本文研究了一種實(shí)用新型小口徑PFA襯里耐負(fù)壓電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)，能夠改善以上流量計(jì)測(cè)量的弊端，更好地滿足醫(yī)藥化工行業(yè)的生產(chǎn)需求。
1 小口徑PFA襯里耐負(fù)壓電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)
1.1 小口徑PFA襯里電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)
在醫(yī)藥化工領(lǐng)域液體流量測(cè)量著重強(qiáng)調(diào)測(cè)量的精準(zhǔn)度，因此加入小口徑 PFA 襯里，設(shè)計(jì)耐負(fù)壓內(nèi)流式電磁流量計(jì)。新型電磁流量計(jì)的主要組件包括PFA 襯里、磁硅鋼片組件、法蘭導(dǎo)管、線圈組件、外壓電極、彈簧壓緊組件、錐形孔環(huán)套、包板和焊接連接座等，其組成結(jié)構(gòu)具體圖像如圖1所示。
shou先，在小口徑PFA襯里填充入錐形孔環(huán)套的錐形孔，將錐形孔環(huán)套擠壓安裝進(jìn)法蘭導(dǎo)管組件內(nèi)部，利用線圈和螺絲將其組件固定在法蘭導(dǎo)管上。在兩個(gè)線圈組件外側(cè)利用磁硅鋼片固定覆蓋，連接相鄰組件，使用彈簧壓緊組件和PFA襯里將外壓電極密封固定在內(nèi)部，用扎帶將電極線、線圈引線捆綁固定，用套管保護(hù)引線，利用焊接連接將包板固定在法蘭導(dǎo)管組件外壁的側(cè)板上。選用這種小口徑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以將錐形孔環(huán)套相連接，形成組合環(huán)套嵌入法蘭導(dǎo)管，形成緊貼內(nèi)壁的小口徑襯里，施工工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)要求難度不高。襯里材質(zhì)選用PFA耐高溫材料，可適用于高溫液體的流量測(cè)量，而且該材料性質(zhì)穩(wěn)定，質(zhì)量?jī)?yōu)良，可以很好的加工成型，且對(duì)環(huán)境具有較高的適應(yīng)性，耐熱耐磨損，降低加工與運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，有利于節(jié)約成本。將外壓電極通過(guò)彈簧壓緊組件由外向內(nèi)逐步壓緊固定，選用延展性優(yōu)良的PFA材料固定密封線圈，具有很好的密封性能，可以有效防止液體泄漏[2]。電磁流量計(jì)需要在法蘭導(dǎo)管外部裝置線圈磁場(chǎng)，并利用磁硅鋼片連接控制，使電磁回路保持穩(wěn)定狀態(tài)，減少外部干擾噪聲信息對(duì)電磁測(cè)量精度的影響，并在導(dǎo)管外壁安裝包板與測(cè)量底座焊接固定，進(jìn)一步增強(qiáng)電磁流量計(jì)的穩(wěn)定性與安全性，減少物理環(huán)境變化對(duì)測(cè)量效果的影響，多方面增強(qiáng)流量測(cè)量保障，能夠有效提高電磁流量計(jì)耐負(fù)壓性能，增強(qiáng)測(cè)量精準(zhǔn)度與可靠性。
1.2 新型電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)有益效果
這種新型電磁流量計(jì)在制藥與化工行業(yè)具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)的有益效果有以下幾點(diǎn)。
地衣，選用PFA材料為襯里，設(shè)計(jì)小口徑耐負(fù)壓的電磁流量計(jì)，采用內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，減少外部環(huán)境與干擾噪聲對(duì)液體測(cè)量的影響，使流量計(jì)監(jiān)測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)；
第二，選用 PFA 材質(zhì)更加耐高溫，耐腐蝕，材料質(zhì)量更加優(yōu)良，適用于測(cè)量性質(zhì)不穩(wěn)定的醫(yī)藥化工液體材料，能夠更好的保障材料與流量計(jì)的材質(zhì)穩(wěn)定性，進(jìn)而保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠；
第三，采用組合錐孔環(huán)套在導(dǎo)管襯里形成倒三角結(jié)構(gòu)，在外部作用力影響下會(huì)向內(nèi)壁施加一個(gè)反作用力，使環(huán)套更加貼緊導(dǎo)管，增強(qiáng)抗負(fù)壓性能，有效提升電磁流量計(jì)整體的安全防護(hù)性能。第四，磁硅鋼片連接線圈組件能夠進(jìn)一步穩(wěn)定電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)設(shè)計(jì)，并在線圈外部包板的保護(hù)下，弱化環(huán)境對(duì)磁場(chǎng)的影響，同時(shí)還能減少物理碰撞對(duì)電磁流量計(jì)內(nèi)部零件的干擾和破壞，有效保障流量計(jì)液體測(cè)量的安全可靠，從而提高特殊液體材料監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度[3]。
2、工作流程
電磁流量計(jì)的工作機(jī)理是，在進(jìn)行液體測(cè)量時(shí)，電磁流量計(jì)采用雙發(fā)射磁極與雙測(cè)量電極結(jié)構(gòu)形式，發(fā)射電磁信號(hào)與流動(dòng)液體直接接觸反射到導(dǎo)管周圍外壁上，導(dǎo)管管道分布大量感應(yīng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)線圈包裹電磁感應(yīng)芯片，可以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，所以當(dāng)液體從流量計(jì)管道內(nèi)部經(jīng)過(guò)時(shí)交變磁場(chǎng)會(huì)發(fā)射切割磁力線，磁場(chǎng)接收磁力線形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并對(duì)液體流量信息進(jìn)行測(cè)量與傳輸[4]。
因此，可以通過(guò)導(dǎo)入電磁流量計(jì)各部件參數(shù)，在計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬程序中構(gòu)建流量計(jì)的仿真模型，根據(jù)制藥化工行業(yè)液體測(cè)量設(shè)備要求標(biāo)準(zhǔn)，獲取并測(cè)量部分流量樣本的標(biāo)準(zhǔn)差、平均值、變異系數(shù)等關(guān)鍵概念參數(shù)，計(jì)算研究電磁流量計(jì)內(nèi)部磁場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建立電磁流量計(jì)仿真模型。流量計(jì)導(dǎo)管口徑選擇需根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)領(lǐng)域電磁流量計(jì)測(cè)量范圍進(jìn)行擇優(yōu)，因?yàn)獒t(yī)藥化工領(lǐng)域液體測(cè)量往往屬于小規(guī)模高精準(zhǔn)液體測(cè)量，根據(jù)不同口徑流量計(jì)滿量流速范圍，選擇適用于制藥行業(yè)的#佳流量計(jì)導(dǎo)管口徑，設(shè)置流量測(cè)量范圍上限為 100m3/d，分別對(duì)8mm、10mm、15mm 口徑的流量計(jì)液體流速進(jìn)行測(cè)量，得到口徑大小與流速的關(guān)系