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電磁流量計避免電極表面效應(yīng)
關(guān)鍵字：電磁流量計 日期：2012-12-25 15:06:22
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電磁流量計避免電極表面效應(yīng)
電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素，但有時候電極材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性，卻不一定就是適用的材料，還要避免產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。
電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象，以及電極的觸媒作用三個方面。
(1)化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)例如電極表面與被測介質(zhì)接觸后，形成鈍化膜或氧化層。它們對耐腐蝕性能可能起到積極保護(hù)作用，但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化，生成絕緣層。
(2)電化學(xué)和極化現(xiàn)象電化學(xué)電勢變化和極化現(xiàn)象會產(chǎn)生干擾電勢而形成噪聲。漿液噪聲和流動噪聲即是電極表面噪聲的表現(xiàn)。極化電勢是電極感生電動勢在兩電極極性不同，導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面產(chǎn)生極化。低頻矩形渡激磁結(jié)合了直流激磁和交流激磁的優(yōu)點(diǎn)，雖然交變激磁將極化電勢減弱了幾個數(shù)鼉級，但不能完全消除極化電勢干擾的影響。極化電勢與液體介質(zhì)性質(zhì)以及電極材料性質(zhì)有關(guān)。
漿液噪聲是在測量礦漿纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時，圓體顆粒（或液體中氣泡）擦過電極表面，電極表面接觸電化學(xué)電勢突然變化，輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。
流動噪聲是在測量較低電導(dǎo)率（100×10 - 6s／cm近及以下）液體流量時，電極的電化學(xué)電勢定期變化，產(chǎn)生隨流速增加而頻率增加的隨機(jī)噪聲，引起儀表輸出出現(xiàn)波動現(xiàn)象。對于電極表面噪聲可選配與被測液體電化學(xué)和極化電勢作用小的材料以及低噪聲電極
(3)觸媒作用被測介質(zhì)在電極的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測量。例如鉑電極電磁流量計在測量雙氧水時會在電極表面生成氣霧，流量為零時輸出也會波動。
對于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)一電極材料匹配，還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查，只有一些有限經(jīng)驗(yàn)，尚待在實(shí)踐中積累。
附錄F電極和襯里耐腐蝕材料擇一覽表中，電極材料選擇欄內(nèi)列出液體—電極材料匹配標(biāo)有符號“×”（耐腐蝕，但不推薦）大部分因?yàn)橛须姌O表面效應(yīng)。下文列舉若干實(shí)例說明之。 鉭對水是耐腐蝕的，但若使用鉭電極電磁流量計測量水流量，鉭電極表面會形成絕緣層，使儀表失靈或運(yùn)行短時期后出現(xiàn)很大噪聲。氫氧化鈉等堿液亦不能選用鉭電極，在工藝流程中即使是極短時間鉭電極與水或“非酸”液接觸（如清洗管系）．均會影響儀表正常使用。
鉑銥合金電極或鉑電極對鹽酸有良好的耐腐蝕性，鉑電極電磁流量計多處用于測量鹽酸獲得滿意的結(jié)果。然而測量濃度較高的鹽酸（10%以上）卻產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。鉑電極用于測量低壓過氧化氫（壓力低十0.3MPa）時，由于觸媒作用而在電極表面產(chǎn)生氣霧，阻斷r電氣通路而影響工作。
哈氏臺金B(yǎng)對溫度、濃度不商的鹽酸是有耐腐蝕性的，已有若干應(yīng)用良好的實(shí)例，然而濃度超過某值時會產(chǎn)生噪聲。在現(xiàn)場改變鹽酸濃度試驗(yàn)表明，濃度逐漸增加超過15%~20%時儀表輸出隨之晃動起來，濃度到25%輸出晃動高達(dá)20%。硝酸、硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
水廠用硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體，混合配比常用電磁流量計測量硫酸鋁液，選用耐酸鋼電極即可獲得滿意的結(jié)果。實(shí)踐中曾遇到測量15%硫酸鋁的哈氏合金B(yǎng)電極電磁流量計，使用過程中也出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象，后改用耐酸鋼電極即工作正常。 鉑、鉭電極對各種濃度硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸，大部分均有較好的測量效果．但其中鉑電極對濃度大干lO%的鹽酸會產(chǎn)生噪聲，鉭電極對濃度大于lO%的氫氟酸則不耐腐蝕。
鉑銥合金和鉭雖有較好的耐腐蝕性，但價格昂貴，一對鉭電極高達(dá)數(shù)百到近千元，鉑銥電極比鉭電極還要貴一倍以上。
接地環(huán)一般裝在連接塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端，它們的耐腐蝕要求比電極低，允許有一定腐蝕，定期更換，通常選用耐酸鋼或哈氏臺金。因體積大，從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如果金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。 |
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