摘要(yao)：電磁(ci)流量計 因(yin)其無(wu)法比拟的一些(xie)優點一直(zhi)持有(you)較高(gao)的市場占(zhan)有率。其結(jie)構簡(jian)單，流(liu)體(ti)流過流(liu)量計(ji)不會産生壓力(li)損耗，可以(yi)測量髒污(wu)介質(zhi)、渾濁介質及腐(fu)蝕介質的(de)液固(gu)兩相(xiang)流量，測量(liang)過程不(bu)易受液(ye)體的(de)密(mi)度、溫度(du)、粘度的(de)影響，測(ce)速範圍比較寬(kuan)。介紹了電(dian)磁流量計(ji)的基本原(yuan)理和使(shi)用優勢，分析了電磁流(liu)量計(ji)選(xuan)用時需要考慮的(de)問題(ti)，對影響其測量(liang)精度(du)的因(yin)素提(ti)出了(le)提(ti)高(gao)電磁流量(liang)計使用精(jing)度的幾種(zhong)策略(lue)，并對(dui)主要故障(zhang)源和故障現象(xiang)進行彙(hui)總(zong)對比(bi)，對于電(dian)磁(ci)流量(liang)計的使(shi)用(yong)和維(wei)護有一定(ding)幫助(zhu)。
　　電磁(ci)流(liu)量計是(shi)利用法拉(la)第電磁感(gan)應定(ding)律制(zhi)成的一(yi)種(zhong)測量(liang)導電液(ye)體(ti)體積(ji)流量的儀(yi)表。20世紀50年(nian)代(dai)初電磁(ci)流量(liang)計實現了(le)工業(ye)化應用,近(jin)年來在世界範(fan)圍内(nei)的(de)産量約(yue)占工業(ye)流(liu)量儀(yi)表台數的5%~6.5%。因其(qi)在測(ce)量(liang)過(guo)程中不受被測介質(zhi)的溫度、壓力、密(mi)度、粘(zhan)度及(ji)流動(dong)狀态(tai)等變化的(de)影響(xiang)的優點,被(bei)普遍(bian)應用于新鮮水以及污水(shui)等導電液(ye)體的(de)測量(liang)中。
1電磁流(liu)量計(ji)的(de)優勢
　　電磁流(liu)量計的測(ce)量通道是(shi)一段(duan)無阻流檢(jian)測件(jian)的光滑(hua)直管,因不易(yi)阻塞而适(shi)用于測量(liang)含有(you)固體(ti)顆(ke)粒或纖(xian)維的液固(gu)兩相流體(ti)，如紙(zhi)漿、煤(mei)水漿、礦漿、泥漿(jiang)和污(wu)水(shui)等(deng)。電磁(ci)流量(liang)計不(bu)産生(sheng)因檢(jian)測流(liu)量所(suo)形成的壓(ya)力損失,儀(yi)表的阻力(li)僅是同一長度(du)管道(dao)的沿程阻(zu)力,節能(neng)效(xiao)果顯著,對(dui)要(yao)求低阻(zu)力損(sun)失的大管(guan)徑供(gong)水(shui)管道最(zui)爲适合。測(ce)得的(de)體積流(liu)量實際(ji)上不受(shou)流體密(mi)度粘(zhan)度(du)、溫度、壓(ya)力和(he)電(dian)導率變(bian)化明(ming)顯的(de)影響(xiang)。與其他大(da)部分(fen)流量(liang)儀表(biao)相比(bi),前置直管段要(yao)求較(jiao)低。測(ce)量範(fan)圍度大,通常爲20:1~50:1,可選流(liu)量範圍(wei)寬。滿度(du)值(zhi)液體流速(su)可在0.5~10m/s内選(xuan)定。不必取下作離線(xian)實流标定(ding)。口徑(jing)範(fan)圍比其他品種(zhong)流量儀(yi)表寬,可達到3m。可(ke)測正(zheng)反雙向流(liu)量。儀表輸(shu)出本質上(shang)是(shi)線性的(de)。易于選擇(ze)與流(liu)體接(jie)觸件的材(cai)料品種,可應用于腐(fu)蝕性流體(ti)。
2基本原理
　　電磁流量計的(de)設計(ji)是根據法(fa)拉第電磁(ci)感(gan)應定律(lü),導管(guan)中(zhong)導電的(de)流體(ti)被看作導(dao)體,管(guan)道的(de)内徑(jing)可看(kan)作道導體(ti)的長,原(yuan)理圖如(ru)圖1所示(shi)，兩(liang)電極(ji)裝到與管(guan)道的(de)中心軸和(he)磁場(chang)方向組(zu)成的平(ping)面相(xiang)垂直(zhi),拾取(qu)液體産生(sheng)的感(gan)應電(dian)動勢。感應(ying)電動(dong)勢爲:.
