电磁流量计的测量通道是一段光滑的直管段,不会堵塞,非常适用于测量含有固体的固液两相流体,且电磁流量计在检测时不会带来压力等外力作用,所以节能效果好。电磁流量计采用法拉第电磁感应定律作为设计原理,测量的体积流量基本上不受流体的密度、温度、压力、粘度和电导率变化的明显影响,且其口径范围选择余地大,流量测量范围宽,也可用于测量具有腐蚀性的液体。
电磁流量计在测量液体时,两个电极与被测液体相接触,这样可以更准确地测量由于外加激励而产生的电荷偏移。流速为V的流体在外加磁场的情况下,切割磁力线,向两个电极方向移动,形成电势差E。[1]
计量困难的原因
浆液噪声影响
但是在接触过程中,被测液体中混合的大小质量不均的固体颗粒在流体运动中,随机的冲撞电极,使得输出信号出现频繁的跳动,这种现象叫做浆状流体噪声,即浆液噪声。[1]
也有文章指出,在测量水煤浆、泥浆等液、固两相混合导电性介质流量时,在固体颗粒或者纤维介质擦过电极表面时,电极表面的接触电化学电势突然变化,造成从传感器输出的电极检测信号出现尖脉冲干扰,金属颗粒的摩擦会产生更加严重的尖脉冲干扰,从而导致测量不稳定。[2]
脉动压力影响[2]
浆液一般采用“活塞泵”或“隔膜泵”,流量波动也造成流量计波动明显。
碳钢管线影响[2]
液浆的输送管线一般采用20号碳钢材质。在停止输送煤浆阶段时,管线内壁会氧化;因水煤浆对管线内壁的摩擦会脱落细小的碳钢颗粒,裹含在煤浆中。电磁流量计在工作时其传感器测量腔内产生的磁场会使金属颗粒磁化,促使煤浆内的金属颗粒吸附在测量电极附近,对电极形成极化电压,会降低电磁流量计的测量精度和进一步增大波动量。若采用不锈钢管线基本不存在此问题。
选用浆液电磁流量计[2]
浆液型电磁流量计是专用于测量纸浆、泥浆、矿浆和水煤浆等浆液介质的特种电磁流量计。浆液电磁流量计主要解决浆液噪声的问题。
浆液内部含有大量的纸浆或砂浆等大小不均的固体颗粒,浆液流动时,这些颗粒会冲撞到电磁流量计的测量电极上,使得测量电极产生一个突变信号,大量的突变信号扰乱了正常的测量信号,原本应该平滑的感应电势叠加上噪声,使得流量测量产生偏差。
浆液型电磁流量计采用高低频混频励磁技术和特有的浆液噪声抑制和去除技术,有效地提高了测量浆液的能力,稳定性好,响应快,可测量浓度高达70∽95%(固体含量)的浆液流量。
浆液测量的关键在于有效克服多种浆液噪声(至少超过五种不同特征的噪声)的影响,抑制和去除噪声,从复杂的噪声环境中恢复出真实的流量信号。
根据理论研究和对大量的实验数据的深刻分析,我们采用高低频混频励磁技术,在综合大量实验数据基础上建立了基础型浆液流量信号模型,并根据基础型浆液流量信号模型建立基于多重数字滤波、小波变换和动态逼近的信号处理方法,对多种浆液噪声进行综合处理和快速逼近,重构出适应性浆液流量信号模型,最终实现真实流量信号的再现。
主要技术参数
高低频混频励磁技术,励磁频率高达37∽75HZ
衬里材质:聚氨酯、氯丁橡胶、F46、PFA;
电极:含钼不锈钢、哈氏合金B、哈氏合金C、钛,不锈钢涂覆 碳化钨;
其他注意事项[2]
对管线内壁除锈。先不对电磁流量计送电,利用水煤浆对煤浆管线内壁除锈。避免因电磁流量计传感器内励磁形成的磁场使吸附在电极附近的铁锈不能被冲洗干净。
在正常运行阶段,突然发现流量波动有以下可能:
① 可能是泵引起的波动
煤浆泵的某一个隔膜工作腔出现异常,流量变化可能不大,但流场变化较大而引起的脉动加大。
此时应观察煤浆泵各隔膜工作腔体的监测压力表是否均衡。
② 可能是煤浆引起的波动
煤浆含金属颗粒量增多,造成流量计波动,及时停车拆检或冲洗。
③ 瞬间尖脉冲干扰
煤浆中的大颗粒金属或气泡摩擦,碰撞电极而产生的瞬间尖脉冲干扰,若频繁地出现,需检查煤浆质量。
④参数整定
电磁流量传感器在不能按照最佳的安装条件安装使用时,可以调整流量计的阻尼时间,以牺牲灵敏度为代价去弥补脉动流造成的波动,建议阻尼时间不要超过30 S,以5~15 S为最佳。特别是电磁流量计经长时间高压冲刷使用后,需用角向磨光机对衬里碳化硅防护膜进行整形,特别是对感应电极的碳化钨防护膜的整形。但是防护膜整形后一定要进行标定,才能再次投运该电磁流量计。
[1]高明,李斌.基于电磁流量计的浆液噪声研究[J].工业控制计算机,2017,30(11):152-153.
[2]薛凌飞,陈玉进,苏小龙,等.浆液型电磁流量计在煤化工水煤浆流量测量中的应用[J].工业仪表与自动化装置,2010,(06):88-89+94.