使(shǐ)用了電(diàn)磁流量計(jì),爲了(le)保證(zhèng)其在應用過程中的(de)測量(liàng)精度,應(yīng)了解、注意以下問(wèn)題。
1電(diàn)磁流(liú),計的構成及工作原理
1.1組(zǔ)成
電磁流量計(jì)由傳感器和轉換器(qì)兩部分組(zǔ)成,是一種測量(liàng)導電(diàn)介質體積(jī)流量(liàng)的(de)感應式(shì)儀表。
1.2工作原理
電磁(cí)流量(liàng)計是根據(jù)法拉第電磁感應原理,在(zài)與測(cè)量管(guǎn)軸線(xiàn)和磁力(lì)線相垂(chuí)直的(de)管壁上安裝了(le)一對檢測(cè)電極,當(dāng)導電液體沿測量(liàng)管軸(zhóu)線運動時(shí),導電液體切割(gē)磁力(lì)線(xiàn)産生感(gǎn)應電(diàn)勢,此感應電(diàn)勢(shì)由兩(liǎng)個(gè)檢(jiǎn)測電(diàn)極檢(jiǎn)出(chū),數值大(dà)小與(yǔ)流量(liàng)成比(bǐ)例。傳(chuán)感(gǎn)器(qì)将感(gǎn)應電勢作爲流(liú)量信号,傳送到(dào)轉換(huàn)器(qì),經放大、變換濾波及一(yī)系列的數字處(chù)理後,用帶背光(guāng)的點陣(zhèn)式(shì)液晶顯示瞬時流量(liàng)和累積流量。轉換器輸(shū)出4一20a信(xìn)号和(hé)脈沖信号(hào)。
2電磁流量(liàng)計的(de)安裝
2.1電磁流量(liàng)計傳(chuán)感器安裝(zhuāng)地點和位置
可(kě)按照(zhào)需要(yào)選擇(zé)水平、傾(qīng)斜或垂(chuí)直安裝(zhuāng),但是兩(liǎng)電極的(de)軸線應處于水平位置(zhì)。不管采用何(hé)種(zhǒng)形式安裝(zhuāng),都要(yào)求測量(liàng)管(guǎn)内保證存(cún)滿被(bèi)測介(jiè)質(zhì),不能有非滿(mǎn)管或氣泡聚集(jí)在測量管(guǎn)中的(de)現象。也不可把(bǎ)流量計(jì)安(ān)裝在泵的吸(xī)人端,防(fáng)止在管(guǎn)道中形成負(fù)壓而損壞(huài)傳感器内的襯(chèn)裏。
2.2上遊和下遊(yóu)管道
流量(liàng)計或(huò)多或少會受進(jìn)口流(liú)動狀況的(de)影響,所以需保證有良好(hǎo)的流動狀況。管道布(bù)置會引人(rén)流動(dòng)擾動(dòng),最普遍的(de)是流速分(fèn)布剖(pōu)面畸變(biàn)和漩渦(wō)。流速剖面(miàn)畸變(biàn)通常是由(yóu)于管(guǎn)路配(pèi)件局部阻礙(如閥門)或彎頭所(suǒ)造成,漩渦(wō)普遍是由兩個(gè)或兩(liǎng)個以上空(kōng)間彎(wān)頭所引起(qǐ)。若消(xiāo)除以(yǐ)上影(yǐng)響,需保證在傳(chuán)感器的(de)上遊側(cè)直管段長度不(bú)小于5dn,下遊(yóu)側直管段(duàn)長度不小(xiǎo)于2dn。dn爲傳感(gǎn)器的直徑,若現場達(dá)不到這一(yī)要求(qiú),則要(yào)在上(shàng)遊側安裝流動調整器。
除(chú)考慮緊接(jiē)流量計(jì)前的配(pèi)件外,還應(yīng)考慮(lǜ)更往(wǎng)上遊若幹(gàn)管道配(pèi)件的組(zǔ)合,因爲它(tā)們可(kě)能是産(chǎn)生最接(jiē)近配件擾(rǎo)動不同的擾動(dòng)源。盡(jìn)可能拉(lā)開各擾(rǎo)動産(chǎn)生件(jiàn)之間(jiān)的距離以減少(shǎo)影響。
2.3管徑
測量(liàng)大管徑、低(dī)流速或小(xiǎo)管徑、高流(liú)速,可選用與管徑尺寸不同的(de)流量計口徑,并(bìng)用異徑管(guǎn)連接(jiē),使流量計(jì)運行(háng)流速(sù)在(zài)規定的範圍(wéi)内。