 
　　式中(zhong):E爲感(gan)應(ying)電動勢(shi);B爲磁感應強度(du);v爲平均(jun)流速;qv爲(wei)單位時間(jian)流過管道(dao)的(de)橫截面(mian)積液(ye)體的體積(ji)。
　　由上(shang)式(shi)看(kan)出瞬(shun)時流量隻和感(gan)應電(dian)動勢成線(xian)性關系，與(yu)其他(ta)物理(li)量無關，這(zhe)是電磁流(liu)量計(ji)的優(you)點之(zhi)一。
3選(xuan)用電(dian)磁流(liu)量計要考(kao)慮的主要(yao)因素
3.1液體電導(dao)率
　　電磁流量計(ji)使用的前提必(bi)須導(dao)電,不(bu)能低(di)于阈值,常規流(liu)量計(ji)阈值一般(ban)在10-4~10-6s/m,應根(gen)據(ju)型号(hao)而定(ding)。有機溶劑(ji)和石油制品的電導(dao)率較低,因(yin)此不能用電磁流量計來測量(liang)。根據(ju)經(jing)驗(yan),被測(ce)液體的(de)電(dian)導率(lü)應該比儀表廠(chang)商所(suo)規定的阈(yu)值的(de)數量級至(zhi)少要大(da)一(yi)個數(shu)量級,否則(ze)容易引起測量值波(bo)動。
3.2精度(du)等(deng)級
　　電磁流量計精度(du)高的誤差(cha)大約(yue)爲±0.5%~±1%,精(jing)度低的流(liu)量計大約(yue)爲±1.5%~±2.5%，價(jia)格也相(xiang)差2倍左(zuo)右。因此應(ying)該合(he)理選(xuan)擇流量計(ji),在精度要(yao)求不(bu)高的(de)地方，選用(yong)價格較低(di)的來(lai)減少(shao)成本(ben)。有的(de)流量(liang)計(ji)精(jing)度更(geng)高,但(dan)是安(an)裝條(tiao)件要求很高,如(ru)溫度20~22℃,甚至要做(zuo)實流校準(zhun)。
3.3流速和口(kou)徑的選擇(ze)
　　流量計的(de)口徑(jing)可以(yi)不與(yu)管徑(jing)一緻,應(ying)根(gen)據流(liu)量而(er)定(ding)。管道的(de)液體經濟(ji)流速(su)一般(ban)爲1.5~3m/s,在(zai)這種(zhong)流速下，流(liu)量計的口(kou)徑(jing)和管徑(jing)一緻(zhi)即(ji)可。上限流速理論上是(shi)不限的(de),但是如(ru)果襯(chen)裏(li)不(bu)能承(cheng)受流體(ti)沖(chong)刷建議不(bu)超過(guo)5m/s。容易(yi)沉積(ji)結(jie)垢(gou)的液體,選用流速應(ying)不小于2m/s。
4影(ying)響電(dian)磁流量測量精(jing)度的(de)因(yin)素(su)
4.1接地(di)環和(he)電(dian)極材質(zhi)的選擇(ze)問題
　　若(ruo)被測液(ye)體和電(dian)極或接(jie)地(di)環不匹配引發故障(zhang),除了腐蝕(shi)問題(ti)，還有(you)電極的表(biao)面效(xiao)應(ying),主要包(bao)括:化(hua)學反應、極(ji)化現象(xiang)、觸(chu)媒作用。接地環也同(tong)樣有這些(xie)問題,不過影響程度(du)小。
4.2管内(nei)液(ye)體不(bu)滿管(guan)
　　由(you)于流量(liang)計安裝的(de)位置(zhi)不良(liang)或(huo)者背壓(ya)不足，導緻(zhi)液體(ti)不能充(chong)滿(man)管道(dao),緻使(shi)測量(liang)值比真實(shi)值(zhi)要小。如(ru)果不滿管(guan)比較(jiao)嚴重(zhong)，使電極漏(lou)出液面,就(jiu)沒有(you)辦法(fa)測(ce)量液體(ti)了。如果流動是(shi)塞狀(zhuang)流(liu)或(huo)氣泡(pao)流,不僅會(hui)使測量值不(bu)準，還會(hui)由于(yu)氣泡(pao)瞬間(jian)碰到(dao)電極表面(mian)而造成輸(shu)出晃(huang)動。
4.3液(ye)體(ti)中(zhong)含固(gu)相
　　如果液(ye)體中含有(you)顆(ke)粒，可能(neng)會造成(cheng)的(de)故障(zhang)有:電極和(he)襯裏(li)表面上覆蓋沉(chen)積層、襯(chen)裏(li)磨損(sun)或管道截(jie)面積(ji)變小(xiao)。對(dui)于有些(xie)比較容(rong)易(yi)結晶(jing)的液(ye)體(ti)，當流體(ti)流經流量(liang)計時易使(shi)内壁(bi)挂有(you)一層固體(ti),所以可選(xuan)用被測量(liang)管路(lu)非常(chang)短,且(qie)容易(yi)拆(chai)卸(xie)的流(liu)量計，在(zai)結(jie)晶後(hou)便于下線處理(li)。
