摘要：電磁(cí)流量(liàng)計(jì) 因(yīn)其無(wú)法比(bǐ)拟的一些(xiē)優點一直(zhí)持有較高(gāo)的(de)市場占(zhàn)有率(lǜ)。其(qí)結構簡(jiǎn)單，流體流過流量(liàng)計不(bú)會産生(shēng)壓力損耗(hào)，可以(yǐ)測量髒污介質(zhì)、渾濁介(jiè)質及腐(fǔ)蝕介質的液固(gù)兩相流量，測量(liàng)過程不(bú)易(yì)受液體的(de)密度、溫度(dù)、粘度(dù)的影響，測速範(fàn)圍(wéi)比較寬(kuān)。介(jiè)紹(shào)了(le)電磁流(liú)量計(jì)的(de)基本(běn)原(yuán)理和使用優勢(shì)，分析了電磁流(liú)量計(jì)選用時需要考慮的問題(tí)，對影(yǐng)響(xiǎng)其測量(liàng)精度(dù)的因(yīn)素提(tí)出了提(tí)高(gāo)電磁(cí)流量(liàng)計使用精(jīng)度的幾種策略，并對(duì)主要故(gù)障(zhàng)源和故障(zhàng)現象(xiàng)進行(háng)彙(huì)總(zǒng)對比(bǐ)，對于(yú)電磁(cí)流量計的使用和維(wéi)護有一定幫助(zhù)。
　　電磁(cí)流量計是(shì)利用法(fǎ)拉(lā)第電磁感(gǎn)應定(dìng)律制(zhì)成的(de)一種測量(liàng)導電(diàn)液體(tǐ)體積(jī)流量的儀表。20世紀50年代初電磁(cí)流量計實(shí)現了工業(yè)化應用,近(jìn)年來在(zài)世界範圍内的産(chǎn)量約(yuē)占工業(yè)流(liú)量儀表台數的(de)5%~6.5%。因其在測量過程中不受被(bèi)測(cè)介(jiè)質(zhì)的溫度、壓力、密(mì)度、粘度及(jí)流動(dòng)狀态等(děng)變化的(de)影響的優點,被(bèi)普遍(biàn)應用(yòng)于新鮮水(shuǐ)以及(jí)污水(shuǐ)等導電(diàn)液(yè)體的(de)測量中。
1電(diàn)磁流(liú)量計的優勢
　　電(diàn)磁流量(liàng)計的測(cè)量通(tōng)道是(shì)一段無阻(zǔ)流檢測件(jiàn)的光(guāng)滑(huá)直管,因不易阻塞而适(shì)用于測量含(hán)有固體顆粒(lì)或纖維的液固(gù)兩相(xiàng)流體，如紙漿、煤(méi)水(shuǐ)漿、礦(kuàng)漿、泥漿(jiāng)和污(wū)水等。電磁(cí)流量計(jì)不産生(shēng)因檢測流(liú)量所形成的壓(yā)力損失(shī),儀表的阻力(lì)僅是同一(yī)長度(dù)管道(dào)的沿(yán)程阻力,節能效果顯(xiǎn)著,對要求(qiú)低阻(zǔ)力損失的大管(guǎn)徑供(gòng)水管道最(zuì)爲适(shì)合。測(cè)得的(de)體積(jī)流量實際(jì)上不(bú)受流體密(mì)度粘(zhān)度、溫度、壓(yā)力和電導率變(biàn)化明顯的影響(xiǎng)。與其他(tā)大部分(fèn)流量(liàng)儀表相比(bǐ),前置直管段要(yào)求較低(dī)。測量(liàng)範(fàn)圍度大,通(tōng)常爲(wèi)20:1~50:1,可選流量(liàng)範圍寬。滿度值液體(tǐ)流速可在0.5~10m/s内選(xuǎn)定。不必取下作(zuò)離線(xiàn)實(shí)流标定(dìng)。口徑範(fàn)圍(wéi)比其他品(pǐn)種流量儀(yí)表寬,可(kě)達到3m。可(kě)測正反(fǎn)雙(shuāng)向流量。儀(yí)表輸出本(běn)質上(shàng)是線性的(de)。易于(yú)選擇與流(liú)體接觸件的材(cái)料品種,可應用(yòng)于腐(fǔ)蝕性流體(tǐ)。
2基本原理
　　電磁流量(liàng)計(jì)的設計(jì)是根據法拉第(dì)電磁感應定律,導管(guǎn)中(zhōng)導(dǎo)電的流體(tǐ)被看作導體,管道的内徑(jìng)可(kě)看(kàn)作道導體(tǐ)的長,原理圖如(rú)圖1所示(shì)，兩電極裝到與(yǔ)管道的中心軸和磁場(chǎng)方向組成的平(píng)面相垂直,拾取(qǔ)液體産生的感應電動勢。感應(yīng)電動(dòng)勢爲:.
