Principio, selección e instalación de caudalímetro electromagnético.
El caudalímetro electromagnético se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday y se compone de un instrumento de medición de líquido conductor. El caudalímetro electromagnético se compone de tres partes: sensor, convertidor y línea de conexión de cable. Si la conexión del cable es corta, instálela en la carcasa del medidor de flujo.
El principio de funcionamiento del caudalímetro electromagnético:
Ley de inducción electromagnética:
El principio de funcionamiento del caudalímetro electromagnético se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday: cuando el conductor (líquido) pasa a través del campo magnético, se inducirá una fuerza electromotriz en el conductor y el tamaño de la fuerza electromotriz es proporcional al flujo. velocidad del líquido.
Bobina electromagnética:
Los caudalímetros electromagnéticos incluyen una tubería por la que fluye el líquido. Bobina de excitación y bobina de detección alrededor de la tubería.
Medición de fuerza electromotriz:
Las partículas cargadas eléctricamente (normalmente iones) presentes en un líquido crean una fuerza electromotriz cuando se mueven en un campo magnético. La bobina de detección mide la magnitud de esta fuerza electromotriz y la convierte en información sobre el caudal del líquido.
Calcular velocidad y flujo:
Al medir el tamaño de la fuerza electromotriz, el caudalímetro electromagnético puede calcular el caudal del líquido. Combinado con el área de la sección transversal de la tubería, se puede obtener un valor para el caudal (el volumen de fluido que pasa a través de la tubería por unidad de tiempo).
La fuerza electromotriz inducida se genera entre los dos electrodos:
e=KBDv
Se puede obtener que el caudal volumétrico de la tubería es:
qv= πeD/4KB
Como puede verse en la fórmula anterior, el flujo volumétrico qv está relacionado linealmente con la fuerza electromotriz inducida e y el diámetro interior del tubo de medición D, e inversamente proporcional a la intensidad de inducción magnética B del campo magnético, independientemente de otras condiciones físicas. parámetros. Este es el principio de medición del caudalímetro electromagnético.
El caudalímetro electromagnético tiene una serie de excelentes características, que pueden resolver los problemas que otros caudalímetros no son fáciles de aplicar, como la medición de flujo sucio y flujo de corrosión.
Ventajas del caudalímetro electromagnético:
① El canal de medición es un tubo recto liso, que no está bloqueado y es adecuado para medir fluidos bifásicos líquido-sólido que contienen partículas sólidas, como pulpa, lodo, aguas residuales, etc.;
② Sin pérdida de presión causada por la detección de flujo, buen efecto de ahorro de energía;
El caudal volumétrico medido no se ve afectado significativamente por los cambios en la densidad, viscosidad, temperatura, presión y conductividad del fluido.
④ Amplio rango de flujo, amplio rango de calibre;
⑤ Se pueden aplicar fluidos corrosivos.
Desventajas del caudalímetro electromagnético:
① No se puede medir la conductividad de líquidos muy bajos, como productos derivados del petróleo;
② No se pueden medir gases, vapores ni líquidos que contengan burbujas grandes;
③ No se puede utilizar para temperaturas más altas.
Selección de caudalímetro electromagnético:
Los siguientes son los pasos de selección de caudalímetros electromagnéticos:
Paso 1: recopilar datos.
① el nombre del cuerpo de flujo medido;
② Caudal máximo y caudal mínimo;
③ Presión máxima de trabajo;
④ Temperatura máxima y temperatura mínima.
Donde el caudal máximo y el caudal mínimo deben ajustarse a la siguiente tabla:
La fórmula de cálculo del flujo es la siguiente:
Q = Vπ(D/2)²
Analizando la fórmula anterior,
Q es el caudal de líquido (m³/h);
V es el caudal de líquido (m/s) (el rango es generalmente de 0,1 a 15 m/s);
D es el diámetro interior de la tubería (mm).
En la recogida de datos se deben tener en cuenta los siguientes puntos:
① La presión de trabajo máxima real debe ser menor que la presión de trabajo nominal del caudalímetro.
② La temperatura de trabajo máxima y mínima debe cumplir con los requisitos de temperatura especificados por el medidor de flujo.
③ Determine si hay presión negativa.
④ El usuario puede elegir el medidor de flujo electromagnético correspondiente de acuerdo con la tabla de rango de flujo; si el diámetro interno del medidor de flujo electromagnético seleccionado no es consistente con el diámetro interno de la tubería de proceso actual, la tubería debe encogerse o expandirse. En el caso de la contracción de la tubería, se debe considerar si la pérdida de presión debido a la contracción de la tubería afectará el flujo del proceso.
⑤ A partir de la consideración del precio del producto, puede elegir un caudalímetro electromagnético de menor calibre, lo que reduce relativamente la inversión.
⑥ Cuando se mide agua limpia, el caudal económico es de 1,5~3 m/s; Al medir la solución que es fácil de cristalizar, el caudal debe aumentarse adecuadamente y es apropiado entre 3 y 4 m/s para desempeñar el papel de autolimpieza y evitar la deposición de adherencias. Al medir fluidos abrasivos como la pulpa, el caudal debe reducirse adecuadamente; 1,0 ~ 2 m/s es apropiado para reducir el desgaste del revestimiento y el electrodo.
