浅谈电磁流量计及搅拌器叶片对流量测量的影响

浅谈电磁流量计及搅拌器叶片对流量测量的影响

发表时间：2019-06-19T14:49:09.057Z 来源：《科技新时代》2019年4期作者：曲岩

[导读] 电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。

哈药集团制药总厂黑龙江哈尔滨（150086）

摘要：随着科学技术的发展，电磁流量计在测量液体；特别是污水、泥浆等成份比较复杂的流体上有着独特的优势，因此被广泛应用在化工、电力、医药等行业。应用的前提是被测液体必须是导体，它具有可靠性高、应有范围广、无压损、精度高等优点。

关键词：电磁流量计搅拌器叶片脉动

一、电磁流量计原理

电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，管道内的励磁线圈产生磁场，被测介质流过管道做切割磁力线，在两个检测电极上产生感应电势，其大小正比于流体的运动速度。测量管道通过不导电的内衬(橡胶，特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。其电压信号转转换器处理后，再经微处理器处理后，输出与流量成线性关系的信号，供后位仪表供记录、调节和控制使用，也可与上位机通讯(RS485)

二、电磁流量计测量精度

不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高，一般为1%。

三、电磁流量计的特点

没有可动部件和凸出于流体中的零件,具有很高的可靠性，用来测各种酸、碱、盐溶液，矿浆、糖浆、污水、啤酒、麦汁、等导电流体的流量等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。另外由于其密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。

四、电磁流量计的优点

测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失;测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀和耐磨损。

五、搅拌叶片对流量测量的影响

电磁流量计示值以固定的频率上、下跳动，我厂一段工艺流程如下图所示：

母液经电磁流量计从前一设备送向母液罐，仪表投运后，流量示值以固定频率上、下跳动。DCS显示屏上显示的瞬时流量历史曲线成一根很宽的带子，现场检查前后直管段长度及接地等安装条件均符合要求，尚未查出原因。

一次偶然的机会，母液罐内的搅拌器停止运转，发现流量示值自己恢复稳定，向操作者调查工艺操作上有何变化，才知母液罐内的搅拌器停止转动，进一步调查发现，此搅拌器是侧壁安装，而且其位置距安装流量计的进料管口仅一米左右，很明显搅拌器桨叶以固定周期翻起波浪，使得进料口处的阻力周期变化管内流速脉动。电磁流量计出口端到容器壁的距离L太近，大约1.5米，使流量计出口流速不稳，流量计示值产生有规则的摇摆。然后将电磁流量计从A位置改到B位置，远离原安装位置10米，流量计示值稳定。

六、示值脉动的危害

如上述流量脉动对仪表积算总量影响不大，因为搅拌器桨叶引起脉动频率较低，其数值远远低于所选电磁流量计的激励频率，所以尽管流量示值大幅度周期摆动，但其准确度并无明显变化，其影响仅仅是示值难以读数和DCS中趋势取现无法制作。

七、脉动幅度过大时如何处理

脉动流的平均值如果离标尺上限不远，则脉动峰值很容易超过上限而进入饱和区，导致仪表示值偏低，这时就须启用电磁流量计的脉动流测量功能。具有脉动流测量能力的电磁流量计，当它选用较高的激励频率时，能对脉动流做出快速响应，因此能对脉动流量进行测量，常用来测量往复泵。隔膜泵等的出口流量。

能用于脉动流测量的电磁流量计，通常在下列3个方面须作特殊设计，并在投运时作适当的调试，即激励频率可调，流量计的模拟信号处理部分应防止脉动峰值到来时进入饱和状态，为了读出流量平均值，应对现实部分做平滑处理。

1、激励频率的决定

以IFM型电磁流量计为例，该仪表的技术资料提出，当脉动频率低于1.33时，可以采用稳定流时的激励频率；当脉动频率为1.33------3.33时激励频率应取25Hz,显然，激励频率要求虽然不很严格，但是必须与脉动频率相适应，太高和太低都是不利的。

2、流量信号输入通道饱和问题

脉动流的脉动幅值有时高的出奇，如果峰值出现时仪表的流量信号输入通道进入饱和状态，就如同峰值被消除，必将导致仪表示值偏低。

IFM型电磁流量计流量信号输入通道的设计分两档，其中测量稳定流时，A/D转换器只允许输入满量程信号的150%，而测量脉动流流量时，允许输入满量程信号的1000%。因此，在测量脉动流流量时，编写菜单应指定流动类型为“PULSATING(脉动流)而不是”STEADY”（定常流）。

3、时间常数的选择

由于电磁流量计的测量部分能快速响应脉动流流量的变化，忠实地反映实际流量，但是显示部分如果也如实地显示流量值，势必导致显示值上、下大幅度跳动，难以读数，所以显示应取一段时间内的平均值，其实现方法通常是串入一阶惯性环节，选定合适的时间常数后，仪表就能稳定显示。但若时间常数选的太大，则在平均流量变化时，显示部分应迟钝，为观察者带来错觉。IFM仪表资料提出了计算时间常数t(s)的经验公式：t(s)=1000/N

N-----每分钟脉动次数

参考文献

宋文伟、纪纲流动脉动对流量测量影响的几个实例---石油化工自动化 2003（6）