 
　　式中(zhōng):e爲(wèi)感應電動勢(shì);b爲磁感應(yīng)強度(dù);v爲平均流(liú)速;qv爲單位(wèi)時間(jiān)流過管道的橫截面(miàn)積液體(tǐ)的(de)體積(jī)。
　　由上(shàng)式看出瞬(shùn)時流量隻和感應電動勢(shì)成線(xiàn)性關(guān)系，與(yǔ)其他(tā)物理量(liàng)無關，這(zhè)是電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計(jì)的優(yōu)點之一。
3選用電磁流(liú)量計(jì)要考(kǎo)慮的主要(yào)因素
3.1液體電導(dǎo)率
　　電(diàn)磁流量計(jì)使用的前(qián)提必(bì)須導(dǎo)電,不能低于阈值,常(cháng)規流量計阈值一般(bān)在10-4~10-6s/m,應(yīng)根據型号(hào)而定。有機溶劑(jì)和石油制品的(de)電導(dǎo)率較(jiào)低,因(yīn)此(cǐ)不能用電磁(cí)流量計來(lái)測量(liàng)。根據(jù)經驗,被測(cè)液體(tǐ)的電導率(lǜ)應該(gāi)比儀表廠(chǎng)商所規定的阈(yù)值的數量級至少要大一(yī)個數(shù)量級,否則容易引起(qǐ)測(cè)量值波(bō)動(dòng)。
3.2精度等(děng)級
　　電(diàn)磁流量計精度(dù)高的(de)誤差大約(yuē)爲±0.5%~±1%,精度低的流量計大約爲±1.5%~±2.5%，價格也相(xiàng)差2倍左(zuǒ)右。因此應該合(hé)理選擇流(liú)量計(jì),在精度要(yào)求不(bú)高的(de)地(dì)方，選用(yòng)價格較低(dī)的來(lái)減少成(chéng)本。有的(de)流量計(jì)精(jīng)度更高,但(dàn)是安裝條(tiáo)件要求(qiú)很高,如溫度(dù)20~22℃,甚至要做(zuò)實流校準(zhǔn)。
3.3流速和口徑(jìng)的選擇(zé)
　　流量計(jì)的(de)口徑(jìng)可以不(bú)與管徑(jìng)一緻,應根(gēn)據流(liú)量而(ér)定。管道的(de)液體(tǐ)經濟(jì)流速一般(bān)爲(wèi)1.5~3m/s,在這種流速(sù)下，流量計(jì)的口徑和管徑(jìng)一緻(zhì)即可。上(shàng)限(xiàn)流速理論(lùn)上是(shì)不限(xiàn)的,但是如果襯(chèn)裏(lǐ)不能承(chéng)受(shòu)流體沖刷建議不(bú)超過5m/s。容易(yì)沉積結(jié)垢(gòu)的液(yè)體,選(xuǎn)用流速應(yīng)不小于(yú)2m/s。
4影(yǐng)響電磁(cí)流(liú)量測量精(jīng)度的因(yīn)素
4.1接地環和電極(jí)材質(zhì)的選擇問(wèn)題
　　若(ruò)被測液體和電(diàn)極或接(jiē)地環不(bú)匹配引發故(gù)障(zhàng),除了腐蝕(shí)問題，還有(yǒu)電極(jí)的表(biǎo)面效應(yīng),主(zhǔ)要包(bāo)括:化學反應、極(jí)化現(xiàn)象、觸(chù)媒作(zuò)用。接(jiē)地環(huán)也同(tóng)樣有(yǒu)這(zhè)些問題(tí),不過影響(xiǎng)程度小。
4.2管(guǎn)内液體不滿管
　　由于(yú)流量(liàng)計安裝的(de)位置不良或者背壓不足，導緻液體(tǐ)不(bú)能充(chōng)滿管道(dào),緻使(shǐ)測量(liàng)值比(bǐ)真實(shí)值要(yào)小。如(rú)果不(bú)滿管(guǎn)比較嚴重(zhòng)，使電極漏(lòu)出液(yè)面,就(jiù)沒有(yǒu)辦法(fǎ)測量(liàng)液體(tǐ)了。如果流(liú)動是塞狀(zhuàng)流(liú)或氣泡(pào)流,不僅會使測(cè)量值(zhí)不準，還會(huì)由于氣泡瞬(shùn)間碰到電極表面(miàn)而造成輸出晃動。
4.3液(yè)體中含固(gù)相
