淺談電磁流量計(jì)的特點(diǎn)與故障分析

【摘要】電磁流量計(jì)是塑料廠常見(jiàn)的一種測(cè)量?jī)x表，在化工生產(chǎn)中起著測(cè)量記錄，調(diào)節(jié)和控制的作用，本文主要介紹了電磁流量計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)和工作原理，分析了電磁流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)電磁流量計(jì)常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析，最后簡(jiǎn)述了電磁流量計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】電磁流量計(jì)；技術(shù)特點(diǎn)；故障；分析

一、前言

電磁流量計(jì)（EMF）在化工領(lǐng)域有著廣泛的用途，在滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)顯示的同時(shí)可輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（4～20mA），供數(shù)據(jù)記錄，調(diào)節(jié)和控制使用。EMF廣泛的應(yīng)用于塑料、石油化工、輕重工業(yè)等各個(gè)行業(yè)工藝管道內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量計(jì)量。EMF除測(cè)量一般導(dǎo)電液體外，還可測(cè)量導(dǎo)電的液固兩相流，高黏度液體及鹽類，強(qiáng)酸，強(qiáng)堿等液體的流量。

二、電磁流量計(jì)工作原理和技術(shù)特點(diǎn)

電磁流量計(jì)具有防水、防腐、防干擾、防雷擊的能力。電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)了中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便。電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號(hào)供記錄、調(diào)節(jié)和控制。電磁流量計(jì)是采用電磁感應(yīng)原理測(cè)量介質(zhì)流體流速的。它在管道的兩側(cè)加一個(gè)磁場(chǎng)，被測(cè)介質(zhì)流過(guò)管道就切割磁力線，在兩個(gè)檢測(cè)電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其大小正比于流體的運(yùn)動(dòng)速度。

電磁流量計(jì)密封性能好，還可用于自來(lái)水和地下水道系統(tǒng)。而且測(cè)量過(guò)程不與流體接觸，適于制藥、生物化學(xué)和食品工業(yè)。這種流量計(jì)還可檢測(cè)血液流量。它的量程比約為100：1，精度一般為1%，由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測(cè)量電路阻抗之間有一定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率約為10歐姆·厘米時(shí)就開(kāi)始產(chǎn)生困難，電導(dǎo)率更低時(shí)就產(chǎn)生原理性困難。當(dāng)電導(dǎo)率為10歐姆·厘米時(shí)，就達(dá)到導(dǎo)電介質(zhì)和電介質(zhì)之間的“分界線”，熱噪聲電平隨內(nèi)阻的增大而顯著增加。

技術(shù)特點(diǎn)有：

（1）管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，無(wú)阻流部件，測(cè)量中幾乎沒(méi)有附加壓力損失。

（2）測(cè)量結(jié)果與流速分布、流體壓力、溫度、密度、粘度等物理參數(shù)無(wú)關(guān)。

（3）在現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)用戶實(shí)際需要在線修改量程。

三、電磁流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.電磁流量計(jì)（EMF）優(yōu)點(diǎn)

（1）EMF的測(cè)量通道是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管，因不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。

（2）EMF不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長(zhǎng)度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。

（3）EMF所測(cè)得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響。

（4）與其他大部分流量?jī)x表相比，前置直管段要求較低。

（5）EMF測(cè)量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。

（6）EMF的口徑范圍比其他品種流量?jī)x表寬，從幾毫米到3m。可測(cè)正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多。儀表輸出本質(zhì)上是線性的。

（7）易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體。

2.電磁流量計(jì)（EMF）缺點(diǎn)

（1）EMF不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等。不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。

（2）通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較高溫度的液體；有些型號(hào)儀表用于過(guò)低于室溫的液體，因測(cè)量管外凝露或霜而破壞絕緣。

四、電磁流量計(jì)常見(jiàn)故障分析

1.調(diào)試期故障

調(diào)試期待故障一般出現(xiàn)在儀表安裝調(diào)試階段，一經(jīng)排除，在以后相同條件下不會(huì)再出現(xiàn)。常見(jiàn)的調(diào)試期故障通常由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。

（1）安裝方面

通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見(jiàn)的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管道最高點(diǎn)；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無(wú)背壓，流體直接排入大氣而形成測(cè)量管道非滿管。

（2）環(huán)境方面

通常主要是管道雜散電流干擾，空間強(qiáng)電磁波干擾，大型電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強(qiáng)大的雜散電流，尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等。空間電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。

（3）流體方面

被測(cè)液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過(guò)電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)更大的波動(dòng)。

2.運(yùn)行期故障

運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障，常見(jiàn)的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。

（1）傳感器內(nèi)壁附著層

由于電磁流量計(jì)常用來(lái)測(cè)量臟污流體，運(yùn)行一段時(shí)間后，常會(huì)在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。若附著物為絕緣層，則電極回路將出現(xiàn)斷路，儀表不能正常工作；若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率，則電極回路將出現(xiàn)短路，儀表也不能正常工作。所以，應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。

（2）雷電打擊

雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表?yè)p壞。它主要通過(guò)電源線或勵(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。

（3）環(huán)境條件變化

在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好，流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易疏忽安裝條件。在這種情況下，一旦環(huán)境條件變化，運(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源就會(huì)干擾儀表的正常工作，流量計(jì)的輸出輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。

五、電磁流量計(jì)（EMF）的應(yīng)用領(lǐng)域

電磁流量計(jì)（EMF）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。中小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所，如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制，長(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)量和控制。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。

現(xiàn)在電磁流量計(jì)（EMF）已廣泛地應(yīng)用于化工、氟化工、污水、生產(chǎn)用水、環(huán)保、冶金、鋼鐵、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門(mén)。用于測(cè)量酸、堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹(shù)脂、塑料、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等諸多方面的各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。

六、結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍要求越來(lái)越高，為了適應(yīng)多種用途，各種類型的流量計(jì)相繼問(wèn)世，提高電磁流量計(jì)的測(cè)量精度和質(zhì)量，降低操作維修費(fèi)用，提高其自動(dòng)化程度和使用性能等是電磁流量計(jì)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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