摘要(yào):本文詳細介紹(shào)了電磁流量計(jì)
的工作原理、特(tè)點以及應用的(de)局限性，同時也(yě)介紹了🈚電磁流(liu)👄量計在化工生(shēng)産當中的應用(yòng)以及經常遇到(dào)的故✨障和分析(xī)處理。
1引言
化工(gōng)生産中流量的(de)測量是一項重(zhòng)要的參數，因此(ci)隻有.流量測量(liàng)靈敏可靠，才能(neng)保證生産的正(zheng)常穩定運行。電(dian)磁流量計🍓便是(shi)在化工生産中(zhōng)流量測量過程(chéng)中經常使用的(de)重要儀表⛹🏻♀️，電磁(ci)流量計雖具有(yǒu)着結構簡單、量(liang)程範🈲圍極寬、無(wú)機械慣性和反(fǎn)應靈敏等優良(liáng)特🏃🏻性，但是目前(qián)它還有一-些不(bu)足之處，以緻在(zai)使用.上受到一(yi)定限制。
2工作原(yuan)理
電磁流量計(ji)測量原理是基(ji)于法拉第電磁(cí)感應定🛀🏻律。即當(dāng)導電液體流過(guo)電磁流量計時(shi)，導體液體中會(hui)産生與平均流(liú)速V(體積流量)成(cheng)正比的電壓，其(qi)感應電壓信号(hào)通過兩個與液(ye)體接觸的電極(jí)檢測，通過電纜(lǎn)傳至放大器🔞，然(ran)後轉換成統一(yī)的輸出信号。基(jī)于電磁流量計(jì)的測量原理，要(yào)求流動的液體(ti)具有最低限度(dù)的電導率。
電磁(cí)流量計包括變(bian)送器和轉換器(qi)兩個部分，兩者(zhe)之間使用連♉接(jiē)線相互連接。變(bian)送器是基于電(dian)磁感應定🌈律工(gōng)作的，如圖1所示(shì)，被測介質垂直(zhi)于磁感線方向(xiàng)流📐動，做切割磁(ci)感🔴線運動從而(ér)産生感應電動(dòng)勢E。
Ex=Bdv×10-4+V
式中，B一電磁感(gan)應強度，T;
d一兩電(diàn)極間距離，cm;
v一被(bei)測介質平均流(liú)速，m/s;
轉換器是一(yī)個高輸入阻抗(kang)，且能抑制各種(zhǒng)幹擾成分的交(jiao)🚩流毫伏轉換器(qi)。
3電磁流量計的(de)主要特點以及(ji)使用的局限性(xìng)
3.1主要特點
(1)電磁(ci)流量計的變送(song)器結構簡單，沒(mei)有可動部件，也(ye)⭐沒有任⭕何🔆阻礙(ài)流體流動的節(jie)流部件，所以當(dāng)流體通過時不(bú)🏃🏻會引起任何附(fù)加的壓力損失(shi)，同時它不會引(yin)起諸如磨損,.堵(dǔ)塞等問題，特别(bié)适用于測量帶(dài)有固體顆粒的(de)礦漿，污水等液(ye)💯固兩相流體，以(yi)及各種粘性較(jiao)大的漿液等。同(tóng)樣，由于它結構(gou).上無運動🐪部件(jiàn)，故可通過附.上(shàng)耐腐蝕絕緣襯(chèn)裏和選擇耐腐(fu)材料制成❗電極(ji)，起到很好的耐(nài)腐蝕性能，使之(zhī)可用于各種腐(fǔ)蝕性介質🚶♀️的測(ce)量。
(2)電磁流量計(ji)是一種體積流(liu)量測量儀表，在(zài)測量過程中，它(tā)不受被測介質(zhì)的溫度、粘度、密(mi)度以及電導率(lü)(在--定範圍内🧑🏾🤝🧑🏼)的(de)影響。因此，電磁(ci)流量計隻需經(jing)水标定以後，就(jiù)可♋以用來測量(liang)其它導電性液(yè)體的流量，而不(bú)需要附加其它(tā)修正。
(3)電磁流量(liàng)計的量程範圍(wéi)極寬，同一台電(diàn)磁流量計🤩的量(liàng)程比可達1:100。此外(wài)，電磁流量計隻(zhi)與被測介質的(de)平:均流速成正(zheng)比，而與軸🤟對稱(chēng)分布下的流動(dòng)狀态(層流或紊(wen)流)無♍關。
