造紙廠紙漿流量計

造紙廠紙漿流量計由電磁流量傳感器和轉換器兩部分組成。傳感器安裝在工業過程管道上，它的作用是將流進管道內的液體體積流量值線性地變換成感生電勢信號，并通過傳輸線將此信號送到轉換器。轉換器安裝在離傳感器不太遠的地方，它將傳感器送來的流量信號進行放大，并轉換成流量信號成正比的標準電信號輸出，以進行顯示，累積和調節控制。
      造紙廠紙漿流量計能測量的流體壓力與溫度是有一定限制的.選用時，使用壓力必須低于該流量計規定的工作壓力.目前，國內生產的電磁流量計的工作壓力規格為： 小于 50mm口徑，工作壓力為1.6MPa。

 造紙廠紙漿流量計有許多優點，但若選型、安裝、使用不當，將會引起誤差增大，示值不穩定，甚至表體損壞。
（1）管內液體未充滿由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，致使其測量管內液體未能充滿，故障現象因不充滿程度和流動狀況有不同表現。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，故障現象表現為誤差增加，即流量測量值與實際值不符；若流動是氣泡流或塞狀流，故障現象除測量值與實際值不符外，還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現輸出晃動；若水平管道分層流動中流通截面積氣相部分增大，即液體未滿管程度增大，也會出現輸出晃動，若液體未滿管情況較嚴重，以致液面在電極以下，則會出現輸出超滿度現象。
（2）液體中含有固相液體中含有粉狀、顆粒或纖維等固體，可能產生的故障有；①漿液噪聲；②電極表面玷污；③導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里；④襯里被磨損或被沉積物覆蓋，流通截面積縮小。
造紙廠紙漿流量計性能特點: 
　　◆測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系，因此測量精度高。
　　◆測量管道內無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內無可動部件，因此傳感器壽命極長。
　　◆由于感應電壓信號是在整個充滿磁場的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。
　　◆傳感器部分只有內襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。
　　◆LDE轉換器采用zui高科的單片機（MCU）和表面貼裝技術（SMT），性能可*，精度高，功耗低，零點穩定，參數設定方便。點擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時流量、流速、流量百分比等。
　　◆雙向測量系統，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產工藝和優質材料，確保產品的性能在長時候內保持穩定。
　　智能電磁流量計除可測量一般導電液體的流量外，還可測量液固兩相流，高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。

造紙廠紙漿流量計內襯材料的選擇

應根據被測介質的腐蝕性磨損性和溫度來選擇內襯材料

造紙廠紙漿流量計測量范圍的選擇

技術參數

造紙廠紙漿流量計的基本原理

(一)測量原理

根據法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中運動切割磁力線時，在導體的兩端即產生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應強度B，導體在磁場內的長度L及導體的運動速度u成正比，如果B， L，u三者互相垂直，則

e＝Blu                          (3－35)

與此相仿．在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速u流動時，導電流體就切割磁力線．如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖3—17)則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產生感生電動勢：

e＝BD                           (3－36)

式中，  為管道截面上的平均流速．由此可得管道的體積流量為：

qv＝πDUˉ   ＝                          （3－37）

由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關．這就是電磁流量計的測量原理．

需要說明的是，要使式（3—37）嚴格成立，必須使測量條件滿足下列假定：

①磁場是均勻分布的恒定磁場；

②被測流體的流速軸對稱分布；

③被測液體是非磁性的；

④被測液體的電導率均勻且各向同性。

圖3－17    電磁流量計原理簡圖

1－磁極；2－電極；3－管道

(二)勵磁方式

勵磁方式即產生磁場的方式．由前述可知，為使式(3—37)嚴格成立，*個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場．為此，就需要選擇一種合適的勵磁方式。目前，一般有三種勵碰方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁．現分別予以介紹．

1．直流勵磁

直流勵磁方式用直流電產生磁場或采用*磁鐵，它能產生一個恒定的均勻磁場．這種直流勵磁變送器的zui大優點是受交流電磁場干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現象的影響．但是，使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化，即電解質在電場中被電解，產生正負離子．在電場力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極．如圖3—18所示．這樣，將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響電磁流量計的正常工作．所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質液體，如液態金屬等．

圖3－18  直流勵磁方式

2．交流勵磁

目前，工業上使用的電磁流量計，大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式，即它的磁場是由正弦交變電流產生的，所以產生的磁場也是一個交變磁場．交變磁場變送器的主要優點是消除了電極表面的極化于擾．另外，由于磁場是交變的，所以輸出信號也是交變信號，放大和轉換低電平的交流信號要比直流信號容易得多．

如果交流磁場的磁感應強度為

B＝Bm sin  t                                    （3－38）

則電極上產生的感生電動勢為

e＝Bm D  sin  t                                  （3－39）

被測體積流量為

qv= D                                     （3－40）

式中  Bm――磁場磁感應強度的zui大值；

――勵磁電流的角頻率，  ＝2  f；

t――時間；

f――電源頻率．

由式(3－40)可知，當測量管內徑D不變，磁感應強度Bm為一定值時，兩電極上輸出的感生電動勢e與流量qv成正比．這就是交流磁場電磁流量變送器的基本工作原理．

值得注意的是，用交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題．例如正交干擾．同相干擾等，這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起．因此，如何正確區分流量信號與干擾信號，并如何有效地抑制和排除各種干擾信號，就成為交流勵磁電磁流量計研制的重要課題。