2.4管道震動
若管道系統(tǒng)有較強的(de)震動(dòng),應考慮流量計前後(hòu)管道上加(jiā)支撐(chēng)。如果管道(dào)上已經(jīng)安裝有脈動緩(huǎn)沖器(消(xiāo)除泵的(de)影(yǐng)響),但在安(ān)裝流量計(jì)時(shí),還是考慮盡可能遠(yuǎn)離震動(dòng)或脈動(dòng)源(yuán)爲好。
2.5閥門位(wèi)置
爲了(le)檢查(chá)零點(diǎn),應使傳感器充滿介(jiè)質并流速爲(wèi)零,這可以通過關(guān)閉在傳感器上(shàng)遊的截止閥和(hé)下遊的(de)控(kòng)制閥(fá)來實(shí)現。控制(zhì)閥(fá)應安裝(zhuāng)在(zài)流量(liàng)計的下遊,避免(miǎn)上遊閥所産生(shēng)的(de)流速分(fèn)布畸(jī)變。
2.6維護空間
一般來(lái)說(shuō),維修人(rén)員應(yīng)能進人到流量(liàng)計周圍,易于維(wéi)修和能有(yǒu)調換整(zhěng)機的位置。而且要(yào)求與(yǔ)傳感(gǎn)器(qì)連接的(de)管道法蘭處有(yǒu)足(zú)夠的空間,因(yīn)爲傳感器的(de)法蘭與(yǔ)外殼(ké)距離(lí)有限,連(lián)接(jiē)螺栓需從管道側穿(chuān)入。
2.7電氣連接和電磁幹(gàn)擾
流量(liàng)計的安(ān)裝(zhuāng)位置(zhì)應遠離(lí)強電磁(cí)場(如:電(diàn)動機、變壓器或(huò)其(qí)它電(diàn)源)。信号電(diàn)纜應(yīng)盡可能遠離電(diàn)力電纜和(hé)電源(yuán),以便(biàn)将(jiāng)電磁幹(gàn)擾(rǎo)和射頻(pín)幹擾(rǎo)降至最低水平。傳感器和變送(sòng)器連接(jiē)導線不(bú)應超(chāo)過so米(mǐ)。
2.8接地(dì)
流(liú)量(liàng)計的工作(zuò)接地應單獨接地,不(bú)能用(yòng)公共(gòng)接地線接(jiē)地;接(jiē)地裝置與(yǔ)傳感(gǎn)器的距離(lí)盡可(kě)能短(duǎn);而且接地(dì)電阻(zǔ)應嚴(yán)格滿足儀(yí)表使用說明書(shū)的要求。如(rú)果傳感(gǎn)器安裝(zhuāng)在金屬管道(dào)上,且金屬管(guǎn)道内(nèi)壁沒有絕(jué)緣層(céng)時,則(zé)可将(jiāng)接地(dì)導線接(jiē)到兩個(gè)管道(dào)法蘭上,通(tōng)過金屬管道與流體保持可靠(kào)接地。若幹擾太(tài)強(qiáng),如此接地不(bú)足以抗衡(héng)幹擾時,則(zé)接地導線(xiàn)應從兩(liǎng)個(gè)管道(dào)法蘭分(fèn)别沿金屬管道向外延(yán)伸至能消除幹(gàn)擾處相連接。此(cǐ)外,傳感(gǎn)器、變送器及二次儀表間的回(huí)路接地(dì)及屏蔽接(jiē)地也不容忽視(shì)。
3電磁(cí)流,計口(kǒu)徑、流量以及(jí)傳感(gǎn)器襯(chèn)裏的選擇
3.1口徑(jìng)的選(xuǎn)擇
流量(liàng)計(jì)一般(bān)介質流速以2一6米(mǐ)/秒(miǎo)爲宜,最低不應小于(yú)0.3米/秒,最高不得(dé)大于12米/秒(miǎo)。如果流速太低(dī),電磁(cí)信号降低(dī),造成計量(liàng)精度(dù)下降(jiàng)。若流體中含有固體(tǐ)顆粒(lì),應使(shǐ)流速小于(yú)3米/秒(miǎo)。對于粘(zhān)滞液體(tǐ),相應流(liú)速(sù)取較高值,這有助于(yú)自動消除(chú)電極(jí)上的污(wū)物(wù),也有(yǒu)利于提高(gāo)測量(liàng)精度(dù)。
