摘(zhāi)要:本文詳細介紹了電磁流量計
的(de)工作原理、特點(diǎn)以及應用的局(jú)限性，同(tóng)時(shí)也介(jiè)紹了(le)電磁(cí)流量(liàng)計在化工生産當中的應(yīng)用以及經常遇到的(de)故障和分析(xī)處理。
1引言
化工生(shēng)産中流(liú)量的測(cè)量是一(yī)項重要(yào)的參數，因(yīn)此隻(zhī)有.流量(liàng)測(cè)量靈(líng)敏可靠，才能保證生産的正常穩定(dìng)運行。電磁(cí)流量計便是在化工生(shēng)産中流(liú)量測量過(guò)程中(zhōng)經常(cháng)使用的重(zhòng)要儀(yí)表，電磁流量計雖(suī)具(jù)有着(zhe)結構簡單、量程(chéng)範圍(wéi)極寬(kuān)、無機械慣性和(hé)反應靈敏等優(yōu)良特(tè)性(xìng)，但是目(mù)前它還有一-些不(bú)足之處，以(yǐ)緻在使(shǐ)用.上(shàng)受到一定(dìng)限制。
2工作(zuò)原理
電磁(cí)流量計測(cè)量原理是(shì)基于法拉第電磁感(gǎn)應定律。即當導(dǎo)電液體流過電磁流量計時，導(dǎo)體液體中會産(chǎn)生與(yǔ)平均(jun1)流速(sù)v(體積流量)成正比的(de)電壓(yā)，其感(gǎn)應(yīng)電(diàn)壓信号通(tōng)過兩個與(yǔ)液體(tǐ)接觸(chù)的電極檢(jiǎn)測，通過電纜傳至放(fàng)大器，然後(hòu)轉換成統(tǒng)一的(de)輸出信(xìn)号。基(jī)于(yú)電磁(cí)流量計的(de)測量原理，要求(qiú)流動的液體具有最(zuì)低(dī)限度的(de)電導率。
電(diàn)磁流量計(jì)包括(kuò)變送(sòng)器和轉換器兩(liǎng)個部分，兩(liǎng)者之(zhī)間(jiān)使用連接線(xiàn)相互連接。變(biàn)送(sòng)器是基于(yú)電磁感應定律工作的，如圖1所示，被測介質垂直于(yú)磁感線(xiàn)方向(xiàng)流(liú)動，做(zuò)切(qiē)割(gē)磁感(gǎn)線運動(dòng)從(cóng)而産(chǎn)生感(gǎn)應電(diàn)動勢(shì)e。
ex=bdv×10-4+v
式(shì)中，b一(yī)電磁感應(yīng)強度，t;
d一兩電極(jí)間距(jù)離，cm;
v一被測介質平均流速(sù)，m/s;
轉換器是一個(gè)高輸入阻(zǔ)抗，且(qiě)能抑制(zhì)各(gè)種幹(gàn)擾成(chéng)分(fèn)的交流(liú)毫伏(fú)轉(zhuǎn)換(huàn)器。
3電(diàn)磁流量計的主(zhǔ)要特(tè)點以及使(shǐ)用的局限性
3.1主(zhǔ)要特(tè)點
(1)電磁流(liú)量計的變送器(qì)結構簡單，沒(méi)有(yǒu)可動部件，也沒(méi)有任何阻(zǔ)礙流(liú)體流(liú)動(dòng)的節流(liú)部件，所以(yǐ)當流體通(tōng)過時不(bú)會(huì)引起任何附加的壓力(lì)損失，同(tóng)時它不會引起(qǐ)諸如磨損(sǔn),.堵塞(sāi)等問題，特(tè)别(bié)适(shì)用于測量帶有固體顆粒(lì)的礦漿，污(wū)水等液固(gù)兩相流體，以及各種(zhǒng)粘性較大(dà)的漿液等。同樣，由于(yú)它結構.上無運(yùn)動部件，故(gù)可通過附.上耐(nài)腐蝕絕(jué)緣襯裏和選擇耐腐材料制成(chéng)電極，起(qǐ)到很好的耐腐(fǔ)蝕(shí)性能，使(shǐ)之可(kě)用于各種腐(fǔ)蝕(shí)性介質(zhì)的(de)測量(liàng)。
