電磁流量計(jì),或叫磁力計(jì),是一種體積流量計(jì)沒有移動(dòng)部件,是廢水應(yīng)用或任何其他骯臟的導(dǎo)電液體的理想選擇。電磁流量計(jì)一般不適用于碳?xì)浠衔铩⒄麴s水或許多非水溶液。電磁流量計(jì)通常被選擇和指定用于應(yīng)用,因?yàn)樗鼈儫o障礙,對(duì)腐蝕性化學(xué)品和泥漿具有成本效益,并提供高度精確的體積流量測(cè)量。一系列襯墊材料、電極選擇和管線尺寸可適應(yīng)各種工藝應(yīng)用。
操作理論
電磁流量計(jì)利用法拉第電磁感應(yīng)定律來確定液體流過管道的速度。法拉第定律構(gòu)成了發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ),在發(fā)電系統(tǒng)中,電線通過磁場(chǎng)并產(chǎn)生電壓。在電磁流量計(jì)中,產(chǎn)生磁場(chǎng)并將其導(dǎo)入流經(jīng)管道的液體中。
為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),電磁線圈可以位于管道(流量管)外部,但是,流量管必須是非磁性的,以允許磁場(chǎng)穿透液體。將線圈放置在流量計(jì)內(nèi)部(更靠近液體)可以減少輸送磁場(chǎng)所需的電功率,同時(shí)減小流量計(jì)的尺寸和制造成本。
根據(jù)法拉第定律,導(dǎo)電液體流過磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)。該信號(hào)由位于流量管壁上的電極感應(yīng)。當(dāng)線圈位于外部時(shí),在流量管內(nèi)安裝一個(gè)非導(dǎo)電襯墊,以電隔離電極并防止信號(hào)短路。出于類似的原因,非導(dǎo)電材料被用來隔離內(nèi)部線圈設(shè)計(jì)的電極。流體本身就是導(dǎo)體,它將流過磁場(chǎng)并在電極上產(chǎn)生電壓信號(hào)。當(dāng)液體移動(dòng)得更快時(shí),會(huì)產(chǎn)生更多的電壓。法拉第定律指出產(chǎn)生的電壓與流動(dòng)液體的運(yùn)動(dòng)成正比。變送器處理電壓信號(hào)以確定液體流量。
如何使用磁力流量計(jì)
電磁流量計(jì)測(cè)量管道中導(dǎo)電液體的速度,如水、酸、堿和泥漿。當(dāng)液體的電導(dǎo)率大于約5μS/cm時(shí),磁流量計(jì)可以正確測(cè)量。在低電導(dǎo)率的流體上使用電磁流量計(jì),如去離子水、鍋爐給水或碳?xì)浠衔铮瑫?huì)導(dǎo)致流量計(jì)關(guān)閉并測(cè)量零流量。
這些流量計(jì)不會(huì)阻礙流量,因此可以用于清潔、衛(wèi)生、骯臟、腐蝕性和研磨性液體。電磁流量計(jì)可應(yīng)用于導(dǎo)電液體的流動(dòng),因此,由于碳?xì)浠衔锖蜌怏w的非導(dǎo)電性質(zhì)和氣態(tài),無法使用該技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。電磁流量計(jì)不需要太多的上游和下游直管,所以它們可以安裝在相對(duì)較短的流量計(jì)運(yùn)行。電磁流量計(jì)通常需要5-10直徑的上游直管段和5-2直徑的下游直管段,從電磁流量計(jì)電極平面測(cè)量。
使用電磁流量計(jì)的行業(yè)
電磁流量計(jì)約占今天銷售的所有流量計(jì)的24%。在水、廢水、采礦、礦物加工、電力、制漿造紙和化學(xué)工業(yè)中都有應(yīng)用。水和廢水應(yīng)用包括水/廢水區(qū)之間的強(qiáng)制干管中液體的托管轉(zhuǎn)移。磁力流量計(jì)用于水處理廠測(cè)量處理和未處理的污水、工藝用水、水和化學(xué)品。采礦和礦物加工工業(yè)應(yīng)用包括工藝水和工藝泥漿流以及重介質(zhì)流。適當(dāng)注意結(jié)構(gòu)材料,可以測(cè)量高腐蝕性液體(如酸和堿)和研磨性泥漿的流量。腐蝕性液體應(yīng)用通常存在于化學(xué)工業(yè)過程和大多數(shù)工業(yè)中使用的化學(xué)進(jìn)料系統(tǒng)中。礦漿應(yīng)用通常存在于采礦、選礦、制漿造紙和廢水處理行業(yè)。
電磁流量計(jì)通常用于液體通過重力輸送的地方。確保流量計(jì)的方向使流量計(jì)完全充滿液體。保證流量計(jì)內(nèi)充滿液體的故障能顯著影響流量計(jì)的計(jì)量。
