電磁流量計有一體型和分體型兩種組合形式,輸出級皆采取電隔離,可方便地與后位儀表配套,實現對流量的記錄、 控制和調節等功能。目前已廣泛地被應用于工業過程中各種導電液體的流量測量,如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質;各種漿 液流量測量,形成了獨特的應用領域。本文分析了該制藥公司電磁流量計選型、維護和使用情況,以電磁流量計在流量計量 和控制過程中的應用。
電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測 量導電液體體積流量的儀表,它廣泛應用于各種導電液體的 體積流量測量,例如各種酸、堿、鹽、化工溶液。雖說它在 可靠性和穩定性方面都比其他種類的流量計要好許多,但在 實際使用過程中,還是會發生一些問題。該公司在污水排放 流量計量、硫酸大觀霉素和硫酸阿米卡星樹脂提取、清洗崗 位上柱液計量以及硫酸阿米卡星炭脫過程稀硫酸量的計量 控制中使用了非常多的電磁流量計。
1.電磁流量計的工作原理及組成
電磁流量計的工作原理為法拉第電磁感應定律。導電液 體在磁場中流動切割磁力線,產生感應電勢。表達式:E=KBLv, 式中,B為磁感應強度;L為測量電極之間的距離;v為被測 流體在磁場中運動的平均速度;K為比例常數。電磁流量計 主要由流量傳感器和信號轉換器兩部分組成。傳感器把流過 的被測液體的流量轉換為相應的感應電勢。信號轉換器的作 用是把電磁流量傳感器輸出的和流量成比例的毫伏級電壓 信號放大并轉換成為可被工業儀表接收的標準直流電流、電 壓或脈沖信號輸出,以便與儀表及調節器配合,實現流量的 指示、記錄和運算。
2.電磁流量計分類
市場上通用型電磁流量計和特殊型電磁流量計可以從 不同角度分類。如按激磁電流方式劃分,有直流激磁、交流 激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁;按輸出信號連線 和激磁連線的制式分類,有四線制和二線制;按轉換器與傳 感器組裝方式分類,有分離型和一體型;按流量傳感器與管 道連接方法分類,有法蘭連接、法蘭夾裝連接、衛生型連接 和螺紋連接;按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類, 有接觸型和非接觸型;按流量傳感器結構分類,有短管型和 插入型;按用途分類,有通用型、防爆型、衛生型、防侵水 型和潛水型等。
3.稀硫酸量的控制
硫酸阿米卡星制藥生產過程中,炭脫操作需要將BB-K8 濃縮液加入炭脫罐中,用稀硫酸調pH值,然后加入活性炭 脫色,經抽濾和0.45微米過濾后進入結晶罐中結晶。結晶 過程中,結晶液的pH值是關鍵參數,對于成品的pH值、有 機殘留和有關物質都有非常大的影響,因此有必要控制稀硫 酸的添加量和添加速度。由于投料量確定,根據酸堿中和原 理,加入的酸量也是固定的,加上多年的工藝摸索,生產工 藝要求用計量手段來控制稀硫酸的添加量(570L),選擇的 控制方案是用計量泵通過管道將稀硫酸打入炭脫罐,管道安 裝流量計,當累積流量達到570L時,流量計輸出開關信號 控制計量泵電源,停止加酸,達到控制目的。
4.過程控制用儀表的選擇
由于稀硫酸的強腐蝕性以及工藝過程加酸的流量不均 衡,并且工藝要求控制精度不高,只作為過程控制儀表,因 此在選型期間,公司計量人員確定采用鉭電極、四氟內襯、 帶開關輸出的電磁流量計作為計量儀表。雖然電磁流量計在 環保、給排水等行業用來測量導電流體的體積流量,己經是 非常成熟的產品,但如果我們平時不注意維護和保養,會影 響電磁流量計的正常使用。
對電極必須接地的認識。由于稀硫酸具有極強的 腐蝕性,公司的設備工程師在輸送管道內襯了聚四氟乙烯材 料,使得傳感器電極接地不良,造成流量無法正常顯示,后 加裝了專門的接地裝置,才得以正常工作。
對被測液體必須導電的認識。電磁流量計只能測 量導電液體流量,選用電磁流量計測量流量的流體必須是導 電的,電導率不得低于5 us/cm。流量計運行正常后,公司 計量校準人員在停產檢修期間用水作為介質,用稱量法對該 流量計的計量準確度進行核查的過程中,再次出現流量不顯 示現象。后經過檢查,原因是制藥工藝用水電導率小于3u s/cm,電導率過低導致儀表無法正常工作。通過此事,充分 認識到電磁流量計只可以測量電導率彡5 ws/cm的酸、堿、 鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的 流體流量,但不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
對電磁流量計維護保養的認識。電磁流量計雖然 可靠性較好,一般情況不會損壞,但由于其測量介質多半是 懸浮固體或污臟體,傳感器電極表面比較容易受污染,如長 久不作清垢、清洗,也會使儀表無法工作。
電磁流量計在流量測量方面發揮著很大的作用,為使其 能更好地服務于生產,在選型、安裝、使用和維護過程中必 須非常注意被測流體的導電性、電極的接地、電極的耐腐蝕 性和清洗鈍化等問題。
電磁流量計可以測腐蝕性液體,但作為儀表選型 人員,一定要了解并正確提供被測介質屬性,使用電磁流量 計前提是被測液體必須是導電,且電導率不能低于閾值。根 據使用經驗,實際應用液體電導率最好要比儀表制造廠規定 閾值至少大一個數量級。因為制造廠儀表規范規定下限值是 各種使用條件較好狀態下可測量最低值。在選用上受到一些 使用條件限制,如電導率均勻性、連接信號線、外界噪聲等, 否則會出現輸出晃動現象等。工業用水及其水溶液電導率大 于10-4s/cm,酸、堿、鹽液電導率10-4?10-1s/cm之間, 使用不存問題,但制藥工藝用水電導率要求低于3 us/cm, 使用電磁流量計存在問題,會出現無法計量的情況,導致傳 感器在后期使用過程中報廢,給使用維護帶來不便和經濟上 的損失。
任何儀器儀表都是需要“維護保養”的,電磁流 量計也不例外。電磁流量計雖說可靠性比較好,一般情況下 不會損壞,但由于其原理決定,傳感器電極表面一直和液體 接觸,時間久了,電極表面比較容易受污染,產生鈍化等表 面效應。所以電磁流量計一般情況下要求客戶一年到一年半 之間拆出來清洗一次電極,以保證流量計整機的測量精度。