污水流量專用計量表的測量電極的組成方式有幾種類型
點擊次數(shù)：2906 發(fā)布時間：2020-12-24 06:20:01
電能是國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要保證，火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式。水煤漿作為一種新型清潔燃料，在火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)中作為代油燃料得到了廣泛應(yīng)用。為了保證火電廠鍋爐設(shè)備和發(fā)電廠運行的經(jīng)濟性與安全性，需要對水煤漿流量、送風(fēng)流量等參數(shù)進行準(zhǔn)確測量。如果儀表監(jiān)測結(jié)果波動過大，就可能造成氣化爐頻繁跳車，甚至出現(xiàn)生產(chǎn)事故?！?br />
在工業(yè)現(xiàn)場，一般采用漿液型污水流量專用計量表測量水煤漿的體積流量。這是因為和其他流量儀表相比，污水流量專用計量表傳感器沒有活動部件或阻流部件，不容易導(dǎo)致管道堵塞，適宜于測量水煤漿、紙漿、泥漿、礦漿等固液兩相流。由于測量精度高、使用壽命長等優(yōu)點，污水流量專用計量表被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外電力、能源和化工企業(yè)，如廣東茂名熱電廠、大慶油田、山東泉林紙業(yè)、安徽海螺水泥、攀枝花鋼廠、印尼雅加達的火電廠等。
污水流量專用計量表的測量管中與測量介質(zhì)真接接觸的主要依靠電極進行，污水流量專用計量表的測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律的。當(dāng)具有一定導(dǎo)電率的介質(zhì)流經(jīng)測量管時，會切割磁力線產(chǎn)生一定的電動勢，電動勢由電極檢出并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將這個電動勢處理后，就可以顯示出介質(zhì)的流量大小了。電極所起作用就是檢測出電動勢的大小。電動勢的大小與磁通量強度成正比，測量管內(nèi)徑與平均流速成正比，介質(zhì)的體積流量與感應(yīng)電動勢和測量管內(nèi)徑成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強度成反比，與其他物理參數(shù)無關(guān)。電極與被測介質(zhì)直接接觸，所以電極材質(zhì)的選擇是非常重要的，常用的電極材料有316L不銹鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑等，可根據(jù)介質(zhì)的特性來選擇電極的材質(zhì)。
基本類型
根據(jù)電磁流量傳感器接觸流體介質(zhì)的面積大小，基本可以將其分為三類:多對電極污水流量專用計量表、單對電極污水流量專用計量表、(大面積電極)電容式污水流量專用計量表。
多對電極污水流量專用計量表
(1)多對電極污水流量專用計量表是針對非軸對稱流型流體測量需要提出的解決方案。由于流速在管道截面上的非軸對稱特點，采用傳統(tǒng)單對電極污水流量專用計量表會產(chǎn)生較大測量誤差。通過多對電極、多對線圈的方式，多對電極污水流量專用計量表可以從多角度多位置得到感應(yīng)電動勢測量、進行流場速度分布的求解，在非軸對稱流量和非滿管流量測量中也得到廣泛應(yīng)用。
單對電極污水流量專用計量表
(2)單對電極污水流量專用計量表形狀簡單、加工容易，適宜于水流量和固液兩相流量測量，不適宜于測量強腐蝕性或是低電導(dǎo)率的介質(zhì)，實際應(yīng)用范圍*廣。但當(dāng)被測流體中含有較強附著特性的固體介質(zhì)時，容易導(dǎo)致電極表面被覆蓋而輸出信號不穩(wěn)定。在測量固體兩相流時，流體中的固體纖維或顆粒隨機擦過電極將導(dǎo)致電極極化電壓發(fā)生突變，產(chǎn)生低頻1/f特性的隨機漿液噪聲疊加在感應(yīng)電動勢上，導(dǎo)致儀表輸出信號產(chǎn)生劇烈波動、誤差較大。如何克服漿液噪聲是它固液兩相流測量的主要問題，目前主要通過提高勵磁頻率和采用特殊信號處理方法進行解決。
(大面積電極)電容式污水流量專用計量表