　　如果液體中含有(yǒu)顆粒，可能會造(zào)成的(de)故障有:電(diàn)極和襯裏(lǐ)表面(miàn)上覆(fù)蓋沉(chén)積層(céng)、襯裏(lǐ)磨損(sǔn)或管道截面積變小。對于(yú)有些(xiē)比較容(róng)易結晶(jīng)的液(yè)體，當流體(tǐ)流經流量(liàng)計時(shí)易使内壁(bì)挂有一層(céng)固體,所以(yǐ)可選用(yòng)被測量(liàng)管路非(fēi)常(cháng)短,且容易(yì)拆卸的流(liú)量計，在結晶後(hòu)便于下線處理(lǐ)。
4.4安裝(zhuāng)
　　安(ān)裝過程(chéng)中，應(yīng)該将(jiāng)流量(liàng)計正負(fù)方向和(hé)流體(tǐ).流向一緻(zhì)。避免安裝(zhuāng)在強磁場的(de)地方。流(liú)量計不應(yīng)安裝(zhuāng)在容(róng)易(yì)積氣的(de)管道(dào)最高(gāo)點,或者自上(shàng)而下垂(chuí)直的管路(lù),這樣容易産生(shēng)排空(kōng)。流量計下(xià)遊不(bú)應直(zhí)接将(jiāng)液(yè)體(tǐ)排入大氣(qì)，防止(zhǐ)因背壓(yā)不足使(shǐ)流量(liàng)計不(bú)滿管(guǎn)。
5提高精度(dù)的主(zhǔ)要策略(luè)
5.1需要(yào)實(shí)現對電磁(cí)流量(liàng)計傳感(gǎn)器口徑的合理選擇
　　這一傳(chuán)感器口徑(jìng)的選擇(zé)将(jiāng)對(duì)流(liú)體在管(guǎn)道(dào)中的流速(sù)大小産生決定(dìng)性影響,同時也(yě)會對輸出(chū)電勢參數(shù)産生(shēng)明顯(xiǎn)影(yǐng)響(xiǎng),故而(ér)在選擇(zé)電磁流量計的(de)過程中(zhōng),并不一定以連(lián)接工藝管道(dào)的(de)口徑(jìng)作爲選擇(zé)指标(biāo)，而(ér)應當根(gēn)據實際(jì)的(de)使用(yòng)流量(liàng)進行選擇(zé)。--般來(lái)說，在待安(ān)裝管道内(nèi)部流體流動速度在1.5~3.0m/s區間的(de)情況下，傳感(gǎn)器的口徑(jìng)需要(yào)與待安裝管道口(kǒu)徑(jìng)保持--緻,而(ér)在管道内部流體流動速(sù)度<0.5m/s的情況(kuàng)下，則(zé)需要将儀(yí)表口(kǒu)徑控(kòng)制在管道(dào)口徑(jìng)以下标準(zhǔn)。
5.2内襯和電極材(cái)料的選擇
　　爲了(le)适應不同介質(zhì)的測量(liàng)條(tiáo)件,如(rú)流體(tǐ)介質的溫(wēn)度、壓(yā)力、腐(fǔ)蝕性、磨損(sǔn)性等的要(yào)求，要(yào)選(xuǎn)用(yòng)不同的内(nèi)襯(chèn)、電(diàn)極材(cái)料。若傾向于耐(nài)磨損(sǔn)性能,則建(jiàn)議選(xuǎn)擇聚(jù)氨酯(zhǐ)橡膠材(cái)料，若傾向于耐腐(fǔ)蝕性能,則(zé)傾(qīng)向(xiàng)選擇聚四氟(fú)乙烯材(cái)料。
5.3保證(zhèng)被測流(liú)體滿管
　　在對電磁流(liú)量(liàng)計進行(háng)安裝的(de)過程中(zhōng),需确(què)保(bǎo)流量計(jì)測量管内(nèi)部充(chōng)滿流(liú)動流體。主(zhǔ)要依(yī)據是在電(diàn)磁流量(liàng)計對管(guǎn)道内(nèi)部流量水(shuǐ)平進行測量的(de)過程(chéng)中(zhōng)，所(suǒ)獲取的主(zhǔ)要因(yīn)素包(bāo)括斷面(miàn)面積及(jí)平面(miàn)流動速度(dù)這兩個方(fāng)面,以(yǐ)上兩項(xiàng)指(zhǐ)标之積爲電磁(cí)流量(liàng)計最終顯示的(de)測量數(shù)值。故電磁(cí)流(liú)量計測量(liàng)管隻有在滿溢(yì)狀态下才(cái)能确(què)保所獲取(qǔ)數據的精(jīng)準(zhǔn)可靠。在水平(píng)安裝電磁(cí)流量計的過程(chéng)中,需(xū)要将(jiāng)流量計置于管道最(zuì)底部(bù)。在此(cǐ)基礎(chǔ)上,針(zhēn)對氣液混(hùn)合或固(gù)液混(hùn)合的管道而言,除(chú)需要按照(zhào)以上(shàng)方式(shì)進行安裝外，還(hái)需以(yǐ)傾斜(xié)姿态放置流(liú)量計,避(bì)免混(hùn)相流(liú)體當中的氣體或固體(tǐ)出(chū)現分(fèn)離,影(yǐng)響測(cè)量的(de)正确性。