Paso 2: Selección del material del electrodo.
El material del electrodo debe seleccionarse de acuerdo con la corrosividad del flujo que se mide, también se puede consultar el manual de corrosión y el experimento debe realizarse para fluidos especiales.
Material del electrodo y su resistencia a la corrosión:
| Materiales | Resistencia a la corrosión: |
| Molibdeno acero inoxidable |
Ácido nítrico, invernadero < Ácido sulfúrico al 5%, ácido fosfórico hirviendo, ácido fórmico, solución alcalina, sulfito a cierta presión, agua de mar, ácido acético |
| Hastelloy C(HC) Hastelloy B(HB) | Resistencia al ácido oxidante, sal oxidante, agua de mar, ácido no oxidante, sal no oxidante, álcali, ácido sulfúrico a temperatura normal |
| Titanio (Ti) | Agua de mar, diversos cloruros e hipocloritos, ácidos clorados (incluido el ácido nítrico fumante), ácidos orgánicos, bases. |
| Tantalio (Ta) | Otros medios químicos distintos del ácido fluorhídrico, el ácido sulfúrico fumante y los álcalis, incluidos el ácido clorhídrico, el ácido nítrico y el lt a punto de ebullición; 175 ℃ ácido sulfúrico |
| Platino (PT) | Toda clase de ácidos, bases y sales, excepto el agua regia. |
Paso 3: Selección del material de revestimiento.
Los materiales de revestimiento deben seleccionarse según la corrosión, el desgaste y la temperatura del medio medido.
Selección de material de revestimiento.
| Material de revestimiento | Nombre | Símbolo | Propiedad | Temperatura máxima de funcionamiento /℃ | Líquido aplicable | Diámetro aplicable (mm) |
| Goma | Goma de neopreno | CR | Resistencia media al desgaste, resistencia a la corrosión a bajas concentraciones de ácido, álcali y sal. | <80 | Agua del grifo, agua industrial, agua de mar. | DN50 ~2200 |
| caucho de poliuretano | PU | Excelente resistencia al desgaste, pobre resistencia a ácidos y álcalis. | <80 | Pulpa, pulpa mineral y otros lodos | DN25 ~500 | |
| Fluoroplásticos | Politetrafluoroetileno | F4 or PTFE | Las propiedades químicas son muy estables, resistentes a la ebullición del ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, agua regia y corrosión alcalina concentrada. | <180 | Líquidos ácidos, alcalinos y salinos altamente corrosivos | DN25 ~1200 |
| Traducción de etileno propileno poliperfluorado: Teflón FEP | F46 or FEP | Las propiedades químicas fueron ligeramente inferiores a las del F4. | <120 | Líquidos corrosivos ácidos, alcalinos y salinos. | DN15 ~200 | |
| Copolímero de etileno tetrafluoroetileno | Fao or ETFE | Las propiedades químicas fueron ligeramente inferiores a las del F4. | < 120 | Líquidos corrosivos ácidos, alcalinos y salinos. | DN250 ~2200 | |
| Plástico | Polietileno | PO | Químicamente estable | <60 | Sewage | DN50 ~2200 |
| Sulfuro de polifenileno | PPS | <110 | Agua caliente | DN50 ~2200 |
Paso 4: La elección del nivel de protección.
El nivel de protección del caudalímetro electromagnético generalmente tiene los siguientes tres tipos:
IP65: tipo anti-spray, lo que permite que el grifo rocíe agua al sensor desde cualquier dirección, la presión de rociado es de 30 kPa, la salida de agua es de 12,5 L/s, la distancia es de 3 m, la entrada de agua de la carcasa no será dañina. grado, el instrumento no se ve afectado.
IP67: tipo impermeable por un corto tiempo, el sensor se sumerge en agua, la cantidad de agua en la carcasa no alcanzará niveles dañinos en un corto tiempo y el instrumento no se ve afectado.
IP68: tipo sumergible, el sensor se sumerge en agua a 1 m, después de una inmersión continua, la cantidad de agua en el caparazón no alcanzará niveles dañinos y el instrumento no se verá afectado.
Instalación de caudalímetro electromagnético:
La selección correcta del punto de instalación y la instalación correcta del caudalímetro electromagnético son vínculos muy importantes, si el error en el vínculo de instalación, la luz afectará la precisión de la medición, lo pesado afectará la vida útil del caudalímetro electromagnético, e incluso dañar el caudalímetro electromagnético.