3．低頻方波勵磁

直流勵磁方式和交流勵滋方式各有優缺點，為了充分發揮它們的優點，盡量避免它們的缺點，70年代以來，人們開始采用低頻方波勵磁方式．它的勵磁電流波形其頻率通常為工頻的1／4－l／10．

方波勵磁電流波形

在半個周期內，磁場是恒穩的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁干擾影響很小．從整個時間過程看，方波信號又是一個交變的信號，所以它能克服直流勵滋易產生的極化現象．因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應用．概括一下，電磁流量計具有如下幾個優點：

①電磁流量計能避免交流磁場的正交電磁干擾；

②電磁流量計消除由分布電容引起的工頻干擾；

③電磁流量計抑制交流磁場在管壁和流體內部引起的電渦流；

④電磁流量計排除直流勵磁的極化現象．

造紙廠紙漿流量計選型

例：選用一臺就地顯示型電磁流量計測量污水，用戶管道為DN50，要求橡膠材料襯里，不銹鋼電極，4～20mA輸出，無通訊，上限流量為30m3/h。型號應為：KTLDE－50S－M1X100－30

造紙廠紙漿流量計安裝場所的選擇
　　為了使電磁流量計工作穩定可靠，在選擇安裝地點時應注意以下幾方面的要求：
1.盡量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設備(大電機、大變壓器等)，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。
2.應盡量安裝在干燥通風之處，避免日曬雨淋，環境溫度應在-20～＋60℃，相對濕度小于85%。
3.流量計周圍應有充裕的空間，便于安裝和維護。
安裝建議
　　電磁流量計的測量原理不依賴流量的特性，如果管路內有一定的湍流與漩渦產生在非測量區內（如：彎頭、切向限流或上游有半開的截止閥）則與測量無關。如果在測量區內有穩態的渦流則會影響測量的穩定性和測量的精度，這時則應采取一些措施以穩定流速分布：
　　a. 增加前后直管段的長度；
　　b. 采用一個流量穩定器；
　　c. 減少測量點的截面。
水平和垂直安裝
　　傳感器可以水平和垂直安裝，但是應該確保避免沉積物和氣泡對測量電極的影響，電極軸向保持水平為好。垂直安裝時，流體應自下而上流動。
 
傳感器不能安裝在管道的zui高位置，這個位置容易積聚氣泡。
 
確保滿管安裝
　　確保流量傳感器在測量時，管道中充滿被測流體，不能出現非滿管狀態。
　　如管道存在非滿管或是出口有放空狀態，傳感器應安裝在一根虹吸管上。
 
彎管、閥門和泵之間的安裝
　　為保證測量的穩定性，應在傳感器的前后設置直管段，其長度由下圖給出。如做不到則應采用穩流器或減小測量點的截面積。
 
傳感器不能安裝在泵的進水口
　　為避免負壓，傳感器不能安裝在泵的進水口，而應安裝在泵的出水口。
 
傳感器的進口直管段和出口直管段
　　比較理想的安裝地點應選擇測量點前后有足夠的直管段。進口直管段應≥5D，出口直管段≥3D(D為傳感器公稱口徑）。
　　插入式進口直管段應≥ 20 D ， 出口直管段≥7D(D為傳感器公稱口徑）。
 
管道出口為放空時的安裝
　　當出口為放空狀態時，傳感器不應安裝在管道放空之處，應安裝在較低處。
　　傳感器安裝在管道下方處時，應保證傳感器內被液體充滿，不能出現空管狀態。
 
串聯安裝和平行安裝
　　如果有幾個傳感器需要按順序串聯在同一管道上，每個傳感器之間的距離至少應為2個傳感器的長度。
　　如果兩個以上的傳感器彼此并行安裝，傳感器的距離必須大于1m。
 
傳感器的接地措施
　　傳感器產生的流量信號非常小，在滿量程時也只有幾個毫伏，所以傳感器接地應良好。電磁流量計的接地要求有兩個方面：
　　1.從電磁流量計的工作原理和流量感應信號電流的回路來分析,傳感器和轉換器的接地端必須與被測介質同電位。
　　2.接地。以大地為零電位，減少外界干擾。一般情況下,工藝管道都是金屬管，本身都是接地的,這點要求很容易滿足。但是在外界電磁場干擾較大的情況下,電磁流量計應另行設置接地裝置，接地線采用截面大于5mm2的多股銅線,傳感器的接地線絕不能接在電機或其它設備的公共地線上,以避免漏電流的影響。接地電阻應小于10Ω。
　　a.傳感器在金屬管道上安裝(金屬管道內壁沒有絕緣涂層)，按下圖接地。
b.傳感器在塑料管道上或在有絕緣襯里的管道上安裝,傳感器的兩端應安裝接地環、或接地法蘭、或帶有接地電極的短管,按下圖接地。
　　使管內流動的被測介質與大地短路,具有零電位，否則，電磁流量計無法正常工作。