تطبيق أجهزة قياس التدفق الكهرومغناطيسي في صناعة الصرف الصحي

With the rapid growth of the global population and rapid industrial development, the global water resources situation is rapidly deteriorating. As a result, the "water crisis" is becoming increasingly severe. In response to this situation, the Chinese government will invest 300 billion yuan in the "Eleventh Five-Year Plan" period to build and reconstruct thousands of new sewage treatment plants to promote urban sewage treatment and use, pollution reduction.

في عملية معالجة مياه الصرف الصحي، يعد تدفق مياه الصرف الصحي الخام معلمة حاسمة يجب اختبارها. نظرًا لأن مياه الصرف الصحي الأصلية تحتوي على جزيئات ومواد معلقة وخليط من المواد الصلبة والسائلة والوسائط المسببة للتآكل، ويمكن لميزات مقياس التدفق الكهرومغناطيسي قياس تدفق الأحماض والقلويات ومحاليل الملح ， والجسيمات الصلبة التي تحتوي على (مثل الطين) أو سائل الألياف. ولذلك، استخدمت محطة معالجة مياه الصرف الصحي مقياسين كهرومغناطيسيين لقياس تدفق مياه الصرف الصحي الأصلية.

أولاً: مبدأ عمل أجهزة قياس التدفق الكهرومغناطيسي

The basic principle of the electromagnetic flowmeter is Faraday's law of electromagnetic induction, which states that when a conductor cuts through magnetic motion in a magnetic field, it generates an induced electric potential at both ends.

When measuring flow, a conductive liquid, equivalent to a conductive metal bar in Faraday's test, flows through a magnetic field perpendicular to the flow direction at an average velocity v. The flow of the conductive liquid induces a voltage on the measuring electrode proportional to the average flow velocity. The induced voltage signal E is detected by a pair or more electrodes in direct contact with the liquid.

II- ميزات مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

2.1 لا توجد عناصر مقاومة في خط أنابيب القياس، ولا توجد خسائر ضغط إضافية، وليس من السهل انسدادها، وتوفير كبير في الطاقة؛

2.2 عمر افتراضي طويل للمستشعر بسبب عدم وجود أجزاء متحركة في قناة القياس والتآكل البسيط؛ ；

2.3 المقطع المستقيم القصير من الأنبوب المطلوب للمستشعر يجعل من السهل تركيبه؛ ；

2.4 اختيار القطب الكهربائي ومواد التبطين المختارة بشكل صحيح لمقاومة التآكل والتآكل ；

2.5 نظام قياس ثنائي الاتجاه للتدفق الأمامي والعكسي ；

2.6 يقاس السريان كمعدل سريان حجمي، لا يتأثر بالتغيرات في الكثافة واللزوجة ودرجة الحرارة والضغط والتوصيلية للسريان؛

2.7 علاقة خطية بين إشارة الجهد المستحث بالمستشعر ومتوسط معدل التدفق، دقة قياس عالية (± 0.3 إلى -0.51 تيرابايت إلى -0.51 تيرابايت)، نسبة نطاق عريض (1:150).

ثالثاً- اختيار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

اختيار الأداة أمر ضروري. وتظهر المعلومات ذات الصلة أن حوالي ثلثي حالات فشل الأجهزة يرجع إلى الاختيار الخاطئ أو الاستخدام غير السليم في التطبيق الفعلي.

لذلك، يجب أن يعتمد تحديد اختيار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي أيضًا على العمليات المختلفة والبيئة والقياس والوسائط ， واعتبارات شاملة أخرى.

3.1 اختيار الحجم 3.1

وفقًا لقطر أنبوب العملية، وضغط الأنبوب، ومعدل تدفق مياه الصرف الصحي الذي توفره محطة معالجة مياه الصرف الصحي، فإن الشركة المصنعة لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي ستساعد في اختيار الحجم المناسب بناءً على معدل التدفق وخط الأنابيب.

3.2  البطانة، اختيار مادة القطب الكهربائي

يستخدم مقياس الجريان الكهرومغناطيسي بشكل أساسي لقياس الموصلية ≥ 5μS / سم تدفق السوائل، يجب أن يعتمد على تآكل المواد المقاسة والتآكل ودرجة الحرارة وخصائص التكثيف والقدرة على تحمل التكاليف، يجب اختيار بطانة مختلفة، ومواد القطب الكهربائي.

مواد تبطين مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هي مقاومة متوسطة للتآكل، ومقاومة للتركيز المنخفض العام للأحماض والقلويات ومواد النيوبرين الملحية ومقاومة قوية للتآكل ومقاومة التآكل المتاحة من مطاط البولي يوريثين ومقاومة قوية للتآكل ومناسبة لدرجات الحرارة العالية PTFE، وخصائص كيميائية تعادل PTFE الشد والبولي إيثيلين المقاوم للضغط لكل فلوريد ومقاومة للأحماض المخففة والقلويات ودرجة حرارة الملح <60 ℃ بولي إيثيلين ودرجة حرارة <100 ℃ كبريتيد البولي فينيلين، إلخ.