流量、流速(sù)與口徑三(sān)者關(guān)系的計算公式(shì)爲:
q=900jid2v,其中q:流(liú)量(米3/小時),v:流速(sù)(米/秒(miǎo)),d:口徑(米)。
根據公式,可(kě)計算出口(kǒu)徑的大小(xiǎo)。
3.2流量的選擇
流(liú)量計(jì)口徑大(dà)小确定(dìng)後,應(yīng)根據預設(shè)的工藝(yì)最(zuì)大流(liú)量,增加巧%一30%爲(wèi)滿量程值(zhí)。在實(shí)際應(yīng)用(yòng)中,流量(liàng)均不得超過滿(mǎn)量程值,如超過(guò)滿量程值,該(gāi)部分流量(liàng)誤差較大,而滿(mǎn)量程與最小流(liú)量正常(cháng)精度範圍不得超過(guò)20倍(bèi)。
3.3傳感器(qì)襯裏的選(xuǎn)擇(見(jiàn)表l)
襯(chèn)襯裏材料(liào)料 |
主(zhǔ)要性能能(néng) |
适用範圍圍 |
聚(jù)乙烯(xī)（pe） |
對化(huà)學品(pǐn)的侵蝕和沾污耐禦性(xìng)能良好，耐無機(jī)鹽(yán)類的(de)水溶(róng)液、無(wú)機酸(suān)類、堿類的稀或(huò)濃溶液，在(zài)室溫(wēn)下幾乎(hū)沒有可(kě)以使他溶(róng)解的(de)溶劑(jì)。 |
a:-40~85℃
b:測水、污水(shuǐ)、泥漿(jiāng)、礦漿、無機(jī)酸、無機鹽、堿溶(róng)液
c:可(kě)用于衛生(shēng)級介(jiè)質 |
聚丙烯(xī)（ps） |
耐有機酸、堿、鹽(yán)、低級醇及及它(tā)們的水溶(róng)液,不(bú)耐烴類、酮類、脂(zhī)肪類、油、芳(fāng)香族(zú)類、忌氧化劑、超(chāo)聲波輻射(shè)(高頻(pín))。 |
a:一20℃~60℃
b:測(cè)一般的水、污水、泥漿、煤漿、無機酸堿、鹽等水(shuǐ)溶液 |
聚(jù)全氟(fú)代乙(yǐ)丙稀（fep、f46） |
化學(xué)性能最(zuì)穩(wěn)定的(de)一種材料，可适(shì)用于任何有機(jī)溶劑或試劑介(jiè)質，在(zài)高(gāo)溫下不(bú)受影響。 |
a:-60~200℃
b:适用于(yú)強腐蝕介質
c：可(kě)用于衛生級介質(zhì) |
可(kě)溶性聚四(sì)氟乙(yǐ)烯(pfa) |
有卓越(yuè)的耐化學(xué)性、耐高溫、耐低溫，耐(nài)強酸王水、強堿及原(yuán)子工(gōng)業中(zhōng)用的(de)強腐蝕劑(jì)五氟化鈾等。 |
a:-80~250℃
b:适(shì)用于(yú)任何(hé)強腐(fǔ)蝕介質
c：可用于衛生級介質 |
氯(lǜ)丁橡(xiàng)膠 |
有幾号(hào)的彈性、韌(rèn)性、耐(nài)磨性、耐一般低(dī)濃度(dù)酸、堿、鹽介(jiè)質的(de)腐蝕，不耐(nài)氧化性介(jiè)質腐蝕。 |
a：<65℃
b:測一般水、污(wū)水、泥漿(jiāng)、礦(kuàng)漿 |
聚(jù)氯乙(yǐ)烯（pvc） |
适(shì)用于(yú)各種堿、鹽、硫酸(suān)、硝酸、磷酸等及(jí)它們的(de)水(shuǐ)溶液(yè)，不耐(nài)濃硫酸、發(fā)煙硫(liú)酸、醋酐類、鹵代烴(tīng)芳胺。 |
a:一(yī)25℃~70℃℃
b:測一般水(shuǐ)、污水(shuǐ)、泥漿、煤漿(jiāng)、礦漿(jiāng)
c:一般酸、堿、鹽溶溶 |
4電(diàn)磁流量計(jì)的特點
4.1優點
l)測(cè)量管(guǎn)内無阻流(liú)件,壓力損失爲零,不易(yì)堵塞。
2)隻要選擇合理的電(diàn)極及襯裏材(cái)料,即可達(dá)到(dào)耐腐蝕(shí),耐磨(mó)損的(de)要求(qiú)。