(2)電磁流量計是一種體積流量測量(liàng)儀(yí)表，在測(cè)量過程中，它不受被測介(jiè)質的(de)溫度、粘度(dù)、密度以及電導率(在(zài)--定範(fàn)圍(wéi)内)的影響。因此，電磁流(liú)量計隻需經水标定以後，就可(kě)以用來(lái)測量其(qí)它導電(diàn)性液體(tǐ)的流(liú)量，而(ér)不需(xū)要附加其它修(xiū)正。
(3)電磁(cí)流量計(jì)的量程範(fàn)圍極(jí)寬，同一台電磁(cí)流量(liàng)計的量(liàng)程比可達1:100。此外，電(diàn)磁流量計隻與(yǔ)被測介質(zhì)的平:均流速成正比(bǐ)，而與(yǔ)軸對(duì)稱分(fèn)布下的流(liú)動狀态(層(céng)流(liú)或紊流)無關(guān)。
(4)電(diàn)磁流量(liàng)計無(wú)機械慣性(xìng)，反應靈敏，可以(yǐ)測量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，而且(qiě)線性(xìng)好。因此，可将測置信(xìn)号直(zhí)接用(yòng)轉換器線(xiàn)性地(dì)轉換成标準信(xìn)号輸(shū)出，可就地(dì)指示(shì)，也(yě)可遠距(jù)離(lí)傳(chuán)送。
3.2使用局(jú)限性
(1)電磁流量(liàng)計不能用(yòng)于測量氣體、蒸氣以(yǐ)及含(hán)有大(dà)量氣體的(de)液體。
(2)電磁(cí)流量計(jì)目(mù)前還不能(néng)用來(lái)測量(liàng)電導率很(hěn)低的(de)液體介質，被測(cè)液體介(jiè)質(zhì)的電(diàn)導率不能(néng)低于(yú)10-5(s/cm)，相當于蒸餾水(shuǐ)的電導率.對石(shí)油制(zhì)品(pǐn)或(huò)者有機(jī)溶(róng)劑等還無(wú)能爲(wèi)力。
(3)由(yóu)于測(cè)量管(guǎn)絕緣襯裏(lǐ)材料受(shòu)溫度的(de)限制(zhì)，目前工業(yè)電磁流量計還(hái)不能測(cè)量(liàng)高溫(wēn)高壓流體(tǐ)。
(4)電磁(cí)流量計受流速(sù)分布影(yǐng)響(xiǎng)，在軸(zhóu)對稱(chēng)分(fèn)布的條(tiáo)件下，流量信号(hào)與平(píng)均流速成正比(bǐ)。所(suǒ)以，電磁(cí)流量計前後也(yě)必須有(yǒu)一定長(zhǎng)度的前後(hòu)直管(guǎn)段。.
(5)電(diàn)磁流量計易受(shòu)外界電磁(cí)幹擾(rǎo)的影響。
4電(diàn)磁流量計運行(háng)管理
4.1安裝工程要點(diǎn)
電磁(cí)流量(liàng)計在運(yùn)行(háng)中産(chǎn)生的(de)故障一般(bān)分兩(liǎng)類。一類爲(wèi)儀表本(běn)身故障(zhàng)，即儀表結(jié)構件(jiàn)或元(yuán)器件損壞(huài)引得(dé)故障;另一類爲(wèi)外界原因(yīn)引起的故(gù)障，如安裝不妥造成(chéng)流動畸變,.沉積和結垢或環境(jìng)條件(jiàn)變(biàn)化(huà)出現(xiàn)新幹(gàn)擾源(yuán)等(děng)。下(xià)面就幾種(zhǒng).