5.4接地和(hé)接液
　　需要做好(hǎo)在電磁(cí)流量計安裝(zhuāng)過程中接(jiē)地及接液方面(miàn)的工(gōng)作(zuò)。爲确保(bǎo)流量計的(de)平穩(wěn)、可靠(kào)運(yùn)行,需設(shè)置一個零電位的基(jī)準點作爲(wèi)參照(zhào)。在此過(guò)程中,接液處理的(de)核心将(jiāng)管道内部導(dǎo)電液體接地(dì)設置爲零電(diàn)位的基準點(diǎn)參(cān)照;而同時接地(dì)處理的(de)核心是避免(miǎn)電磁(cí)流量(liàng)計在測(cè)量(liàng)流體(tǐ)流速(sù)過(guò)程中(zhōng)受(shòu)幹擾影(yǐng)響(xiǎng),并對(duì)電磁流(liú)量計進(jìn)行合(hé)理的安全(quán)保(bǎo)護。與此同時,接地處理還能(néng)使靜電感應及電磁感(gǎn)應所可(kě)能誘發的(de)噪聲(shēng)電(diàn)壓(yā)得到有效(xiào)抑制,剔除(chú)對測(cè)量數據(jù)的幹擾(rǎo)。通過對接(jiē)地電(diàn)阻水(shuǐ)平的控制,使(shǐ)回路雜(zá)散電流壓降(jiàng)水(shuǐ)平明顯降低,依(yī)賴于降低共(gòng)模(mó)幹擾電壓(yā)的方式。
5.5接地具體要求
　　傳(chuán)感器必須(xū)單(dān)獨接地(接(jiē)地電阻(zǔ)100q以下)。分離型原則上接地應在(zài)傳(chuán)感器一側,轉(zhuǎn)換器接地應在(zài)同一(yī)接(jiē)地點。如傳感(gǎn)器裝在有陰極(jí)腐蝕保護管道上，除了傳(chuán)感器(qì)和接地(dì)環(huán)一起接(jiē)地外，還(hái)要用較(jiào)粗銅導(dǎo)線(16mm2)繞(rào)過傳感器跨(kuà)接管道兩連(lián)接法蘭(lán)上(shàng)，使陰(yīn)極保護電(diàn)流與傳感(gǎn)器之間隔離。有時雜(zá)散電流過(guò)大(dà),如電解(jiě)槽沿(yán)着電解液的洩(xiè)漏電(diàn)流影(yǐng)響流量計的正(zhèng)常測量(liàng),則可采取流量傳感器與其(qí)連接的(de)工藝之間(jiān)電(diàn)氣隔(gé)離的(de)辦(bàn)法。同樣(yàng)有陰(yīn)極保護的管線(xiàn)上，陰極保(bǎo)護電流影(yǐng)響測(cè)量時(shí),也可采取本方法。
6主(zhǔ)要故障源和故(gù)障現(xiàn)象(xiàng)
　　因(yīn)外(wài)界原因(yīn)導緻儀表(biǎo)出現故障主要(yào)有三個方(fāng)面(miàn):一是現(xiàn)場管道系統及安裝(zhuāng)引起的故(gù)障;二是由(yóu)被測(cè)介質即流體方(fāng)面引起的(de)故障(zhàng);三是由(yóu)現(xiàn)場環境(jìng)因素引起的(de)故障。具(jù)體分析(xī)内容見表1。
 
　　除了以上故(gù)障因素(sù)外，根據(jù)維(wéi)護使用經驗(yàn)，我們還(hái)要關注因(yīn)儀表(biǎo)井進水(shuǐ)、電(diàn)極老化等因(yīn)素(sù)帶來的故障,從設計(jì)選型階(jiē)段就應考慮傳(chuán)感器的(de)防護等(děng)級或電(diàn)極材料。
7結束語
　　除選型和安裝方面(miàn)的質量控(kòng)制措施對(duì)于提高電磁流量計正确性有(yǒu)重要(yào)影響(xiǎng)外，在電磁流量計(jì)投(tóu)人運(yùn)行的後(hòu)期維護管理工作中,還需着(zhe)重做(zuò)好對電磁(cí)流量(liàng)計電(diàn)極污(wū)染的(de)防治(zhì)工作，及時對污(wū)染區域進行清(qīng)垢處理(lǐ),同時定(dìng)期對接地電阻(zǔ)數值進行測量(liàng),以保障電磁流量計(jì)能夠(gòu)在安全範(fàn)圍内可靠(kào)、高效(xiào)的運(yùn)行,獲(huò)取精(jīng)确的測量(liàng)數據。

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