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电磁流量计

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分析电磁流量计在环保化学产业中的应用、原理和计量误差

来源:作者:发表时间:2016-11-12 10:09:26

摘要:随着我国社会经济的快速发展,化工工业得到了长足的发展,同时也造成很严重的化工污水污染。为了能够贯彻落实我国节能环保生产理念,化学产业生产中对于污水排放需要符合相关标准。流量计的使用,能够对化学产业污水排放流量进行实时监控,这对于控制污水排放,推动环保化工产业发展具有重大的意义。其中,较为常用的污水流量计为电磁流量计,具有准确性强、成本低等优势,所以在化学产业中得到了广泛的应用。文章首先介绍电磁流量计原理,然后分析化学产业流量计计量误差,并分析电磁流量计在环保化学产业中的应用,供有关人员分析。

 
        环保产业对污水流量的控制相当严格,流量计必须具备较高的可靠性与精度。污水流量是一个动态量,正在流动的液体内部存在较大的摩擦,并且会出现复杂的二次流动以及漩涡等现象。流量计在进行污水流量测量过程中,流量计的形状、口径、流体形态、安装水平等都会对计量造成印象。
 
1 电磁流量计的结构组成与原理
        电磁流量计主要构成部分包括传感器与信号转换器,其中传感器直接与管道介质接触,信号转换器位于设备的上端。流量计的制作主要是根据法拉第电磁感应定律,用来测量电导率大于5μs/cm的导电液体的流量,是一种测量导电介质流量的仪表。除了可以测量一般导电液体的流量外,还可以用于测量强酸、强碱等强腐蚀性液体和均匀含有液固两相悬浮的液体,如泥浆、矿浆、纸浆等。电磁流量计属于高精度、使用寿命较长的仪器仪表,因此在产品设计、加工、制作、安装、调试等各个环节都需要认真仔细。
 
        电磁流量计工作原理:基于法拉第电磁感应原理,电磁流量计中的导电介质充当导电金属杆,其上下两端会产生恒定的磁场。导电介质通过磁场就会产生感应电压。在测量管两端设置两个电极,对产生的感应电压进行测量。关于测量管中测量电极以及流体之间的隔离,主要靠橡胶、特氟龙等材料构成的内衬实现,保证测量安全。
 
        电磁流量计测量原理:法拉第电磁感应定律中,导体在磁场中做切割磁感线运动过程会,其两端会产生电势,根据右手定则确定电势的方向。电势的大小与导体在磁场中长度、磁感应强度、导体在磁场中运动速度成正比。流量计测量管中相当于一个均匀的磁场,在侧脸管内部设置一个不导磁的管道,用于排污水,当导电液体流经侧脸管过程中,实际上在做切割磁感线运动。但是如果要满足均匀磁场中磁感应定律,需要满足以下几个方面条件:(1)磁场为均匀恒定磁场;(2)流经测量管的液体流速轴分布对称;(3)被测液体具有非磁性特征;(4) 流经测量管的液体具有同向导电性并且导电率均匀。
 
        对于电磁流量计的安装,对安装现场具有以下的要求:(1)测量混合相流体时,选择不会引起相分离的场所;测量双组分液体时,避免装在混合尚未均匀的下游;测量化学反应管道时,要装在反应充分完成段的下游;尽量满足前后直管段分别不小于5D 和2D。(2)避免测量管到内有负压现象;(3)对于一些小型的仪器仪表,应该尽可能选择振动可能性小的位置;(4) 流量计的安装需要远离大型变压器、电机等设备,避免这些设备运行过程中对电流计造成电磁干扰;(5)避免设备直接受到阳光照射;(6)选择容易实现传感器单独接地的安装场地。
 
2、电磁流量计误差分析
假设电磁流量计环境、安装、污水本身蒸发耗损基本相同。以污水站水质情况进行对比分析,具体的对比数据如表1 所示。QQ截图20161112101152.jpg

 
从表1 可以看出,在电磁流量计安装、环境、污水蒸发耗损一定的情况下,造成计量误差的原因主要包括污水站污水悬浮物含量、含油量等,经过处理的污水,含油量以及悬浮物含量明显降低,电磁流量计的计量准确性也有所提升。造成计量误差的原因具体体现为:电磁流量计的计量原理为法拉第电磁感应定律,液体在测量管中流动相当于导体在磁场中做切割磁感线运动,会子啊两端产生电势,通过对电势的放大处理,计算出流经测量管液体的流量。当污水中悬浮物以及油量较多是,污水的导电率下降,对污水流量计量准确性造成影响。
 
3、电磁流量计在环保化学产业污水流量监测中的应用
        在环保化学产业中,电磁流量计励磁方式主要采用直流励磁。就是用直流磁场或直接使用永久性磁铁,产生一个相对恒定均匀的磁场。采用直流励磁方式,产生均匀磁场,具有较强的抗电磁干扰管理,基本上能够忽略液体在测量管中自感现象。但是由于直流励磁方式会对液体产生电解作用,对计量准确性造成影响,所以这种方式一般用于非电解质液体流量计量中。
环保化学产业污水处理利用电磁流量计对污水回流、进水、出水流量进行检测。在流量计安装相关要求与标准安装完成后,测量可以根据流量显示,对污水进料量、沉淀物处理量进行判断。另外,电磁流量计维护相对简单,在成本上也相对适宜,符合环保化学产业发展战略。
 
        在一些化学生产污水测量方面,常常会预见诸如液体沉淀等现象,导致测量电极被覆盖,影响计量精度。在实际应用过程中造成这类现象的原因主要为流量计其设计合理性有待商榷,测量管道与电极不在同一水平位置上,电磁流量计电极臂测量管道水平位置低,液体在流过测量管道时,容易发生沉淀问题,电极被覆盖,测量的准确性也就无法保证。将电磁流量计传感器的管径缩小,与输送介质管线直径不一致,目的是加快介质通过电磁流量计传感器的速度,降低介质在传感器处的沉淀,但是这样设计又遇到了一个难题,就是流速加快,流动产生的噪声增大,噪声增大对测量精度又有一定的影响,为了刚好的解决这个问题,他们又将电磁流量计传感器内衬改为橡胶衬,同时增加内衬的厚度,有效的降低了噪声,这样就很好的解决了电磁流量计测量不准确的问题。
 
4 结束语
        化学产业在生产过程中会产生大量的工业污水,需要经过一定的处理才能进行排放,并且度污水的排放量也必须有严格的控制。为了更好的控制化学产业污水排放量,实现环保化工生产,一般采用流量计对污水流量进行测量。文章提出了一种电磁流量计仪器,基于法拉第电磁感应定律,在一定技术支持下完成对污水流量的测量,为污水处理与管理提供有效的帮助。相信随着我国科技水平的进步,流量计会被不断的改进,使其向着智能化、标准化、数字化的方向发展,为我国环保事业做出更大的贡献。