常見故障進(jìn)行分析。
(1)管道系統(tǒng)和安(ān)裝(zhuāng):通(tōng)常(cháng)是(shì)電磁(cí)流量傳(chuán)感器安(ān)裝位(wèi)置不(bú)正确引起的(de)故障，常見的(de)有傳感器前直管段不符(fú)合要求，當上遊(yóu)側泵或閥的工(gōng)作狀态産生變(biàn)化時，流體産生擾動，影響到傳(chuán)感器(qì)的測量狀(zhuàng)态;将流(liú)量傳感器安裝在(zài)易積(jī)聚瀦留氣體的(de)管網(wǎng)高點;流量傳感器後(hòu)無背(bèi)壓，液體徑(jìng)直.排(pái)入大氣。形成其測量管内非滿(mǎn)管;裝(zhuāng)在(zài)自上向(xiàng)下流的垂(chuí)直管道上(shàng)，可能(néng)出現(xiàn)排空(kōng)等原因。
(2)周圍環(huán)境:主(zhǔ)要是(shì)管道雜散(sàn)電流(liú)幹擾(rǎo)，空間電(diàn)磁(cí)波幹(gàn)擾(rǎo)，大電機(jī)磁場(chǎng)幹擾等。對(duì)管道雜散電流(liú)幹擾(rǎo)通常采取(qǔ)良好(hǎo)的單獨接(jiē)地保護。如管道(dào)有強雜(zá)散(sàn)電流(liú)，須采(cǎi)取流量傳(chuán)感(gǎn)器與管道絕(jué)緣的(de)措施。空(kōng)間(jiān)電磁波幹(gàn)擾一(yī)般經(jīng)信(xìn)号電纜(lǎn)引入，通常采用(yòng)單層(céng)或(huò)多層屏(píng)蔽予以(yǐ)保護(hù)。
(3)流(liú)體方(fāng)面(miàn):如果流(liú)體内含有大量(liàng)氣泡(pào)，會使信号(hào)輸(shū)出波動。若氣(qì)泡大(dà)到流過(guò)電(diàn)極遮蓋整(zhěng)個電(diàn)極表(biǎo)面(miàn)，使電極信号回(huí)路瞬時斷開，人(rén)輸出信(xìn)号将産生(shēng)更大的波動;如果兩(liǎng)種電(diàn)導率不同的混合液體在(zài)未均勻混(hùn)合前(qián)即進入(rù)流量傳(chuán)感器進行流量測量，輸(shū)出信号(hào)亦會産生(shēng)波動(dòng)。
(4)管道(dào)内壁附着(zhe)層:當電磁流量(liàng)計測量含懸浮(fú)物較高(gāo)或(huò)較髒(zāng)的流體流量時(shí)，污物容易(yì)附着在管道内壁，使(shǐ)電極(jí)被覆(fù)蓋。若附着層電導率與液體電導率相近(jìn)，儀表還能(néng).正常輸出信号，隻是(shì)改變流通(tōng)面積形成測量(liàng)誤差(chà);若是高電導率附着層，電(diàn)極間電動勢将(jiāng)被短路;若是絕(jué)緣性附(fù)着層，電(diàn)極表面被(bèi)絕緣(yuán)而(ér)斷開測量電(diàn)路。後兩種現象均會(huì)使(shǐ)儀表無(wú)法工(gōng)作(zuò)。
(5)雷(léi)電擊:雷電(diàn)擊在線路(lù)中感應瞬時高(gāo)電壓(yā)和浪湧電(diàn)流。進入儀表就會損(sǔn)壞(huài)儀(yí)表。雷(léi)電擊損壞(huài)儀表有三(sān)條引(yǐn)入途(tú)徑:電源(yuán)線(xiàn)、傳感器與轉(zhuǎn)換器之(zhī)間的流量信号線和(hé)勵磁線。不(bú)過引起故障的感應瞬時高電(diàn)壓和(hé)浪湧電流(liú)大部(bù)分是從控制室(shì)電(diàn)源線路引入的(控(kòng)制室(shì)其他儀表(biǎo)也常(cháng)常同時(shí)出現雷擊事故)，因此，設(shè)置控制室(shì)儀表(biǎo)電源線防雷設(shè)施是(shì)非常重要(yào)的。
