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矿井排水流量计的原理特点与应用

发布时间:2021-09-11 03:20:27  点击次数:43次

1、工作原理
矿井排水流量计系统由变送器和转换器构成,两者之间通过两根带双层屏蔽的电缆连结,变送器安装在管道系统上,而转换器则可安装在现场或中央室。仪表的测量原理是根据法拉第电磁感应定律:当一导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体的两端将产生感应电动势。
此定律应用于导电流体也同样成立。如果假定磁场强度为B,管道直径为D,感应电势为E,则可以证明管道的体积流量为
Qv=D/4×(E/B)
式中的B、D是表中设定的,E是通过变送器测量管道上的一对电极测出的,实际的矿井排水流量计正是根据这一原理工作的。可见矿井排水流量计是测体积流量的仪表,它与流体的温度、压力、密度、粘度和电导率等物理性质无关。
2、矿井排水流量计的特点
矿井排水流量计有以下特点:
(1)传感元件不与测量介质接触,可用于腐蚀性导电介质流量的测量;
(2)量程范围宽,同一台矿井排水流量计的量程比可达1:100;
(3)无压力损失;
(4)检测部分无可动部件:
(5)可以测定正、反向流体的流量;
(6)响应速度快。
以上是矿井排水流量计的优点,但它也有一定局限性和不足之处。
(1)被测介质必须是导电的:
(2)由于受测量管衬里材料的限制,一般使用温度范围为0~200℃,又因电极是嵌装在导管上的,使矿井排水流量计的工作压力也受到一定限制。
(3)矿井排水流量计结构复杂,价格较高。
3、矿井排水流量计的应用
我厂甲铵泵入口流量计FT-09101为德国FISCHER&POTER公司产品,自89年10月投产以来,已经更换了两块,最初采用DX1221型,这种矿井排水流量计外壳用不锈钢,测量管内壁用聚四氟乙烯,转换器封闭在一个长方体金属壳内,内部电路板上有一个四位数的数据盘,可作测量值的指示器。变送器与转换器之间通过两根电缆连结,变送器安装在管道上,转换器固定在旁边的框架上。这种流量计无论零点还是量程都不能自行调整,只能在指定厂家标定,使用很不方便。该流量计投用运行还未到一年,指示便出现了故障,经检查发现变送器电路板发生了腐蚀,有几只晶体三极管管脚已经锈断,这并没有引起我们足够的重视,只是更换了几只三极管便又重新装上,这样修复后该表又运行了几个月,然后又失去了指示。当我们再次检查该表时,发现变送器的电路板及七芯电缆已全部腐蚀掉,于是该表报废。这才引起了我们的警觉,原来因该表安装的地方离高压甲铵泵及高压氨泵太近,停车时排放及平时泄漏的氨和甲铵附带的氨气常包绕在该表周围,致使该表一直工作在腐蚀性环境中,加上我们只注意了该表的耐腐蚀特点,而忽略了该表外在的脆弱性,最终导致了该表的损坏。
吸取教训后,我们在92年大修中又更换了一块同型号的仪表,不过这次已对腐蚀问题特别重视,在安装时,为防止腐蚀性气体侵入电子室,我们在接线盒盖边缘及电缆接头处全部用硅橡胶密封,并用水电两用胶带加以封固,以期达到防腐的目的。该表投用后运行了一年多时间,便再次发生了同样故障,变送器电路板及电缆又被腐蚀,表又损坏。
再次事故的发生,不得不使我们对腐蚀问题进行仔细的思考,为什么变送器密封那么好还要腐蚀?而与变送器仅半米之遥的转换器却安然无恙?经过仔细的观察,分析,答案终于找到,原来安装变送器的管道因流速高,一直在不停地轻微震动,密封胶很容易松动而脱落,不停地震动又为氨气的侵入增加了助动力,而固定在框架上的转换器,由于没有震动,各密封口完好,因此没有腐蚀。
找到了出现故障的原因,自然也就找到了排除故障的措施。在94年的大修中,我们再次更换此表,这次使用的是江苏久久仪表有限公司的矿井排水流量计,这种矿井排水流量计较前两种要先进得多,它采用了微处理器技术,在转换器上有一双排液晶显示器,在显示器下边有三个按钮,通过它们可以对流量计的参数进行组态设定,并可翻看流量计的有关参数设置。该表具有比较强的外部通信接口能力,能以模拟和数字方式与其它外设通信,并带有很强的自诊断功能,参数的输入及选择以数据直接输入及主副菜单选择方式进行,可方便地进行零点调整和量程设定,操作十分方便。为了保证这块表能安全运行,我们在吸取前两次教训的基础上又采取了另外一种防腐措施-吹气防腐法。这种方法的原理是设法使变送器接线盒内纯净气体压力增大,致使有害气体不能侵入接线盒内,从而达到防腐目的。具体方法是在矿井排水流量计变送器的电子室上打两个小孔,一个进气,一个排气,然后接上仪表空气,让空气保持微小流量,则电子室内纯净气的压力升高,气流只能从孔隙由内向外流动,从而阻止了有害气体的侵入,起到了防腐的作用。该表投入运行后,效果一直很好,在时隔7年的2001年大修中我们曾打开电子室检查,没有发现腐蚀现象,可见吹气防腐确实起到了作用。
为以防万一,我们还注重了平时的维护,定期更换转换器及变送器电缆上的绝缘胶带和密封胶,以防老化引起密封破坏。为了保护液晶显示器,我们在显示器加上了一块遮阳板,以防液晶显示器长期被日光直射造成可读能力下降。另有一台测水解废液的小口径流量计FT-09701也曾发生过损坏,这块表也是FISCH&POTER公司的产品,它是一体化装置,转换器与变送器固定在一起由通信电缆远传至主控室,其故障现象为测量管衬里鼓包,使涡电流的流线变弯曲,破坏了流体流速的轴对称性,给测量造成很大的误差,仪表失灵,引起鼓包的具体原因到底是超温超压,还是产品质量问题至今仍不明确。93年大修时,我们又换上了一块同型号新表,结果又没运行多长时间便出现了线路板腐蚀现象,95年、98年我们对此表进行了更新,损坏的主要原因也都是线路板腐蚀,98年我们采用吹仪表空气的方法对此表进行了改进,直到现在此表未出现异常现象运行情况一直良好。

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