4.4安裝
　　安(an)裝過程(cheng)中，應該将(jiang)流量(liang)計正(zheng)負方向和(he)流體(ti).流(liu)向(xiang)一緻(zhi)。避免(mian)安(an)裝(zhuang)在強(qiang)磁場(chang)的地方。流(liu)量計不應安裝(zhuang)在容易(yi)積(ji)氣的(de)管道最高(gao)點,或者自上而下垂(chui)直的管路(lu),這樣(yang)容易産生排空(kong)。流量(liang)計下(xia)遊不(bu)應直(zhi)接将液體(ti)排入大氣(qi)，防止(zhi)因背(bei)壓不足使(shi)流量(liang)計(ji)不滿管。
5提高(gao)精度(du)的主(zhu)要策略
5.1需(xu)要實現對電磁(ci)流量(liang)計傳(chuan)感(gan)器(qi)口徑(jing)的合(he)理選擇
　　這(zhe)一傳感(gan)器口徑(jing)的選(xuan)擇将對流(liu)體在管(guan)道(dao)中的(de)流速大小(xiao)産生(sheng)決定性(xing)影(ying)響,同(tong)時也(ye)會(hui)對(dui)輸出(chu)電勢參數(shu)産生(sheng)明顯(xian)影響(xiang),故而(er)在選擇電(dian)磁流量計(ji)的過程中(zhong),并不一定(ding)以連(lian)接工(gong)藝(yi)管(guan)道的(de)口徑作(zuo)爲選擇(ze)指标(biao)，而應當根(gen)據實際的(de)使用流量進行選擇(ze)。--般來說(shuo)，在(zai)待安裝管道内部流(liu)體流動(dong)速(su)度在1.5~3.0m/s區間的(de)情況下(xia)，傳感器(qi)的(de)口徑(jing)需要與待(dai)安裝(zhuang)管道口徑(jing)保持--緻,而在(zai)管道内(nei)部流體流動速(su)度<0.5m/s的(de)情(qing)況下，則(ze)需要(yao)将(jiang)儀(yi)表口(kou)徑控(kong)制(zhi)在管道(dao)口徑以下(xia)标準(zhun)。
5.2内襯(chen)和電極材(cai)料的(de)選(xuan)擇
　　爲了适應不(bu)同介質(zhi)的測量條件,如(ru)流體(ti)介質的溫(wen)度、壓力(li)、腐(fu)蝕性(xing)、磨損性(xing)等(deng)的要(yao)求，要選用(yong)不同(tong)的内(nei)襯、電極材(cai)料。若傾向于耐(nai)磨損(sun)性(xing)能,則建(jian)議選擇(ze)聚氨酯(zhi)橡膠(jiao)材料，若傾(qing)向于耐腐(fu)蝕性(xing)能,則(ze)傾(qing)向選擇(ze)聚四氟乙烯材(cai)料。
5.3保(bao)證被測流(liu)體滿管(guan)
　　在(zai)對電(dian)磁流量計進行(hang)安裝的(de)過(guo)程中(zhong),需确(que)保流(liu)量計(ji)測量管内部充(chong)滿流動(dong)流體。主(zhu)要依據是在電磁流量(liang)計對管(guan)道内部流量水平進(jin)行測(ce)量的(de)過程中，所(suo)獲取(qu)的主(zhu)要(yao)因素包(bao)括斷面(mian)面積及(ji)平面流(liu)動速度(du)這兩(liang)個方面,以上兩(liang)項指标之(zhi)積爲電磁(ci)流量(liang)計最(zui)終顯示的(de)測量數值(zhi)。故電磁流(liu)量計測量(liang)管隻(zhi)有(you)在滿溢(yi)狀态(tai)下才能确(que)保所獲取(qu)數據的精(jing)準可靠。在(zai)水平安裝(zhuang)電磁流量(liang)計的(de)過程(cheng)中,需要将流量(liang)計置(zhi)于管道最(zui)底部(bu)。在此(ci)基礎(chu)上,針(zhen)對氣液混(hun)合或固液混合(he)的管(guan)道而言,除(chu)需要按(an)照(zhao)以上(shang)方式(shi)進行(hang)安裝(zhuang)外，還需以(yi)傾斜(xie)姿态(tai)放置流量(liang)計,避(bi)免(mian)混(hun)相流體當(dang)中(zhong)的(de)氣體(ti)或固(gu)體(ti)出(chu)現分離,影(ying)響(xiang)測(ce)量的(de)正确性(xing)。
5.4接(jie)地和(he)接液(ye)