(4)電磁流(liu)量計無機械慣(guan)性，反應靈敏，可(ke)以測量瞬時脈(mò)動流量，而且線(xian)性好。因此，可将(jiang)測置信号直接(jie)用轉換器線性(xing)地轉換成标準(zhǔn)信号輸出，可就(jiù)地指示，也可遠(yuǎn)距離傳送。
3.2使用(yòng)局限性
(1)電磁流(liu)量計不能用于(yú)測量氣體、蒸氣(qi)以及含有大量(liang)氣✏️體的🏃♂️液體。
(2)電(diàn)磁流量計目前(qián)還不能用來測(cè)量電導率很低(di)的液體☂️介質，被(bèi)測液體介質的(de)電導率不能低(di)于10-5(S/cm)，相當于蒸餾(liú)水的電🌏導率.對(dui)石油制品或者(zhě)有機溶劑等還(hái)無能爲力。
(3)由于(yu)測量管絕緣襯(chèn)裏材料受溫度(dù)的限制，目前工(gong)🎯業電磁流量😄計(ji)還不能測量高(gao)溫高壓流體。
(4)電(diàn)磁流量計受流(liú)速分布影響，在(zài)軸對稱分布的(de)條件🌈下，流量信(xin)号與平均流速(sù)成正比。所以，電(diàn)磁流量計前後(hou)也必須有一定(ding)長度的前後直(zhi)管段。.
(5)電磁流量(liang)計易受外界電(diàn)磁幹擾的影響(xiǎng)。
4電磁流量計運(yùn)行管理
4.1安裝工(gōng)程要點
電磁流(liu)量計在運行中(zhōng)産生的故障一(yi)般分兩類。一類(lei)爲儀表🐪本身故(gù)障，即儀表結構(gou)件或元器件損(sǔn)壞引得故障🌐;另(lìng)一類爲外界原(yuan)因引起的故障(zhang)，如安裝不妥造(zào)成流動畸變,.沉(chén)積和結垢或環(huán)境條件變化🤩出(chū)現新幹♻️擾源等(deng)。下面就幾種.
常(chang)見故障進行分(fèn)析。
(1)管道系統和(he)安裝:通常是電(dian)磁流量傳感器(qì)安裝位置不正(zheng)确🥰引起的故障(zhàng)，常見的有傳感(gan)器前直管段不(bú)符合要求，當上(shàng)遊側泵或閥的(de)工作狀态産生(shēng)變化時，流體産(chan)生😘擾動，影響到(dào)傳感器的測量(liàng)狀态;将流量傳(chuan)感🤩器安裝在易(yì)積聚瀦留氣體(ti)的管網高點🤟;流(liu)量傳感器後無(wu)背壓，液體徑直(zhí).排入大氣。形成(cheng)其測量管内非(fēi)滿管;裝在自上(shang)向下流的垂直(zhí)管道上，可能出(chū)現🌈排空等原因(yīn)。
(2)周圍環境:主要(yào)是管道雜散電(diàn)流幹擾，空間電(dian)磁波幹✨擾，大電(dian)機磁場幹擾等(děng)。對管道雜散電(diàn)流幹擾通常采(cǎi)取良好的單獨(dú)接地保護。如管(guan)道有強雜散電(diàn)流，須采🔞取流量(liang)傳感器與管道(dao)絕緣的措施。空(kōng)間電磁波幹擾(rǎo)一般經信号電(dian)纜引入，通常采(cǎi)👄用單層或多層(ceng)屏蔽予以保護(hu)。
(3)流體方面:如果(guo)流體内含有大(dà)量氣泡，會使信(xìn)号輸出波㊙️動。若(ruò)氣🈚泡大到流過(guo)電極遮蓋整個(ge)電極表面，使電(diàn)💯極信号回路瞬(shùn)時斷開，人輸出(chū)信号将産生更(geng)大的波⚽動;如果(guǒ)兩種電導率不(bú)📱同的混合液體(tǐ)在未均勻混合(hé)前即進入👄流量(liang)傳感🔴器進行流(liú)量測量，輸出信(xìn)号亦會産生波(bō)動。