(3)電容式污水流量專用計量表通過電容禍合方式獲取感應(yīng)電動勢。由于其電極和被測介質(zhì)不產(chǎn)生接觸，因此在測量中不存在傳統(tǒng)污水流量專用計量表電極表面產(chǎn)的漿液干擾、介質(zhì)附著、腐蝕等問題，適宜于固液兩相流量的測量。電容式污水流量專用計量表具有測量低電導(dǎo)率介質(zhì)的能力，如日本橫河電機生產(chǎn)的ADMAG CA型電容式污水流量專用計量表可以測量電導(dǎo)率低至0.01的介質(zhì)。電容式電磁流量的主要問題在于，它的傳感器和轉(zhuǎn)換器內(nèi)阻較高，容易受內(nèi)外部各種干擾影響，因此對于系統(tǒng)的抗干擾能力提出了較高的要求，對環(huán)境干擾的要求也更為嚴(yán)格。另一方面，電容式污水流量專用計量表的造價也普遍高于傳統(tǒng)污水流量專用計量表，因此在水煤漿、紙漿這類固液兩相流測量中，傳統(tǒng)單對電極污水流量專用計量表仍然有著廣泛的應(yīng)用市場。
污水流量專用計量表的測量管中與測量介質(zhì)真接接觸的主要依靠電極進行，污水流量專用計量表的測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律的。當(dāng)具有一定導(dǎo)電率的介質(zhì)流經(jīng)測量管時，會切割磁力線產(chǎn)生一定的電動勢，電動勢由電極檢出并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將這個電動勢處理后，就可以顯示出介質(zhì)的流量大小了。電極所起作用就是檢測出電動勢的大小。電動勢的大小與磁通量強度成正比，測量管內(nèi)徑與平均流速成正比，介質(zhì)的體積流量與感應(yīng)電動勢和測量管內(nèi)徑成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強度成反比，與其他物理參數(shù)無關(guān)。電極與被測介質(zhì)直接接觸，所以電極材質(zhì)的選擇是非常重要的，常用的電極材料有316L不銹鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑等，可根據(jù)介質(zhì)的特性來選擇電極的材質(zhì)。
基本類型
根據(jù)電磁流量傳感器接觸流體介質(zhì)的面積大小，基本可以將其分為三類:多對電極污水流量專用計量表、單對電極污水流量專用計量表、(大面積電極)電容式污水流量專用計量表。
多對電極污水流量專用計量表
(1)多對電極污水流量專用計量表是針對非軸對稱流型流體測量需要提出的解決方案。由于流速在管道截面上的非軸對稱特點，采用傳統(tǒng)單對電極污水流量專用計量表會產(chǎn)生較大測量誤差。通過多對電極、多對線圈的方式，多對電極污水流量專用計量表可以從多角度多位置得到感應(yīng)電動勢測量、進行流場速度分布的求解，在非軸對稱流量和非滿管流量測量中也得到廣泛應(yīng)用。
單對電極污水流量專用計量表
(2)單對電極污水流量專用計量表形狀簡單、加工容易，適宜于水流量和固液兩相流量測量，不適宜于測量強腐蝕性或是低電導(dǎo)率的介質(zhì)，實際應(yīng)用范圍*廣。但當(dāng)被測流體中含有較強附著特性的固體介質(zhì)時，容易導(dǎo)致電極表面被覆蓋而輸出信號不穩(wěn)定。在測量固體兩相流時，流體中的固體纖維或顆粒隨機擦過電極將導(dǎo)致電極極化電壓發(fā)生突變，產(chǎn)生低頻1/f特性的隨機漿液噪聲疊加在感應(yīng)電動勢上，導(dǎo)致儀表輸出信號產(chǎn)生劇烈波動、誤差較大。如何克服漿液噪聲是它固液兩相流測量的主要問題，目前主要通過提高勵磁頻率和采用特殊信號處理方法進行解決。
(大面積電極)電容式污水流量專用計量表
(3)電容式污水流量專用計量表通過電容禍合方式獲取感應(yīng)電動勢。由于其電極和被測介質(zhì)不產(chǎn)生接觸，因此在測量中不存在傳統(tǒng)污水流量專用計量表電極表面產(chǎn)的漿液干擾、介質(zhì)附著、腐蝕等問題，適宜于固液兩相流量的測量。電容式污水流量專用計量表具有測量低電導(dǎo)率介質(zhì)的能力，如日本橫河電機生產(chǎn)的ADMAG CA型電容式污水流量專用計量表可以測量電導(dǎo)率低至0.01的介質(zhì)。電容式電磁流量的主要問題在于，它的傳感器和轉(zhuǎn)換器內(nèi)阻較高，容易受內(nèi)外部各種干擾影響，因此對于系統(tǒng)的抗干擾能力提出了較高的要求，對環(huán)境干擾的要求也更為嚴(yán)格。另一方面，電容式污水流量專用計量表的造價也普遍高于傳統(tǒng)污水流量專用計量表，因此在水煤漿、紙漿這類固液兩相流測量中，傳統(tǒng)單對電極污水流量專用計量表仍然有著廣泛的應(yīng)用市場。