提高電磁流量計測量準確性的改進措施

張楓屏(泰州石油化工有限責任公司，江蘇泰州，225300)

一、 引言

電磁流量計因具有結構簡單、無截流阻流部件，不存在壓力損失和流體堵塞現象且不受介質密度、粘度、溫度等影響，穩定性好等特點，被廣泛應用于工業生產及環保等各個方面。 在實際使用中，我們發現流量計常發生測量不準，甚至不能正常運行的狀況，給生產帶來了一定的影響，必須找出解決的辦法并加以改進。

二、 提高測量精度的改進措施

電磁流量計是基于法拉弟電磁感應定律來測量管內體積流量的一種感應式儀表[1],影響其測量精度的原因有很多，但生產實際應用中，流量計的選型及安裝是最關鍵的影響因素，因此必須加以足夠的重視。

1、電磁流量計的選型

（1） 測量管口徑的選擇

測量管是一根高電阻率的非磁性材料制成的帶法蘭的直管，因為電磁流量計不能測量很低的流速，一般情況下，電磁流量計對低于0.1m/s 的流體介質是無法保證測量精度的， 所以測量管的口徑不一定與流體管道的口徑一樣， 測量管的口徑是根據管道內的平均流速而定的[2]。

對于較清潔、粘度不大的流體介質，流速以2－4m/s 較為適宜， 如流體介質中帶有固體顆粒可選流速≤3m/s 防止襯里和電極的過分磨擦,對于粘度較大易附管壁的流體，可選用介質流速可選擇≥2m/s，較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用，提高測量精度。

流速確定以后，可根據式2.1 來確定測量管口徑：

Q＝πD2V/4 式(2.1)

式中 Q 為流體體積流量，D 為管道直徑，V 為流體流速。

（2 ）傳感器量程的選擇

傳感器的量程可以根據兩條原則來選擇∶一是最大流最值不大于儀表滿量程的70%， 二是正常流量在儀表滿量程的50%左右，以保證流量計的測量精度。

（3） 傳感器襯里及電極材料的選擇

襯里材料及電極材料必須根據被測介質的物理化學性質來正確選擇，否則流量計會由于襯里和電極的腐蝕而很快損壞，而且腐蝕性很強的介質一旦泄漏容易引起事故。 因此，必須根據生產過程中的被測介質的性質，正確地選擇電極與襯里的材料。

電極安裝在與磁場垂直的測量管的兩側管壁上， 它把被測介質切割磁力線所產生的流量信號引出， 電極材料按被測介質的腐蝕性決定，但是必須為非磁性導電材料。

襯里是敷設在測量管內側的絕緣材料，它必須具有耐磨性、耐腐蝕性及耐高溫性等性能。 材料的選擇取決于被測介質的溫度，不同的溫度的介質選用不同的襯里材料。

（4） 傳感器激磁方式的選擇

激磁系統是把疊片鐵芯用銅導線繞制成兩個鞍形線圈，分別夾持在不測量管的上下兩側， 它們所產生的磁場方向與被測流體的流向垂直。

低頻矩形波激磁傳感器具有零點穩定性好，抗工頻干擾，縮小傳感器體積， 降低激磁功率， 使傳感器與轉換器一體化等優點，已成為被廣泛應用的主流產品，但如果被測介質中含有非磁性顆粒或纖維的固液雙相流時， 為避免流體在表面產生尖峰噪聲，使信號不穩定，應選用巿電交流激磁或雙頻激磁傳感器[2]。當測量液態金屬流量時，應選擇直流激磁傳感器。

（5） 防爆等級的選擇

電磁流量計分為一體式和分體式二種，一般來說，防爆等級為IP65、IP67、IP68。流量計防爆等級的選擇要符合安裝地點的環境要求，尤其是安裝地點在地下陰井或其它一些潮濕的地方，易造成轉換器內吸潮積水，損壞線路板，應選用分體式且防爆等級為IP68 的流量計，以免造成事故。

2、電磁流量計安裝位置的選擇

傳感器安裝位置的選擇是保證電磁流量計正常運行的關鍵，所以在選擇安裝位置時應考慮下列因素：

(1) 根據電磁流量計的測量原理可知， 被測流體的流速必須軸對稱分布才能保證流量計正常運行， 否則容易引起流量計指示不穩， 所以安裝位置的選擇必須使介質滿管且保證直管段的要求(一般前5D 后3D)。

(2) 為避免氣泡的影響， 安裝位置不宜選擇在易積聚氣體的流體管道的最高點，垂直安裝時，應選擇流體由下而上的位置。當流體出口為放空狀態時，傳感器不應安裝在管道放空之處，應安裝在較低處，并使流體滿管。

(3) 電磁流量計的測量原理就決定了其易受外界電磁干擾的影響，為避免電磁場干擾，安裝位置應盡可能地遠離有強電磁場的大功率用電設備如大機電、大變壓器等。 另外，安裝時流量計應很好的接地，信號線選用屏蔽線并穿管進行保護。

(4) 為避免負壓及管道的震動對流量計的影響， 安裝位置不宜選擇在泵的進口或地面有強烈的震動處。 如管道振動大，在傳感器兩邊應加裝固定管道的支架，以減少震動的影響。

(5) 被測介質中含有固體顆粒時，水平安裝會使襯里和電極過分磨蝕，也會使測量管內徑被磨變大，從而產生較大的測量誤差，此時應該選擇垂直安裝。

三、 結論

影響電磁流量計正常運行的因素有很多， 日常的維護及保養也是很重要的一環。 對使用中的流量計要定期檢查、定期清洗電極、檢查儀表接線盒的密封性確保不進水等。 實踐證明，正確選型，安裝以及良好的維護保養措施才能保證流量計正常運行。

[1]蔡武昌，電磁流量計[M],北京，中國石化出版社，2004.3

[2]陸德民，石油化工自動化控制設計手冊[M],北京，化學工業出版社，第三版