1) Se debe prestar especial atención a la instalación mecánica al seleccionar la posición de instalación:
① El eje del electrodo de medición debe estar aproximadamente en dirección horizontal, el tubo de medición debe estar completamente lleno de líquido, el medidor debe tener al menos 5D (D es el diámetro interior del medidor) de longitud de la sección de tubo recto, y la parte trasera debe tener al menos 3D (D es el diámetro interior del metro) de longitud de la sección de tubería recta. (Figura 2-11)
Figura 2-11 Instalación mecánica del caudalímetro electromagnético
② La dirección del flujo del fluido es consistente con la dirección de la flecha del medidor de flujo; Si hay vacío en la tubería, dañará el revestimiento del medidor de flujo y se le debe prestar especial atención. No debe haber ningún campo electromagnético intenso cerca del caudalímetro; Debe haber suficiente espacio cerca del medidor de flujo para su instalación y mantenimiento; Instale la sincronización del flujo del revestimiento de politetrafluoroetileno; los pernos que conectan las dos bridas deben apretarse uniformemente; de lo contrario, es fácil aplastar el revestimiento de politetrafluoroetileno; es mejor usar una llave dinamométrica.
③ Debe instalarse en la parte inferior de la tubería horizontal y la parte vertical hacia arriba (ver Figura 2-12), y evitar la instalación en el punto más alto de la tubería y la parte vertical hacia abajo (ver Figura 2-13); Debe instalarse a la altura de la tubería (ver Figura 2-14).
Figura 2-12 Instalación del cable en la parte inferior del tubo horizontal 
Figura 2-13 Evite instalar la tubería en el punto más alto y verticalmente hacia abajo de la tubería
Figura 2-14 Instalación del cable en la subida de la tubería
Cuando se instala la tubería de descarga abierta, se debe instalar en la parte inferior de la tubería.
④ Si la caída de la tubería excede los 5 m, instale una válvula de escape aguas abajo del sensor (consulte la Figura 2-15); Las válvulas de control y corte deben instalarse aguas abajo del sensor, no aguas arriba del sensor (consulte la Figura 2-16). El sensor no debe instalarse en la entrada de la bomba, sino en la salida de la bomba (consulte la Figura 2-17).
Figura 2-15 Instalación de una válvula de escape aguas abajo del sensor
Figura 2-16 Instalación de la válvula de control y la válvula de corte aguas abajo del sensor
Figura 2-17 Posiciones de instalación del sensor y la bomba
La Figura 2-18 muestra cómo instalar un caudalímetro en un pozo de medición.
2) Conexión a tierra eléctrica La Figura 2-19 muestra:
Para evitar interferencias externas, el medidor de flujo electromagnético requiere que el medio medido, la tubería del usuario y la carcasa del instrumento estén en un potencial que esté conectado a “tierra”, el instrumento debe estar conectado a un punto de tierra independiente, otros aparatos eléctricos. No se permite que el equipo se conecte a la misma línea de tierra, la resistencia de tierra debe ser inferior a 10 Ω. Hay dos tipos de métodos de conexión a tierra: conexión a tierra externa y conexión a tierra interna. La llamada conexión a tierra externa es el anillo de conexión a tierra y la llamada conexión a tierra interna es el electrodo de conexión a tierra en el multielectrodo.
Figura 2-19 Conexión a tierra del caudalímetro
① Cuando el instrumento se instala en una tubería metálica interna sin pintar o sin revestimiento, el cable de tierra se puede conectar a las dos bridas de la tubería, formando así un contacto confiable entre la tubería y el líquido.
② Cuando el instrumento se instala en una tubería de plástico o una tubería con aislamiento de pared interior, se debe instalar un anillo de tierra en la salida y entrada del sensor, o se debe usar un electrodo de tierra interno para conectar la tierra de medición con el líquido.
③ El instrumento se instala en la tubería de protección catódica, y la tubería con protección contra la corrosión eléctrica generalmente está aislada por dentro y por fuera para que el líquido no sea conductor a tierra.
Se debe prestar atención a los siguientes puntos durante la instalación:
(1) Los dos extremos del sensor deben estar equipados con un anillo de tierra adecuado, que se basa en el aislamiento del sello y la brida del sensor de la brida de la tubería;
(2) El anillo de tierra debe conectarse al sensor y al cable de tierra de medición utilizando un cable de cobre con un área de sección transversal de 16 mm² (consulte la Figura 2-20).
Figura 2-20 Anillo de tierra
(3) Las dos bridas de tubería conectadas al instrumento deben conectarse con un cable de cobre con un área de sección transversal de 16 mm² (consulte la Figura 2-21).
(4) El manguito del eje y la arandela de material aislante se utilizan para aislar el perno de conexión de la brida de la brida.
3) cableado eléctrico
Si se utiliza la instalación de tipo dividido, el cable de señal conectado es un cable especial personalizado; cuanto más corto sea el cable, mejor;
El cable de excitación puede elegir un cable con funda de goma mediana YZ, su longitud es la misma que la del cable de señal;
Los cables de señal y de alimentación deben estar estrictamente separados, no se pueden colocar en la misma tubería, no se pueden colocar en paralelo, no se pueden torcer juntos y se deben usar por separado en la tubería de acero;
El cable de señal y el cable de excitación deben ser lo más cortos posible. No enrolle los cables redundantes juntos. Cortar los cables redundantes y volver a soldar los conectores.