(4)管道内壁附(fù)着層:當電磁流(liú)量計測量含懸(xuan)浮物較高或較(jiao)髒的流體流量(liàng)時，污物容易附(fu)着在管道内壁(bì)，使電極被覆📞蓋(gài)。若附着層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還(hái)能.正常輸出信(xin)号，隻是改變流(liú)通面積形成測(ce)量誤差;若是高(gao)電導率附着層(ceng)，電極間電動勢(shì)将被短路;若是(shi)絕緣性附着層(ceng)，電極表面被絕(jué)緣✍️而斷開測量(liàng)電路。後兩種現(xian)象均會使儀表(biǎo)無法工📐作。
(5)雷電(dian)擊:雷電擊在線(xian)路中感應瞬時(shi)高電壓和浪湧(yong)電流♻️。進入儀表(biǎo)就會損壞儀表(biǎo)。雷電擊損壞儀(yi)表有三條引入(ru)👅途徑:電源線、傳(chuán)感器與轉換器(qi)之間的流量信(xin)号線和勵磁線(xian)。不過引起🎯故障(zhang)的感應瞬時高(gāo)電壓和浪湧電(dian)流大部分是從(cong)控制室電源線(xiàn)路引👄入的(控制(zhi)室其他儀表也(yě)常常同時出現(xiàn)雷擊事故❗)，因此(ci)，設置控制室儀(yí)表電源線防雷(lei)設施是非✌️常重(zhong)要的。
(6)儀表井進(jìn)水:儀表井進水(shui)，使接線盒長期(qī)授水。造成輸入(ru)端子短路，使輸(shu)出爲零。此時如(ru)能及時将水排(pái)掉，晾幹接線端(duān)子。去♍掉鏽迹，然(rán)後接好端子線(xian)。儀表✍️還可恢🔞複(fu)運行。如果經過(guo)嚴重🏃♂️的長期浸(jìn)泡，傳感器的勵(li)磁線圈将有可(ke)👅能被燒壞，儀表(biao)就不能修複。
(7)電(dian)氣接線:接線端(duan)子松動，電纜屏(píng)蔽不好，屏蔽線(xian)接地，造成儀表(biao)顯示不準。
4.2常見(jian)故障解析
電磁(cí)流量計常見故(gu)障現象有:無流(liú)量信号;輸出晃(huǎng)動;零🙇🏻點不✊穩;流(liú)量測量值與應(yīng)用參比值不符(fú);輸出信号❤️超滿(mǎn)度值等。下面我(wǒ)們就這些常見(jiàn)的故障現象做(zuò)出相應的處理(li)方法和檢查流(liu)程，具體如下所(suǒ)示:
(1)無流量信号(hào)輸出:A查電源及(jí)連接電纜系統(tǒng)完好性。檢查轉(zhuan)換器電源、勵磁(ci)電流熔絲，或置(zhi)換整個電源線(xiàn)路闆。查連接勵(li)磁系統和信号(hao)系統的電纜是(shì)否完好，接點是(shì)否正确。B.查液體(ti)流動方向和管(guan)内流體☎️充滿性(xìng)。液體流動方向(xiang)必須與🔅傳感器(qi)殼體上箭頭方(fāng)向一緻，如果管(guǎn)道内流體不滿(mǎn)管，應在流量計(ji)下♉遊側加裝U形(xíng)彎。C.查傳感器完(wan)好性和測量管(guan)内壁狀況。先檢(jiǎn)查各接線📱端子(zǐ)和勵磁線圈的(de)完好性。用萬用(yòng)表測線圈電阻(zǔ)及📱線圈對地電(dian)阻，查線圈是否(fǒu)斷開或匝聞短(duǎn)路，線圈及其端(duān)子絕緣是否下(xià)降🏃♀️。此類☀️故障通(tong)常是由于㊙️儀表(biǎo)井進水，使電氣(qì)接🈲線盒浸水造(zao)成的。再查測量(liàng)電極接觸電阻(zǔ)，以判斷電極狀(zhuàng)況🏃♂️。D查轉換器故(gù)障。一般采用更(gèng)換線路闆來排(pai)除故障。
