流量检测仪很少在实验室条件下使用,相反,它们在恶劣的流程工业生产环境中发挥着自己的作用。保证在生产环境中成功地完成流量检测任务的规则非常简单:具体使用情况决定什么样的流量检测仪是最佳选择。本文就常见的5类流体介质的流量检测给出了一些提示和建议。
脉动
几乎在所有的流体介质流动中都存在着由输送泵带来的脉动输出。有着很高转速的泵系统以及多级泵都能够保证几乎是无脉动的连续性介质输送。这些泵中也包括了离心泵、单螺杆泵和偏心螺杆泵。反之,单级的低速输送泵则有着强烈的脉动输出现象。这种泵的典型代表就是柱塞泵、膜片泵、电磁泵和软管泵。在脉动式流体介质输送中最常出现的问题是:
很高的峰值流量:脉动输出的输送泵产生的最大峰值流量是额定流量的3倍。
过大的输出功率:导致过高的流量检测仪和电力需求的投资总额。
当出现脉动时,流量检测仪的检测周期应当缩短。其中就包括科里奥利质量流量检测仪和电磁感应式流量检测仪。Endress+Hauser公司研发生产的Promass和Promag系列的流量检测仪都能够利用专门的控制软件来弥补脉动输出带来的影响。有着较长检测周期的流量检测仪,例如超声波流量检测仪、涡流式流量检测仪、热差式或者差压式流量检测仪等则不适合在脉动输出的工况下使用。
工作在灌装设备上的Promass 83F流量检测仪
震动
流程设备中的震动分为:由输送泵引起的连续性震动和由不利生产环境带来的间断性震动,例如阀门的快速切变引起的间断性震动。强烈的震动可以带来检测信号的抖动,严重时可导致检测中断。
现代化的流量检测仪一般可以抵抗最大频率为IEC 68-2-6标准规定的1~2g/50Hz的震动。Endress+Hauser公司的Promass流量检测仪有着非常坚固的抗震性能,其检测管的震动频率高达730Hz,远远高于常见流程设备的共振频率。检测仪中特殊的流量检测传感器结构设计也保证了抵抗外部震动和管道震动。
针对一般情况,下列是设计中对抗震动的有效措施:
牢固地夹持住管道以便衰减管道的震动;
使用分体式电子元器件的检测仪(隔离震动)。
Proline流量检测仪采用了特殊的“HE结构”,模制的零部件对电气元器件的抗震性能有着很好的帮助作用。
气蚀
由于很高的流速使得液体静压力低于临界值时就会产生气蚀。很高的流速和气蚀一般都出现在管道的缩径处(例如部分开启的阀门处)。气蚀是通过杂音和空气气泡对流量检测仪产生不利影响的。但气蚀也会给阀门、输送泵和其他管道零部件带来损害。有效避免气蚀的措施是避免过高的工作压力或者降低液体介质的流动速度,避免管道内部污垢的沉积。
粘稠或含有固体物质的液体介质
最适合对粘稠的和含有固体物质液体介质进行流量检测的流量检测仪是科里奥利质量流量检测仪和电磁感应式流量检测仪。在选用这两种类型的检测仪时最简单的经验就是,只要是可以泵送的介质就是可以检测的介质。但在具体安装时却有许多重要的细节需要注意,当液体介质中含有磨蚀性的固体成分时,科里奥利质量流量检测仪的检测传感器最好安装在直管内。对于磁感应式流量检测仪,则正确选择外部涂层材料,注意电极的形状和材料都是非常重要的细节。Endress+Hauser公司开发的Promag 55型流量检测仪就是一种适合于在含有固体介质中使用的流量检测仪。
沉积物
沉积物对流量检测仪的检测精度有着重要的影响。在电磁感应式的流量检测仪中不同种类的沉积物对流量检测的结果有着不同的影响。但当沉积物具有导电性时,例如磁铁矿类型的或者矿浆类的沉积物,它们会引起感应电压短路,导致检测失败。不导电的沉积物,例如糖、碱、颜料、石膏或者脂肪等,它们会在检测电极上形成一层绝缘层,同样也会导致流量检测仪失效。
在科里奥利质量流量检测仪中,这些沉积物都会带有检测管震动,因为在实践中这些沉积物的沉积是不均匀的。这些都可以导致震动频率的变化,在密度检测中可能会导致错误的检测值。在卡管式超声波流量检测仪中,开始时均匀的、薄薄的一层沉积物不会对检测结果带来影响。但沉积物的积累使得管道直径发生了变化,从而导致系统性的检测误差。当大量的、不均匀的沉积物出现后,超声波传感器发出的超声波在沉积物与介质之间的临界处会产生未定义的折射角,这也足以导致检测仪失效、检测失败。
有效克服沉积物影响的措施是:
提高液体介质的流动速度;
使用表面非常光洁的管道材料(例如:磁感应式流量检测仪使用PTFE或者PFA材料的管道);
恒定的流程工艺温度,尤其是输送含有磁铁矿性固体物质的液体介质时。
Endress+Hauser公司研发生产的,适合于在其Promag系列流量检测仪中使用的ECC电极自动清理系统有着很好的抵抗导电性沉积物的作用。
听起来是老生常谈,但最简单、最有效地抵抗沉积物的武器就是利用清管器或者刷子对管道进行清理。
可靠地选定检测仪安装位置和安装位置的验证
在安装状态下对流量检测仪进行验证
Fiedcheck是一种多用途的,适合于在5种不同流量检测原理的检测仪器中使用的检验和模拟工具。Endress+Hauser公司研发生产的科里奥利式(Promass)、电磁感应式(Promag)、超声波式(Prosonic Flow)、涡流式(Prowirl)以及温差式(t-mass)质量流量计等都能够利用这一检验和模拟工具快速、可靠地完成计量检定检验。Fiedcheck能够完成检测仪所有电子元器件的检测验证。例如完成错误的电气连接、短路、励磁线圈和信号线圈的断路以及感温传感器的检测。它甚至还可以发现检测管上出现的点蚀和裂纹,其检测结果可以长时间的供用户进行比较。
流量检测点的正确设置
Endress+Hauser公司研发生产的Applicator是一款选择最佳检测仪、确定检测仪最佳安装位置的应用软件。利用这一软件,用户只需一步步地输入自己的使用要求,输入需要检测的介质类型,如工作压力、温度和流量等流程工艺参数,希望的流量检测原理等就可以得到最合适的检测仪类型和最佳的管道直径数据了。同时,它还帮助用户计算出压力损失、检测精度,根据材料的负载曲线能够选择合适的接口。其内部集成的注意事项和提示信息可使用户轻松选择出最合适的流量检测仪,并避免在检测仪选择时出现错误。
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