探析電磁流量計的科學應用與維護

摘要：文章大致介紹了電磁流量計的工作原理，并針對其實際選位、安裝給出相應的注意事項，同時結合其實際故障檢修實例，對相關維修規程進行介紹?？梢哉f，電磁流量計在工業流量監測中具有重要作用，技術人員應該不斷學習和提升相關技能，為電磁流量計更好的工作、應用推廣服務。

關鍵詞：電磁流量計 應用 維護

目前，世界范圍內工業儀表的總數量大約為產量的2倍。在我國冶煉及鑄造等行業中，電磁流量計作為檢測儀表使用量大約占到了95%之多。如下將結合實際應用，對電磁流量計的應用，如安裝選位，及維護和故障檢修等做相關闡述。

一、電磁流量計的工作原理

當導體于磁場當中進行切割磁感線運動時，兩端便會產生相應的感生電動勢，即法拉第電磁感應定律。另有導電液體位于垂直于磁場的管內（不具有磁性）流動時，垂直于流動方向上會產生成比例感生電動勢，根據右手定則，

E=kBDV

其中，E是感生電動勢，V；k是常數；B是磁感應強度，T；D是管的內徑，m。

根據電磁流量計的組成結構，可以將其分為變送器、流量傳感器兩個部分。在管上線分別裝有線圈，通電之后，會產生穿過管內部的磁場；另在液體和管壁的接觸處有電極裝置，能夠將產生的感生電動勢傳送至轉換器部位，感生電流由變電器來提供。

二、電磁流量計的科學應用

1.類型的選擇

（1）根據最大流量、流速及口徑來選型

當流量達到滿程時，液體的流速選擇范圍很寬，能夠介于1至12m/s之間。通常，流速上限不能大于5m/s，流量下限設為1m/s。當電磁流量計用作礦漿、砂石等耐磨性流體時，往往將流速控制在2至3m/s以下，這是出于減少電極、襯板磨損的目的而進行的規定。

通常，電磁流量計產品口徑范圍在10mm至3000mm之間，在實際工程應用當中，對小口徑電磁流量計的使用較多。

（2）根據待測流體的電導率來選型

在實際工業應用當中，電磁流量計是針對導電性被測液體來設計的，其閥門閾值按照相關規定被制定在（5×10-6）至10-4s/cm的范圍內，且閾值因電磁流量計的型號而異。

（3）根據待測流體中所含有的混合物來選型

當采用濕法對鋅進行冶煉時，漿液中往往含有較多的大顆粒，當這些大顆粒在電極表面摩擦時，會干擾流體的信號穩定性。若以口徑為80mm的電磁流量計來做漿液流量、清水的對比試驗，那么一般情況下，電磁流量計便會顯示出7%至10%內的數值變化，同時配有磁通量感應線圈的儀表誤差大約顯示在±2%之內。

2.選位及安裝

（1）選位注意事項

一般的電磁流量計具有IP65的防護等級，安裝選位要注意以下幾點：

第一，盡可能的躲避陽光直射；第二，保證與水源遠離，能夠避免雨水的直接淋浸；第三，周圍環境溫度保證在零下25至10～50℃范圍中；第四，與大型變壓器、電機等會產生較大電磁場干擾的設備相隔離；第五，防震，避免在震動較大處選位，這一點對于大型的一體化電磁流量計較為重要；第六，與具有腐蝕性的高濃度氣體隔絕等。

（2）安裝過程注意事項

a.安裝方向：要保證電磁流量計的上游空留大約10D距離，下游空留大約5D直管段。應確保電磁流量計的傳感器可水平、傾斜及垂直方向任意活動，而不被阻擋，當對固液兩相流體進行測量時，由于水平安裝會增大襯板下部的磨損，因此垂直位置安放最為合適，使其從下向上流動。

b.安裝負管壓：盡可能在傳感器上、下游閥門關閉時，避免流體冷卻后出現的收縮現象，因為收縮會使管內壓力變為負值。

c.接地：一般情況下，電磁流量計的傳感器應單獨接地，且接地電阻最多為100Ω，若出現電解液泄漏對正常測量造成影響，那么要將電磁流量傳感器和相連接的電氣設備隔離開來。

d.旁路管：要按照有利于電磁流量計傳感器清洗的原則來安裝。

三、電磁流量計的維護

1.故障原因分析

當發生輸出信號超過滿程值時，可考慮如下幾點原因：

第一，電極與傳感器之間缺少液體連通，液體發生結晶狀況從而引入電干擾；

第二，電纜之間互相斷開，引發接線錯誤；

第三，傳感器和變送器之間沒有正確配套，引發設定錯誤。

2.故障解決措施

首先，要判斷故障發生的具體位置是在傳感器前還是后或儀表處。發生在傳感器之前，即信號電纜處（忽略儀表內部發生故障的可能性）；之后，為DCS系統本身或傳感器本身。

其次，檢查是否電纜包覆完整，電極是否和液體接觸充分。通常電磁流量計的信號回路由連接端、電纜、電極間液體及電極等部分組成。不僅要對電路的通與連的狀況進行檢查，還要對電纜的型號進行仔細核實，保證接觸處正確、匹配，并確認絕緣性符合要求。

再次，確認轉換器預設值、零點及滿量程的準確性。傳感器和轉換器兩者之間的流量、口徑和設定參數要一致。

然后，檢查下位儀表。若發現信號強度超出量程，則應及時進行電隔離。

另外，排查液體自身引入的電干擾。當不存在幾次電流，可以用示波器或萬用表檢測干擾情況。通常在鋅的濕法冶煉中干擾常出現，可以將管線和傳感器絕緣處理，保證液體和電極處在相同電位上。

最后，對變送器自身進行檢查。

3.案例說明

某公司的濕法系統中，共有4臺西門子電磁流量計用于進行新液流量的測定，在2009年5月購進并安裝后經檢測，顯示指標正常，流量量程較大。但在使用過程中發現，當傳感器中的結晶體造成短路現象時，流量量程會越來越小；當傳感器中的結晶體不造成短路現象時，流量量程則會逐漸變大。通過分析和檢查，專家得出判斷，電磁流量計兩端的電極接地電阻存在不對稱性，因此得出結論，可能為傳感器自身發生故障。2010年3月對電磁流量計停產并檢修，技術人員將其內部的測量管拆卸，發現內壁最后結晶處達30mm之多，且電極表面有大量結晶體覆蓋，在清洗之后，電磁流量計運行正常。經推測，發生這一故障的原因為寒冷氣候所導致的電磁流量計內部管道結晶堵塞。

當前，電磁流量計種類繁多，在實際工業生產中的應用也較為廣泛，對于流量監測的作用愈發突出，并存在著快速的技術更新。本文主要從電磁流量計的工作原理、科學應用及維護等三個方面進行論述分析，并結合具體實例對故障維修進行說明。總而言之，技術人員唯有牢牢掌握電磁流量計相關技術，把握其發展方向，才能更好地保證其生產應用。

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