(2)輸出晃(huang)動:A.被測流體本(běn)身是波動或脈(mo)動的，非流量計(jì)自身⭐的故障。是(shi)流量計.上遊動(dòng)力源(如水泵)或(huò)下遊閥♌門開度(dù)改🥰變引起的波(bō)動。待工藝過程(cheng)平穩後輸出會(hui)穩定下🚶♀️來。B.管道(dao)未充滿液體或(huo)🔞液體中含有氣(qi)泡，原因是傳感(gǎn)器下遊無背☀️壓(ya)或背壓不足。也(yě)可⭐能是上遊水(shuǐ)泵吸人空氣，可(ke)在流量計🍉下遊(yóu)側加裝💯U形彎并(bing)裝排氣閥。C.外界(jie)電磁幹⭕擾，幹擾(rǎo)源主要有管道(dao)雜散電流、靜電(diàn)、電磁波和磁場(chang)。檢查傳感器是(shì)否良好的接地(dì)，通常接地電阻(zu)要小于10Q(或1002);将電(dian)磁流量傳感器(qì)與其管道之間(jian)作電氣絕緣隔(gé)離;檢查傳感器(qì)與轉換器之間(jiān)📱的信号線是否(fou)良好屏♋蔽，電纜(lǎn)是否置于保護(hù)鋼管内，移近轉(zhuǎn)換器與傳感器(qì)之間的🤟距離，縮(suō)短連接電纜長(zhǎng)度;排除強幹擾(rǎo)源。
(3)零點不穩定(ding):A.管道未充滿液(yè)體或液體中含(hán)有氣泡。B.主觀上(shang)認爲管系液體(tǐ)無流動而實際(jì)上存在微小流(liu)動;其實不是㊙️電(dian)磁流量計故障(zhang)，而是如實反映(yìng)流🐅動狀況的誤(wù)解。C.受雜散電流(liú)等外界幹擾傳(chuán)感器接地不完(wan)善。D.液體電導率(lü)變化或不均勻(yun)，在🌈靜止時會使(shǐ)零點變動。因此(cǐ)，流量計位置應(ying)遠離注入藥液(yè)點或管道化學(xue)反應段下遊;若(ruò)液體内雜質沉(chen)積測量管内壁(bi)，測量電極被覆(fù)蓋，也可能造成(cheng)零點變動。E.檢查(cha)😄信号線絕緣情(qing)況🎯。先檢查信号(hao)電纜🐕，再檢查接(jiē)線端子，然後再(zài)檢查電極的絕(jué)緣電阻。當管内(nèi)充滿液㊙️體時，用(yòng)萬用表分🌈别測(cè)量每--電極與接(jiē)地點之間的電(dian)阻。兩電極☂️對地(di)電阻之差應在(zai)10%~20%之間。放空測量(liàng)管，電極與地同(tóng)的阻值必須在(zai)100MQ以上。
(4)流量測量(liang)值與應用參比(bǐ)值不符:A轉換器(qi)設定值不正确(què)。調出儀表菜單(dan)，檢查儀表常數(shù)、管道口徑和計(jì)量單位等設定(dìng)值，調整轉換器(qì)零點和量程。B.查(chá)管道充液狀況(kuàng)和是否含有氣(qi)泡。C.未處理好信(xìn)号電纜或使用(yong)過程中電纜絕(jue)緣下降。D.傳感器(qi)上遊流動狀況(kuàng)不符合要求，直(zhi)管段長度不夠(gòu)。E.傳感器極問電(dian)阻變化或電極(jí)絕緣下降。F.所測(ce)量管系存在未(wèi)納入考核的流(liu)入流出值。
(5)輸出(chū)信号超滿刻度(du)值:A确認故障位(wèi)置。将轉換器兩(liang)信号輸入端子(zi)和功能地端子(zi)短路。觀察轉換(huàn)器輸出信号是(shì)☀️否到零。若能到(dào)零，則故障不在(zai)轉換器;若不能(néng)到零,則轉換器(qi)錯🚶誤。B.傳感器或(huo)連接電纜故障(zhang)。電極間無💚液體(tǐ)連通，電纜斷開(kāi)或接線錯誤都(dōu)會造🛀成信号回(hui)路斷開，使輸出(chu)超滿度。C.轉換器(qi)方面。檢查轉換(huan)器儀表常數和(he)各參數是☀️否符(fu)合，核對與傳感(gan)器是否配套，試(shì)換備用線路闆(pǎn)檢查各單元線(xiàn)路故障。
5結束語(yu)
電磁流量計在(zài)化工生産使用(yong)的過程當中，會(huì)随機出現👄各種(zhong)故障現象，但隻(zhī)要我們了解該(gai)儀表的工作原(yuan)理，并能夠深入(ru)學習和努力分(fen)析，就--定能夠很(hěn)好地加😘以排除(chú)🌈解決，保證儀表(biao)的指示正确而(ér)靈敏，從而爲生(sheng)産長周期打下(xia)基礎。
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