由于電磁流量計具有響應速度快 、信號傳送穩定、使用壽命長 、極易操作和監控等特點,因此在電解裝置中得到了廣泛地應用 。但是 ,由于電解裝置中存在的特殊問題, 在使用電磁流量計時, 還必須有針對性地解決一些具體問題 , 才能在電解裝置中用好電磁流量計 。

 

1　 電解裝置的特性和問題

　 　 電解原理簡單地說就是將正負電極插入電解液中而生產產品 。例如 ,電解食鹽水可生產氯氣 、氫氣和氫氧化鈉 。電解裝置一般要用 10kA 以上的大直流電流,在這種情況下,就會有以下問題發生 。

 

1.1　 對周邊磁場的影響

　 　 用10kA 以上強電流的電解槽會產生一個強磁場,該磁場會影響電磁流量計的電磁線路。

 

1.2　 漏電流(俗稱雜散電流)的影響

　 　 電磁流量計檢測的電壓只在幾毫伏以內 ,該電壓是由流體的流動感應產生的。由于工藝管道是塑料的或有塑料內襯的, 來自電解槽的漏電流就會影響電磁流量計。當漏電流通過電磁流量計電極和接地環時 ,就會產生一個大電流, 一旦漏電流值超過電磁流量計所允許的噪聲電平 ,就會造成放大器過載,引起測量誤差。

 

1.3　 接地電勢

　 　 電解槽有漏電流對地會產生一個電勢,并會影響電磁流量計。由于電解裝置的電勢不穩定 ,如果把電磁流量計接地, 就會發生過大的輸出波動 。

 

1.4　 非金屬管道的流體泄漏

　 　 因為流體有腐蝕性且要求與電解槽相連的管道具有非導電性, 所以裝置中采用非金屬材料管道。這類管道一般機械強度很差, 因此在緊固法蘭螺栓時容易造成管道破裂 。由于螺栓不能擰緊,從而使得液體從接地環連接處和內襯處泄漏。

 

2　 對策研究

　 　 由于電解裝置中存在的上述特性和問題 ,就要求所選用的電磁流量計必須有優越的性能 ,才能適合在電解裝置中使用 。而由于 ADMAG-AE 電磁流量計 ,采用雙頻率勵磁, 且有直流噪聲抑制電路等特點 ,經過實踐檢驗證明, 它能適合電解裝置的使用要求。

 

2.1　 使用直流噪聲抑制線路

　 　 通常電極與地之間的直流電勢只有幾毫伏, 但當有漏電流時就可能增加到幾伏, 且有直流噪聲 。直流噪聲抑制電路可以消除由阻容濾波而引起的直流噪聲。因此, 在有漏電流的裝置中應用 AD-MAG-AE 電磁流量計, 推薦使用帶有直流噪聲抑制電路的變送器, 以防止其他直流電流流入變送器 。在使用直流噪聲抑制電路時 ,應考慮以下兩點。

　 　 (1)空測功能不能工作:當增加阻容濾波時, 空測功能不能工作。

　 　 (2)測試條件的限制:流體的電導率必須大于200μS/cm ,檢測管徑必須在 15 ～ 200mm 范圍內 。

 

2.2　 正確接地

2.2.1　 接地法研究

　 　 如果接地采用檢測器旁路方式(見圖 1), 電解槽的漏電流將通過 A—C 和 B—C 。如果不同的電流流過A 和 B 電極 ,那么 A 和 B 電極之間的平衡就會不同 ,其結果將會飽和放大器 。如果接地采用接地環方式 ,且避開檢測器直接接地 ,漏電流對電極A 和 B 的影響將減至最小, 且有一個穩定的 C電勢 ,其結果將會在液體中減少輸出波動, 且建立一個參考電勢 。

2.2.2　 正確選擇接地點

　 　 根據裝置的自身現狀,選擇合適的接地點是很重要的。

　 　 (1)當已知漏電流的方向時 , 接地點選擇如圖2所示。在圖 2 中僅對轉換器接地, 并確認與直流噪聲抑制電路相連時,輸出是正常的。

　 　 (2)當不知漏電流方向時, 接地點選擇如圖 3所示 。在圖3 中也同樣僅對轉換器接地, 并確認與直流噪聲抑制電路相連時,輸出是正常的。

　 　 (3)接地環和短管的作用是 ,在流體到達電磁流量計之前消除漏電流 。有時使用幾個接地環來加強效果 。由于要與液體大面積接觸, 使用短管的效果較好,但它較容易造成電腐蝕, 因此相對于使用接地環而言, 使用短管需要經常進行維護、檢修 。

 

2.3　 解決管節處的泄漏

　 　 電解裝置中所用的非金屬管和不能擰緊的螺栓處最易發生流體的泄漏 。一般檢測器與管道之間的密封圈使用中性抗酸堿的密封件, 密封件使用與管道相同的材料。ADMAG-AE 系列電磁流量計檢測器上所帶的 O 型圈(材料 Byton 和硅膠)是防泄漏的, 如圖 4 所示 。

 

2.4　 周邊磁場的影響

　 　 ADMAG-AE 系列電磁流量計耐周邊磁場的影響可保證在 5(10 3 /4π)A/m 左右 , 而實際可達 20(10 3 /4π)A/m , 如再高于此數值的強磁場, 則須增加其他防護措施

 

3　 綜合應用測試實例

　 　 下面為食鹽水電解裝置的現場數據 ,該裝置有如下問題 。 ①周邊磁場的影響 ;②泄漏電流的影響;③泄漏磁場的影響;④非金屬管道的液體泄漏 。應用ADMAG 檢測器并綜合第 2 節所述方法, 得到以下測試數據。

 

3.1　 工藝流程

 

　 　 ADMAG 檢測器應用的工藝流程如圖 5所示。

　 　 其測試條件如下 。

　 　 被測流體:鹽水 ;

　 　 條件 :電導率最小 200μS/cm;管徑 50mm ;

　 　 規格 :檢測器LDG205DG ;

　 　 變送器AE14(直流噪聲濾波);

　 　 流量量程 0～ 15m 3 /h(流速 2.12m/s)。

 

3.2　 測試結果

　 　 各種測試條件下 ADMAG 的測試結果如下表及圖 6～ 9 所示 。

3.3　 結果分析

　 　 結果 1:雖然有接地環和不接地的檢測器 , 但由于沒有直流噪聲抑制電路 ,因而輸出波動很大 。

　 　 結果 2:即便有直流噪聲抑制線路和接地檢測器, 但由于無接地環 , 因而輸出波動和電極電位仍很大 。

　 　 結果 3:雖然有直流噪聲抑制線路 , 但由于檢測器接地 ,因而輸出波動和電極電勢很大。

　 　 結果 4:直流噪聲抑制電路和檢測器不接地 ,接地環分流了漏電流,因而輸出波動遠小于其他結果。

 

　 　 盡管裝置有強磁場和直流噪聲,帶有輔助條件的結果 4, 證明了這些輔助條件的效果。這些輔助條件包括直流噪聲抑制電路、檢測器非接地 , 從接地環分流漏電流 。

 

4　 結束語

　 　 以上我們就 SC-LDG電磁流量計的特點及其在電解裝置中的使用情況進行了闡述 。好的儀表尚需有正確的使用方法,只有熟知儀表的特點和工藝特性 ,才能達到良好的檢測效果。