在真空條件下操作電磁流量計(jì)時(shí)要小心,因?yàn)樵谡婵諚l件下,某些電磁流量計(jì)的內(nèi)襯可能會(huì)塌陷并被吸入管道,從而嚴(yán)重?fù)p壞流量計(jì)。請(qǐng)注意,真空條件可能發(fā)生在表面上未暴露于真空環(huán)境的管道中,例如氣體可冷凝的管道(通常在異常條件下)。同樣,電磁流量計(jì)溫度過高(即使在異常情況下短暫)也會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)yongjiu性損壞。
典型應(yīng)用
電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)是,只有內(nèi)襯和電極是濕的,這兩個(gè)部件都可以用耐腐蝕的材料制成。此外,該設(shè)計(jì)的直通(無障礙物)特性減少了通過流量計(jì)的水力能量損失(壓降)和流動(dòng)液體磨損的可能性。因此,磁流量計(jì)可以測(cè)量許多腐蝕性液體和研磨性泥漿。電磁流量計(jì)的襯墊和電極可以用不污染液體的材料制成。因此,當(dāng)液體污染是一個(gè)問題時(shí),例如在衛(wèi)生應(yīng)用中,可以使用這些流量計(jì)。
對(duì)于泥漿設(shè)施,確保電磁流量計(jì)的工作速度高于固體沉降速度(通常為1.5–2英尺/秒),以避免固體填充管道,從而影響測(cè)量并可能停止流動(dòng)。研磨用電磁流量計(jì)的尺寸通常為低速運(yùn)行(通常低于5–6英尺/秒),以減少磨損。在磨料漿液應(yīng)用中,流量計(jì)的運(yùn)行速度應(yīng)高于固體沉降速度,盡管磨損加劇。這些問題可能會(huì)改變流量計(jì)的量程,因此其尺寸可能不同于等效清水流量的尺寸。
電磁流量計(jì)的應(yīng)用注意事項(xiàng)
不要在導(dǎo)電率極限附近操作電磁流量計(jì),因?yàn)榱髁坑?jì)可能會(huì)關(guān)閉。為可能改變液體導(dǎo)電性的成分和操作條件的變化提供余量。
在典型應(yīng)用中,電磁流量計(jì)的尺寸應(yīng)確保非常大流量下的速度約為流量計(jì)非常大流量的75%。壓差限制和/或工藝條件可能會(huì)妨礙本通用指南的應(yīng)用。例如,重力供給管道可能需要更大的電磁流量計(jì)來降低壓降,以允許所需量的液體通過電磁流量計(jì)而無需支撐管道系統(tǒng)。在這種應(yīng)用中,與較小的流量計(jì)相比,在較大的流量計(jì)中以相同的流速運(yùn)行將導(dǎo)致較低的液體速度。
優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
使用電磁流量計(jì)進(jìn)行流體流量測(cè)量有許多好處。它們對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的無創(chuàng)性維修和減少故障的風(fēng)險(xiǎn)。流量計(jì)壓力的降低通常也不大于等效管道長(zhǎng)度的降低,從而降低管道成本。電磁流量計(jì)的其他一些主要優(yōu)點(diǎn)包括:
耗電量相對(duì)較低,一些型號(hào)的電力需求低至15瓦。它們無機(jī)械障礙,可配備耐磨襯里,使其能有效測(cè)量泥漿和其他腐蝕性液體。由于內(nèi)襯材料具有絕緣體和耐腐蝕性,因此它們能夠處理大多數(shù)種類的酸和堿,以及水和水基溶液。
電磁流量計(jì)需要相對(duì)少量的電極金屬。
它們可以測(cè)量非常低的流量和非常高的體積流量,非常小直徑約為0.125英寸,非常大體積可達(dá)10立方英尺。它們通常可以測(cè)量上游或下游的多向流。
盡管有這些優(yōu)點(diǎn),電磁流量計(jì)在流量測(cè)量方面也存在一定的困難。這些流量計(jì)只對(duì)導(dǎo)電液體有效,不能測(cè)量未混合的碳?xì)浠衔锖蜌怏w等物質(zhì)。然而,磁性材料本身也可能出現(xiàn)問題,因?yàn)榱黧w動(dòng)力效應(yīng)會(huì)改變正常的流動(dòng)模式,并干擾足夠干擾操作的流速。根據(jù)它們的尺寸和容量,電磁流量計(jì)可能相對(duì)較重,而那些具有更高耐腐蝕性和耐磨性的流量計(jì)可能價(jià)格昂貴。
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