电磁式流量计选型原则与方法

2009-09-22陳金義

电磁式流量计选型原则与方法          FROM：陈金义

电磁流量计的精度较其它常用流量计要高，因此正确选用规格，特别之重要，否则将适得其反，选型原则与方法请参考以下内容：
1、流体介质：
流体介质亦指液体内容含量，依据电磁流量计原理，导电率需达到测量要求，始能正确计量；一般会要求5μs/cm，一些好的品牌可以达到1μs/cm。因此，选用时必须确认介质需能符合导电率要求，有些纯净水因导电率不足，而无法量测，另外，不能测量气体、蒸气和含有较多气泡的液体。而介质的特性也会影响内衬及电极材质的选择。
2、口径和流速：
一般根据设置量测点的管线之常用流量和最大流量和最小流量来确定，其流速最好在正常测量范围之内，安装前需预先计算一下不同口径的流速是否适用？一般流速选择在0.5~5 m/s间。选用口径过大或过小，若未能符合测量范围，量测数据亦失准，另外口径越大价格越高、安装费用与技术较高。易黏附、屯积结垢的液体如泥浆，流速最好大一些，一般为3~4 m/s。矿浆等磨损性强的流体，常用流速选在2~3 m/s之间，以减少对电极及内衬的磨损。
3、内衬材质：
一般是根据介质的腐蚀特性、酸碱值、温度来决定内衬材质；一般的内衬选项可能不适合较高一点的温度，如聚胺酯橡胶，只能用于40度以下的水；而对于陶瓷内衬，可以在160度甚至180度的温度下运行。各类内衬材质参考数据如下：

4、电极和接地电极/环材质：
选择电极和接地电极是根据介质的腐蚀特性来选择的，原则上电极与接地电极的材质应该相同，一般会用SUS 316不锈钢材质，但需注意若需耐腐蚀性较高等级，应选择哈氏合金。其次要考虑是否会产生电极表面效应（表面化学反应、电化学反应和极化现象）。若选配不当，将产生钝化、氧化等化学作用，电极表面形成绝缘膜和极化现象，妨碍正常测量。依据各种不同介质，电极材质选择参考如下：

5、励磁方式

励磁技术是电磁式流量计测量性能的关键技术之一，常用的有交流励磁、低频方波励磁、双频方波励磁。

交流励磁的主要问题是易引起零点变动，测量精度较低。

低频方波励磁，采用频率为60Hz的1/4~1/10这范围，主要能抗干扰，零点稳定性和测量精度提高。但励磁频率降低，会使仪表响应速度变慢。在测量泥浆等含固体颗粒和纤维流体及低导电率流体时，会产生电噪声，使输出信号摆动不定。

双频方波励磁，是由低频和高频方波构成。不仅具有低频方波励磁的零点稳定性，又具有高频方波励磁对泥浆干扰和流体噪声较强的抑制能力。

6、法兰规格与压力：
选择适用的法兰规格，除了要考虑设计管线接口零件与安装问题，也需考虑选择合适的压力等级。电磁流量计一般都不会在高压下使用，一般有JIS 7.5K或10K的规格，另外还有不同的标准。但对于一些特殊的应用，如钢铁工厂或混凝土、纸浆厂，若有高压管线，可能需要耐压等级达到较高的等级，这可能需要与厂商询问确认是否可以达到要求。选择合适标准的法兰或对夹形式，对夹式适合于较小口径，如口径 200mm以内，成本低一些，对于压力高/口径大，选用法兰式安装较适宜。
7、电源供电：
选择适宜的供电方式，考虑现场外接电力的便利性，选用适用的电源。如果安装现场无电源或外接电源困难者，就需选用传讯器（转换器）可DC电源供电，应用上以外接太阳能板与DC12V蓄电池，但须考虑该电磁式流量计的功耗是否合宜。
8、输出信号：
基本上电磁流量计会有模拟输出信号，但具数字输出讯号就不一定有，要能数值传输正确，就应选择具有数字讯号（RS-485、Modbus）输出者。随着智能功能开发，一些智能型电磁流量计，其输出内容较多，有些选择项可能需要增加费用，要根据需要来选择。不过目前对现场显示一般都是需要的，并且许多厂家可以将现场显示内容做得非常丰富，虽然会增加一点费用，但会给操作与维护带来许多便利。
9、防爆与防护：
选择适合工厂现场安全要求和防爆及防护级别。一般会是这样的选择，即一体的为防爆或分体的转换器为防爆。另外在传感器选择上，自来水使用上会考虑长期装置于窨井内，故会要求传感器需有IP68防水等级。
10、其它选项：如传讯器中文字体显示、抗干扰、防雷击、反向流测量、小流量切除、空管报警、故障自我诊断、断电记录等。许多选项均与生产厂家的规格有关，需详洽各厂家。

另外选择电磁流量计时，可以将现场安装条件和操作条件提供给制造商，由有经验的工程师来为客户做选择，一般中间商或代理商所懂技术有限，追求的只是销售的利益，比较不会帮客户考虑太多，往往就现有产品规格销售，是否适合用户使用，这点并不会非常认真地考虑。而电磁式流量计最主要考虑计量准确性，厂家应能提供合法的流量测试报告（如具有全国认证基金会认可的TAF流量校正测试实验室），而产品厂商也应有完整的售后服务与保固，给予客户一个安心购买的保障。因此，选择电磁式流量计，选型上重要，选择好的厂商更是重要。