3)測量(liàng)結果與液(yè)體的(de)壓力(lì)、溫(wēn)度、密度(dù)、粘度(dù)、電導率(不小于(yú)最低電導率5矛(máo)`/cm)等物理參數基本無關,不(bú)受環(huán)境影響,所以測(cè)量精度高(gāo)、工(gōng)作(zuò)穩定、可靠(kào)。
4)采用(yòng)模拟信(xìn)号技術(shù)和大規模(mó)集成(chéng)芯片,對信(xìn)号進(jìn)行隔(gé)離、濾(lǜ)波、放(fàng)大及數字(zì)處理(lǐ)。精确顯示測量(liàng)結果。
5)可(kě)用(yòng)于大(dà)口徑管道測量(liàng)。
6)對影響(xiǎng)測量(liàng)結果的參數(shù)進行(háng)自動監(jiān)控(kòng)和修(xiū)正,對(duì)全量程采(cǎi)用分段流量系(xì)數的設(shè)置(zhì)和修(xiū)正,因而擴(kuò)大了(le)測量(liàng)範圍,提高(gāo)了智(zhì)能化程度(dù)和測量(liàng)精度,大(dà)大提高了穩(wěn)定(dìng)性能。
7)具(jù)有(yǒu)空管(guǎn)保護,測(cè)量(liàng)值斷(duàn)電保(bǎo)護及過量(liàng)程(chéng)報警功能,傳(chuán)感器(qì)安裝不受液體流(liú)動(dòng)方向限制,可實現雙(shuāng)向測流。
8)采用帶(dài)背光(guāng)點陣式雙(shuāng)排流量顯(xiǎn)示器,同時(shí)顯(xiǎn)示瞬時(shí)流量、累計流量,并能顯(xiǎn)示工作狀态、參數、計量(liàng)單位(wèi)等(děng)。
9)量程範(fàn)圍寬,正常(cháng)适用(yòng)範圍(wéi)20:1,一般(bān)30:l或更(gèng)大。
4.2缺(quē)點
l)電導率(lǜ)必須高(gāo)于廠家(jiā)要求的最(zuì)小電導率,才能(néng)正常(cháng)工作。
2)流量計必須在介質充滿管道的(de)條件下測量。
3)液體夾帶(dài)氣泡時(shí)會(huì)引起(qǐ)測量誤差。
4)在某些介質中電極(jí)會産(chǎn)生污垢,引(yǐn)起所産生的電(diàn)壓信(xìn)号出(chū)現誤(wù)差。
5)要求(qiú)安裝在管線(xiàn)上。
6)價(jià)格較高。
7)當流量(liàng)計安(ān)裝在電氣危險(xiǎn)區域時,必(bì)須選(xuǎn)擇防爆(bào)型的。
5電(diàn)磁流量計的維護
l)應定期檢查(chá)轉換器是(shì)否(fǒu)進(jìn)水受(shòu)潮及腐蝕(shí)。對儀(yí)表進(jìn)線端(duān)應做好防水處(chù)理(lǐ)。
2)定期(qī)清(qīng)洗傳(chuán)感器電極及測量管,清洗時,切(qiē)勿損(sǔn)傷(shāng)電(diàn)極及(jí)襯裏(lǐ)。
3)定期(qī)檢查(chá)連接電纜的老(lǎo)化及(jí)接觸程度是否完好(hǎo)(包括接地線)。
4)制(zhì)定嚴格的管理制度(dù),嚴禁操作人員(yuán)随意更改内部(bù)參數。
6影響(xiǎng)電磁流量計準确工(gōng)作的因(yīn)素及采取的措施
1)傳感(gǎn)器内壁出現附(fù)着層,附着層主(zhǔ)要爲流量(liàng)計長(zhǎng)時間工作後形(xíng)成的(de)垢層與污泥層。附(fù)着層(céng)除(chú)了會(huì)微小(xiǎo)改變(biàn)管道内的(de)流通(tōng)截面外(wài),其主要(yào)影響(xiǎng)是改變了(le)兩電極間的電(diàn)阻。若附(fù)着層的(de)電導率顯著高于流(liú)體的電導(dǎo)率(lǜ),則電極(jí)回路(lù)将出現短(duǎn)路(lù),将(jiāng)無流量信号輸(shū)出。若(ruò)附(fù)着層爲(wèi)絕緣(yuán)層(céng),則(zé)電極回路(lù)将(jiāng)出(chū)現斷(duàn)路,使電極間絕緣而送不出流(liú)量信号。