يتم تثبيت مادة القطب الكهربائي في الجدار الداخلي للأنبوب الخاص به. إنه على اتصال مباشر مع المادة المقاسة، لذلك يجب اختياره وفقًا لتآكل المادة الإيقاعية. على سبيل المثال، يكون قطب التيتانيوم مناسبًا لتآكل مياه البحر، وجميع أنواع الكلوريد وهيبوكلوريت، والأحماض المؤكسدة (بما في ذلك حمض الكبريتيك المدخن)، والحمض العضوي، والقلويات؛ ولا يقاوم تآكل الأحماض المختزلة النقية (مثل حمض الكبريتيك، وحمض الهيدروكلوريك)؛ وفي حالة وجود مؤكسد في الأحماض (مثل حمض النيتريك، والحديد ++. النحاس ++) فإن تآكل التيتانيوم سيقل كثيرًا.

تم اختيار بطانة النيوبرين والأقطاب الكهربائية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L وفقًا للمعالجة الأولية لمياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية في المحطة والسعر المقبول للمستخدم.

3.3 اختيار مستوى الحماية

وفقًا للمعايير الوطنية، تتوفر أجهزة الاستشعار في نوع رذاذ الماء IP65 والنوع الغاطس IP68 مع مستويين من الحماية. وفقًا لموقع التثبيت الفعلي للمستخدم في عمود منخفض، لذلك تختار المستشعرات النوع الغاطس المقاوم للغبار IP68.

1. اختيار الميزات الإضافية

（أ） بالنسبة للنوع الأساسي المحدد، مقياس التدفق الكهرومغناطيسي مزود بشاشة LCD، خرج تيار 4 ~ 20 مللي أمبير وخرج تردد 0 ~ 1 كيلو هرتز، وفقًا لمتطلبات مقياس التدفق واتصالات الكمبيوتر، تحتاج إلى زيادة وظيفة منفذ الاتصال RS-485.

（ب） لتركيب المستشعر تحت مستوى سطح الأرض، يجب اختيار نوع بعيد.

IV. تركيب أجهزة قياس التدفق الكهرومغناطيسي وتشغيلها

4.1 تعليمات التثبيت

（أ） يتم تحديد نقطة التثبيت عند الأنبوب بعد التأكد من اتجاه تدفق المادة المقاسة. يتم تحديد نقطة التثبيت بطريقة تجعل أنبوب القياس مملوءًا بالسائل في جميع الأوقات لمنع حدوث أخطاء ناتجة عن عدم وجود المؤشر في موضع الصفر بسبب عدم وجود سائل في أنبوب القياس.

（ب） قسم الأنابيب المستقيمة المضمونة في أول 5D ثم 3D

للحصول على مقياس الجهاز، يجب ألا يقل طول مقطع الأنبوب المستقيم على جانب المنبع من جهاز الاستشعار عن 5D ولا يقل عن 3D على جانب المصب (D هو القطر الاسمي لجهاز الاستشعار). إذا كان هناك أكثر من مرفقين أو حاصرات تدفق أخرى على جانب المنبع من المجس يجب أن يكون طول المقطع المستقيم الأمامي أكبر من 10D.

（ج） قطب الإشارة في الاتجاه الأفقي

عند تركيب القطب أفقيًا، يجب أن يكون محور القطب موازيًا للأفق، حيث إن القطب الموجود في الأسفل يكون عرضة للتغطية بالرواسب وفقاعات الهواء العرضية في الوسط المقيس التي تندفع فوق سطح القطب، مما يسبب تقلبات في إشارة الخرج.

（د） تجنب مصادر الاهتزاز والمصادر المغناطيسية (المحركات عالية الطاقة والمحولات) قدر الإمكان

نظرًا لأن الجهد التحريضي لقياس مقياس التدفق الكهرومغناطيسي صغير جدًا ومنخفض الجهد، وعرضة لتأثير الضوضاء الكهرومغناطيسية الخارجية، يجب تركيبه في وصلة تأريض موثوقة (عبر)

4.2 تركيب المحول وتشغيله

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي المتكامل بدون تركيب محول منفصل، محول منفصل مثبت بالقرب من المستشعر أو غرفة الأجهزة، هناك خيار كبير من الأماكن، وظروف بيئية جيدة. تخضع المسافة بين المحول والمستشعر إلى الموصلية المتوسطة المقاسة ونوع كابل الإشارة وسعة توزيع الكابل والمقطع العرضي للسلك ， ورقم طبقة التدريع، مع إرفاق أداة الشركة المصنعة (أو الطراز المحدد) لكابل الإشارة. عندما تكون الموصلية منخفضة، تكون مسافة الإرسال طويلة. يجب استخدام كابل محمي بطبقتين.

V. تشغيل الأجهزة واستكشاف الأعطال وإصلاحها

قبل التركيب، يجب فحص خط الأنابيب ومقياس التدفق بدقة، بما في ذلك حطام خط الأنابيب وأقطاب التنظيف الأخرى في المعالجة الجافة. ويشمل أيضًا فحص الدائرة الكهربائية. يجب اختبار تأريض الخط لضمان التأريض الموثوق به، ومقاومة العزل ， واختبارات مقاومة التأريض مطلوبة أيضًا.