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醋酸钠流量计
在流量测量仪表中,电磁流量计结构牢固可靠,不受流体介质的物性参数变化影响,特别适用于带有悬浮物、固体颗粒等液体,被广泛应用于液体测量中。
一、醋酸钠流量计工作原理
醋酸钠流量计是根据法拉第电磁感应定律来测量管道内流体流量的测量装置。电磁流量计通过励磁系统产生电磁场,当可导电流体在管道中流动时,导体在磁场中切割磁力线产生电动势。电动势大小与流体的流速成正比,并通过电极将电压信号引至电路中的转换器,通过转换器转换成标准信号,从而测得流量。
二、醋酸钠流量计结构组成和材质选择
结构组成
醋酸钠流量计由传感器、转换器和流量显示仪三部分组成。其中传感器又分为测量管、励磁系统、电极和壳体几个部分。
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材质选择
电磁流量计材质的选择主要是对直接和流体介质接触的电极和衬里材质的选择,它直接影响到流量计的精度和使用寿命。醋酸钠流量计工作的基本条件之一是,测量管内壁除电极外,其余地方垂直于介质运动方向的电流应为零。为满足这一条件,通常将导电的金属测量管内壁和法兰端面衬以绝缘衬里,以防止感应信号电压被金属管短路。由此可见根据不同介质选择不同材质的电极和绝缘衬里尤为重要。
电极材质的选择
电极材料 | 耐蚀及耐磨性能 |
不锈钢0Crl8Nil2M02Ti | 用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质,适用于石油、化工、钢铁等工业部门及市政、环保等领域。 |
哈氏合金B | 对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、有机酸等非氯化性酸、碱,非氧化性盐液的腐蚀。 |
哈氏合金C | 能耐非氧化性酸,如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性盐类或含其他氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀 |
钛 | 能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂时,则腐蚀大为降低。 |
钽 | 具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。除了发烟硫酸、碱外,几乎能耐——切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁;耐蚀。 |
铂/钛合金 | 几乎能耐—切化学介质,但不适用于王水和铵盐。 |
不锈钢涂覆碳化钨 | 用于无腐蚀性,强磨损性的介质。 |
表(1)
衬里材质的选择
衬里材料 | 主要性能 | 工作温度℃ | 适用范围 |
聚四氟乙烯(F-4) | 是化学性能Z稳定的一种塑料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和各种有机溶剂。不耐三氟化氯、高温三氟化氯、高流速液氟、液氧、自氧的腐蚀。耐磨性和粘接性差。 | -195~250 | 浓酸、碱、盐之类强腐蚀性介质。高温或低温介质的场合 |
聚三氟乙烯(F-3) | 化学稳定性仅次于聚四氟乙烯,能耐各种强酸、强碱、强氧化剂,但高温下受碱金属腐蚀。涂层粘着力差,耐磨性差 | -195~190 | 酸、碱、盐之类强腐蚀性介质 |
乙烯与四氟氯乙烯共聚物(FS-40) 乙烯与三氟氯乙烯共聚物(FS-30) | 具有良好的绝缘性能,可耐各种无机酸(王水除外)、碱和盐的腐蚀。具有良好的耐辐射(1X108R)性能 | ≤200 | 含有放射性物质的酸、碱、盐之类强腐蚀性介质 |
耐酸搪瓷 | 除外,能耐一般的酸类和溶剂,不耐100℃浓碱液和大于180℃的热磷酸。抗冲击性能差。 | -30~270 | 酸等强腐蚀性介质 |
聚苯硫醚(PPS) | 耐盐酸、硫酸、草酸、烧碱、纯碱等一般性酸、碱;不耐卤素和氧化性介质的腐蚀。与金属的粘接性较好。 | <250 | 一般酸、碱、盐溶液 |
耐酸橡胶(硬橡胶) | 可耐60℃一下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及小于50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾。忌强氧化剂。衬里的强度较好。 | -25~70 | 一般酸、碱、盐溶液 |
耐酸橡胶(软橡胶) | 耐腐蚀性能比耐酸橡胶差。材料富有弹性,耐液固两相介质(矿砂、泥浆等)的磨损 | -25~70 | 污水、泥浆、砂浆、矿浆等介质 |
氯丁橡胶 | 有极好的弹性,高度的扯断力,耐磨,耐冲击性能好。耐酸、碱、盐等一般介质的腐蚀,不耐氧化性介质的腐蚀 | <100 | 污水、泥浆、矿浆等介质 |
聚氨基甲酸乙酯(聚氨酯橡胶) | 有极好的耐磨性能(相当于天然气橡胶的十倍)。耐酸、碱性能比较差一些。 | <70 | 水、污水、泥浆、矿浆及水力输送管道的液固两相介质 |
表(2)
三、醋酸钠流量计量程范围的确定
一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,Z低流速应不小于0.5m/s,Z高应不大于 10m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
电磁流量计的量程Q应大于预计的Z大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。
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四、醋酸钠流量计的优缺点
1 优点
(1) 电磁流量计传感器结构牢固可靠,无可动部件,亦没有阻碍流体流动的节流件,不会堵塞,因此特别适用于带有悬浮物、固体颗粒、纤维等的泥浆、纸浆、矿浆、污水等的测量。
(2) 传感器便于清洗、消毒,在食品、生物制药等工业中用于玉米浆、果酱、糖浆、药浆或血液等特殊介质的测量。
(3) 电磁流量计不受流体组分及密度、粘度、压力、温度、导电率变化等的影响。
(4) 测量范围度大(20:1~40:1),且可任意改变量程。满刻度流速一般在0.5~10m/S内选定。
(5) 电磁流量计无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,而且线性好,因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。
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2 缺点
(1) 电磁流量计使用温度和压力不能太高,具体使用温度与管道衬里的裁量发生膨胀、变形、变质的温度有关,一般不超过120℃;Z高使用压力取决于管道强度、电极部分的密封情况以及法兰规格等,一般使用压力不超过1.6MPa。
(2) 应用范围有限。电磁流量计不能用来测量气体、蒸汽和石油制品等非导电流体的流量。
(3) 当速度过低时,要把与干扰信号相同数量级的感应电动势进行放大和测量是比较困难的,而且仪表也容易产生零点漂移,因此电磁流量计的满量程的流速一般不低于0.5m/s。
(4)流速与速度分布不均匀时,将产生较大的测量误差,因此,在电磁流量计前必须有一个适当长度的直管段,以消除各种局部阻力对流速分布对称性的影响。
五、醋酸钠流量计的安装及注意问题
(1)醋酸钠流量计的传感器和转换器是成套包装,配套使用,不可随意更换。
(2)醋酸钠流量计的使用条件是流经测量管道内的液体必须处在充满状况,否则会影响测量精度。传感器安装位置应优选在垂直管道上,且垂直管道内液体必须是自下而上流动。
(3)醋酸钠流量计不可安装在工艺管道Z高水平管段上,管段Z高处易集聚气体。
(4)醋酸钠流量计在水平或倾斜工艺管道上安装,上游侧直管段一般不小于5D,下游直管段一般不小于2D。D为管道管道内径。
(5) 若醋酸钠流量计测量管内有防腐衬里,不可在负压状态下工作或泵吸入口管道上安装。
(6) 醋酸钠流量计安装位置应远离强磁场,安装位置附近应无动力设备或磁力启动器等。
(7)醋酸钠流量计在水平或倾斜工艺管道上安装时,其两只检测电极抗应处于水平位置,不应处于工艺管道的正上方或正下方位置。
(8)醋酸钠流量计必须有良好的接地,以减少干扰信号引入。
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