采(cǎi)取的措施:①針對(duì)啤酒(jiǔ)釀(niàng)造過程(chéng)中大(dà)部分流量計沒(méi)有安裝清洗管(guǎn)道,所(suǒ)以(yǐ)需定期(qī)拆下(xià)傳(chuán)感(gǎn)器清(qīng)洗電(diàn)極(jí)。如果有(yǒu)條件(jiàn)的話,可安(ān)裝沖洗(xǐ)管(guǎn)道,定(dìng)期沖洗電極。②在(zài)滿足(zú)工藝(yì)的條(tiáo)件下,盡量(liàng)選擇口徑(jìng)小的(de)儀表(biǎo)以提(tí)高(gāo)其(qí)流速(sù),加大沖刷效果而減少(shǎo)沉積。
2)流(liú)量計(jì)在(zài)正(zhèng)常工(gōng)作期間,必須保(bǎo)證流(liú)體充(chōng)滿管(guǎn)道,也不允許液體内(nèi)存有氣泡(pào)。如(rú)果液體(tǐ)不充(chōng)滿管(guǎn)道,其後果(guǒ)是流體的截面将與管(guǎn)道内截(jié)面不一緻,造成計算體積流量(liàng)值偏差。如(rú)果被測液(yè)體中(zhōng)含有(yǒu)均勻分布的微小氣(qì)泡,通常不(bú)影響(xiǎng)流量計正(zhèng)常工(gōng)作,但(dàn)随(suí)着(zhe)氣泡的增(zēng)大,儀(yí)表輸(shū)出信号會(huì)出現波動,若氣(qì)泡大到足以遮(zhē)蓋整個電(diàn)極表面時(shí),随(suí)着氣泡(pào)流過電(diàn)極(jí)表面(miàn)會使(shǐ)電極回路(lù)瞬(shùn)間斷路(lù),而使輸出信号出(chū)現(xiàn)更大(dà)的(de)波動。
采(cǎi)取的(de)措(cuò)施:嚴格(gé)按照以上(shàng)的安(ān)裝要(yào)求對流量(liàng)計進行(háng)安裝。
3)流(liú)量計(jì)在(zài)正(zhèng)常工(gōng)作期間,應避免形形式式的外界(jiè)寄(jì)生(shēng)電勢及(jí)本身(shēn)産生的(de)幹(gàn)擾。電(diàn)磁流量計是按電磁感應(yīng)原理工作的,其(qí)工(gōng)作時的流量(liàng)信号很(hěn)小,在滿(mǎn)量程(chéng)時隻(zhī)有幾(jǐ)個毫伏(fú),而在下限流(liú)量時,僅有(yǒu)數十微伏,因此極易受周圍(wéi)的(de)諸如電動(dòng)機、變(biàn)壓器(qì)及(jí)一些其(qí)它電氣設備等(děng)産生的電磁感(gǎn)應幹擾。大(dà)緻有以下(xià)幾種幹擾(rǎo)源:①周圍(wéi)運行中(zhōng)的電(diàn)氣(qì)設備在(zài)金屬管道(dào)上産(chǎn)生雜散(sàn)電流(如(rú)管道上的電焊(hàn)操作等(děng)),這(zhè)些電(diàn)流通過管道以(yǐ)及(jí)管道内的流(liú)體影響(xiǎng)電磁流(liú)量計(jì)。②電磁流量計與電機、電器設備(bèi)公共接地或接至上、下水(shuǐ)管道上,使電力(lì)設備的漏電流(liú)通過公共地線(xiàn)引入(rù)電磁(cí)流量(liàng)計。③周(zhōu)圍電磁設(shè)備的電磁(cí)場對(duì)信号傳輸線及(jí)電子線(xiàn)路的幹擾。
采(cǎi)取的措施(shī):嚴格按照(zhào)安裝(zhuāng)要求對流量計(jì)進行安裝。
7結束語
電磁流量計在啤(pí)酒釀造的計量(liàng)過(guò)程中,起(qǐ)到了重要(yào)的作(zuò)用,而且故(gù)障率(lǜ)低,測量(liàng)精度比(bǐ)較高(gāo)。
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