　　需要做好(hao)在電磁(ci)流(liu)量計(ji)安裝(zhuang)過程(cheng)中接(jie)地及接(jie)液(ye)方面(mian)的工(gong)作。爲确保(bao)流量(liang)計的(de)平穩(wen)、可靠運行(hang),需設(she)置一(yi)個零電位(wei)的基(ji)準點(dian)作爲(wei)參照(zhao)。在此過程(cheng)中,接(jie)液(ye)處理的(de)核心将管道内部導(dao)電(dian)液體接(jie)地設置(zhi)爲(wei)零電(dian)位的基準點參(can)照;而同時接地(di)處理(li)的核心是(shi)避免電磁(ci)流量計在(zai)測量(liang)流體(ti)流速(su)過程(cheng)中受(shou)幹擾影響,并對(dui)電磁流量(liang)計進行合理的(de)安全(quan)保護。與此同時(shi),接地處理還能(neng)使靜(jing)電感(gan)應及電磁感應所可(ke)能誘發的噪聲(sheng)電壓得到(dao)有效(xiao)抑制,剔(ti)除對測(ce)量數(shu)據(ju)的(de)幹擾(rao)。通過對接地電阻水平的控制(zhi),使回(hui)路(lu)雜(za)散電(dian)流壓(ya)降(jiang)水(shui)平明(ming)顯降低,依(yi)賴于(yu)降低(di)共(gong)模幹擾(rao)電壓(ya)的方(fang)式。
5.5接地具體要(yao)求
　　傳(chuan)感器必(bi)須(xu)單獨(du)接地(di)(接(jie)地電阻(zu)100Q以下)。分離型原則上(shang)接地(di)應在(zai)傳感器(qi)一側,轉換器(qi)接地應在(zai)同一(yi)接地(di)點。如傳感(gan)器(qi)裝在有(you)陰極(ji)腐(fu)蝕(shi)保護(hu)管道(dao)上，除(chu)了傳(chuan)感器(qi)和接(jie)地環(huan)一起接地(di)外，還(hai)要用較(jiao)粗(cu)銅導(dao)線(16mm2)繞過傳感器(qi)跨接管道(dao)兩連(lian)接法蘭上(shang)，使陰(yin)極保護電(dian)流與傳感器之間隔(ge)離。有時(shi)雜散電(dian)流過大,如電解(jie)槽沿(yan)着電(dian)解液的洩漏(lou)電(dian)流影(ying)響流量計(ji)的正(zheng)常測量,則可采(cai)取流量(liang)傳(chuan)感器(qi)與其(qi)連接(jie)的工(gong)藝之(zhi)間(jian)電(dian)氣隔離的辦法。同樣(yang)有陰極(ji)保(bao)護的管線(xian)上，陰極保(bao)護電流(liu)影響測(ce)量時(shi),也(ye)可采取(qu)本方法(fa)。
6主(zhu)要故(gu)障源(yuan)和故(gu)障現(xian)象
　　因外界(jie)原因(yin)導緻(zhi)儀表(biao)出現(xian)故障(zhang)主(zhu)要有三個方面(mian):一(yi)是現(xian)場管道系(xi)統及安裝(zhuang)引(yin)起的故(gu)障;二(er)是由被測(ce)介質即(ji)流體方(fang)面引起的(de)故障;三是(shi)由現場環(huan)境因素引(yin)起的(de)故障(zhang)。具體分析(xi)内容見表(biao)1。
 
　　除了(le)以上(shang)故障(zhang)因素(su)外，根據維(wei)護使(shi)用經(jing)驗，我們還(hai)要關(guan)注(zhu)因儀表(biao)井進(jin)水(shui)、電(dian)極老(lao)化等因素帶來(lai)的故(gu)障,從設計(ji)選型階段(duan)就應(ying)考慮(lü)傳感(gan)器的(de)防護等級或電(dian)極材(cai)料(liao)。
7結束語(yu)
　　除選型和(he)安裝方面的質量控(kong)制措(cuo)施對(dui)于提高電(dian)磁流量計(ji)正确(que)性有(you)重要(yao)影響(xiang)外，在電磁(ci)流量計(ji)投(tou)人運行的(de)後(hou)期維護(hu)管理工作(zuo)中,還(hai)需着重(zhong)做(zuo)好對(dui)電磁(ci)流(liu)量計電(dian)極污(wu)染(ran)的(de)防治(zhi)工作，及時(shi)對污染區域進行清(qing)垢處(chu)理(li),同(tong)時定(ding)期對(dui)接(jie)地電阻(zu)數值進行(hang)測量(liang),以保(bao)障電磁流(liu)量計(ji)能(neng)夠在安(an)全範(fan)圍内可靠(kao)、高效的運行,獲(huo)取精确的測量(liang)數據(ju)。

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