(6)儀(yí)表井(jǐng)進水(shuǐ):儀表井進水，使(shǐ)接線盒長期授(shòu)水。造成輸入端(duān)子短路，使輸出(chū)爲零(líng)。此時如能(néng)及時(shí)将水(shuǐ)排掉，晾幹(gàn)接線端子。去掉鏽(xiù)迹(jì)，然後(hòu)接好端子線(xiàn)。儀(yí)表還可(kě)恢(huī)複運行。如(rú)果(guǒ)經過嚴重的(de)長期(qī)浸泡(pào)，傳感器的勵磁(cí)線圈(quān)将有(yǒu)可能被燒壞(huài)，儀表就(jiù)不能修複。
(7)電氣(qì)接線:接線端子(zǐ)松動，電纜屏蔽(bì)不好，屏蔽線接(jiē)地，造成(chéng)儀(yí)表顯(xiǎn)示不準。
4.2常見故(gù)障解(jiě)析
電磁流(liú)量計(jì)常見故障(zhàng)現象有:無(wú)流量信号(hào);輸出晃動(dòng);零點不(bú)穩;流量測量(liàng)值與(yǔ)應用(yòng)參比值不符;輸(shū)出信号(hào)超(chāo)滿度(dù)值等(děng)。下面(miàn)我們(men)就這(zhè)些常見的故障現(xiàn)象(xiàng)做出(chū)相應的(de)處理方(fāng)法和檢(jiǎn)查(chá)流程(chéng)，具體如下(xià)所示(shì):
(1)無流量信(xìn)号輸(shū)出:a查電源(yuán)及連接電纜系(xì)統完好性。檢查轉換(huàn)器電源、勵(lì)磁電(diàn)流熔絲(sī)，或置換整個(gè)電源線路闆。查(chá)連(lián)接(jiē)勵磁(cí)系統和信号系(xì)統的(de)電纜是否(fǒu)完好(hǎo)，接(jiē)點是否(fǒu)正确(què)。b.查液(yè)體流(liú)動方向和管内流體充滿性。液體流動方(fāng)向必(bì)須與傳感(gǎn)器殼(ké)體上(shàng)箭頭(tóu)方向(xiàng)一緻，如果(guǒ)管道(dào)内流(liú)體不滿管，應在流量計下(xià)遊側加裝u形彎。c.查傳(chuán)感器完好性和測量管内(nèi)壁狀況。先檢查各接線端子和勵磁(cí)線圈的完(wán)好性(xìng)。用萬(wàn)用表(biǎo)測線圈電阻及(jí)線圈對地電(diàn)阻(zǔ)，查線(xiàn)圈是否斷(duàn)開或匝聞短路(lù)，線圈(quān)及(jí)其端子(zǐ)絕緣是否(fǒu)下降。此類(lèi)故障通常(cháng)是由于儀(yí)表井進水，使電氣接線盒(hé)浸(jìn)水造成的。再(zài)查測量電(diàn)極接(jiē)觸電(diàn)阻，以(yǐ)判斷(duàn)電極(jí)狀況(kuàng)。d查轉換器(qì)故障(zhàng)。一般采(cǎi)用更換(huàn)線路闆(pǎn)來排除(chú)故障。
(2)輸出晃動(dòng):a.被測流體本身(shēn)是波(bō)動或脈動(dòng)的，非(fēi)流量(liàng)計自(zì)身的(de)故障。是流(liú)量計.上遊動力源(如水泵)或下(xià)遊閥(fá)門開(kāi)度改(gǎi)變引起的(de)波動(dòng)。待工藝過(guò)程平(píng)穩後(hòu)輸出會穩(wěn)定下來。b.管(guǎn)道未充滿(mǎn)液體或液(yè)體中含有氣泡，原因是(shì)傳感器(qì)下遊無背壓(yā)或背壓不足(zú)。也可(kě)能是(shì)上遊(yóu)水泵吸人(rén)空氣，可在(zài)流量計(jì)下遊側(cè)加裝u形彎并裝排氣閥。c.外界電(diàn)磁幹擾，幹擾源主要(yào)有管道雜(zá)散電流、靜電、電(diàn)磁波和磁場。檢查傳感器是否(fǒu)良好的(de)接(jiē)地，通(tōng)常接(jiē)地電阻要(yào)小(xiǎo)于(yú)10q(或(huò)1002);将電磁(cí)流量傳感器與(yǔ)其管道之間作(zuò)電氣絕緣隔離(lí);檢查(chá)傳(chuán)感(gǎn)器與(yǔ)轉換(huàn)器(qì)之(zhī)間的(de)信号線是(shì)否(fǒu)良(liáng)好屏(píng)蔽，電纜是否置于保(bǎo)護鋼管内(nèi)，移近轉換(huàn)器(qì)與傳感(gǎn)器之(zhī)間的距離，縮短(duǎn)連接電纜(lǎn)長度(dù);排除(chú)強幹擾源(yuán)。
(3)零點不穩定:a.管(guǎn)道(dào)未(wèi)充(chōng)滿液體(tǐ)或液體中(zhōng)含(hán)有(yǒu)氣泡。b.主(zhǔ)觀(guān)上認(rèn)爲管系(xì)液體無流動而實(shí)際上(shàng)存在微小流動(dòng);其實不是電磁流量計(jì)故(gù)障，而是如(rú)實反(fǎn)映流(liú)動狀況(kuàng)的(de)誤解。c.受雜(zá)散(sàn)電流等(děng)外界幹擾(rǎo)傳感(gǎn)器接地不完善(shàn)。d.液體電(diàn)導(dǎo)率變(biàn)化或(huò)不均勻，在(zài)靜止(zhǐ)時(shí)會使零(líng)點變動(dòng)。因此，流(liú)量計位置(zhì)應遠離注(zhù)入藥液點(diǎn)或管(guǎn)道化學反應(yīng)段(duàn)下遊(yóu);若液(yè)體内雜質(zhì)沉積(jī)測量管内(nèi)壁，測(cè)量電極被(bèi)覆蓋(gài)，也可能造成零(líng)點變動。e.檢(jiǎn)查信号線(xiàn)絕(jué)緣情況。先檢(jiǎn)查信(xìn)号電纜，再檢(jiǎn)查接線端子，然後再檢(jiǎn)查(chá)電(diàn)極的絕緣(yuán)電阻(zǔ)。當管内(nèi)充(chōng)滿液(yè)體時(shí)，用萬用表分(fèn)别(bié)測量每--電極與接地點之(zhī)間的電阻(zǔ)。兩電極(jí)對(duì)地電(diàn)阻之差應在10%~20%之間。放(fàng)空(kōng)測量管(guǎn)，電極(jí)與地同的(de)阻值必須在100mq以(yǐ)上。
(4)流(liú)量測(cè)量值(zhí)與應(yīng)用(yòng)參(cān)比值不符:a轉(zhuǎn)換(huàn)器設定值(zhí)不(bú)正确。調(diào)出儀(yí)表菜(cài)單，檢(jiǎn)查儀表常數、管(guǎn)道口徑(jìng)和(hé)計量單位等設定值，調整轉換器零點和量程。b.查管(guǎn)道充液狀況和(hé)是否含有氣泡(pào)。c.未處理好(hǎo)信号(hào)電纜或使用過程中電纜(lǎn)絕緣下降(jiàng)。d.傳(chuán)感(gǎn)器上(shàng)遊流(liú)動(dòng)狀(zhuàng)況不符合要求(qiú)，直管(guǎn)段長度(dù)不夠。e.傳(chuán)感器極(jí)問(wèn)電阻(zǔ)變化或(huò)電(diàn)極絕緣下降。f.所測量管系(xì)存(cún)在未納(nà)入考(kǎo)核的流入(rù)流出值。
(5)輸出信号超滿刻度值(zhí):a确認故障(zhàng)位置。将轉(zhuǎn)換器兩信号輸入端(duān)子和(hé)功能地(dì)端子短(duǎn)路。觀察轉(zhuǎn)換器(qì)輸出信(xìn)号(hào)是否(fǒu)到零。若能到零(líng)，則故(gù)障不在轉(zhuǎn)換(huàn)器;若不(bú)能到(dào)零,則轉換器錯(cuò)誤。b.傳(chuán)感器或連接電纜故障。電(diàn)極間無液體連通，電纜斷開或(huò)接線錯誤都會造成信号回路(lù)斷開，使(shǐ)輸出超(chāo)滿度(dù)。c.轉換器方(fāng)面(miàn)。檢查(chá)轉換器(qì)儀表(biǎo)常數和各參數(shù)是否(fǒu)符合(hé)，核對與傳感器(qì)是否配套，試換(huàn)備(bèi)用線路闆檢(jiǎn)查各單(dān)元線路故障。
5結束語
電(diàn)磁流量計(jì)在化工生(shēng)産使用的(de)過程當中(zhōng)，會随(suí)機出現各(gè)種(zhǒng)故(gù)障現象，但(dàn)隻要我們了解(jiě)該儀(yí)表的工作原理(lǐ)，并能夠深入學(xué)習和努力(lì)分析(xī)，就--定能夠(gòu)很好(hǎo)地加以(yǐ)排(pái)除解(jiě)決，保證(zhèng)儀表的指示(shì)正确而靈敏，從而(ér)爲生(shēng)産(chǎn)長周期打(dǎ)下基(jī)礎。
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