電磁流量計(jì)在鋼廠工業(yè)水計(jì)量中的應(yīng)用

王明君 張忠華 鐘瑞平

（陜西略陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司，陜西 略陽(yáng) 724301）

一 電磁流量計(jì)的工作原理和組成結(jié)構(gòu)

應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律做為測(cè)量原理的電磁流量計(jì)，是目前工業(yè)中測(cè)量導(dǎo)電液體流量的常用儀表。它的應(yīng)用很廣，可以測(cè)量各種腐蝕性介質(zhì)以及帶有懸浮顆粒的漿液。其工作原理如圖（一）所示：

設(shè)在均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向有一個(gè)直徑為D的管道。管道由不導(dǎo)磁的材料制成管道內(nèi)表面襯掛絕緣襯里。當(dāng)導(dǎo)電的液體在導(dǎo)管中流動(dòng)時(shí)，則導(dǎo)電液體切割磁力線，于是在和磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，如安裝一對(duì)電極，則電極間產(chǎn)生和流速成比例的電勢(shì)差。

E＝BDυ＊10-8伏

其中：E——感應(yīng)電勢(shì)（伏）；

B——磁感應(yīng)強(qiáng)度（高斯）；

D——管道內(nèi)徑（厘米）；

υ——液體在管道中的平均速度（厘米／秒）實(shí)際使用中的電磁流量計(jì)，都是采用交變磁場(chǎng)工作，此時(shí)

流量Q＝πDE＊108／4Bmax*simωt即感應(yīng)電勢(shì)E和流量Q成正比。

對(duì)于一臺(tái)儀表來(lái)說(shuō)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是已知的，并且基本不變。所以，只要設(shè)法測(cè)出E，則流量Q就知道了。

二 電磁流量計(jì)的安裝

1.電磁流量計(jì)的安裝位置可以自己根據(jù)需要選擇。并且其傳感器可以傾斜或者垂直安裝。但是，不管采用何種形式的安裝，都要注意二個(gè)電極的軸線必須大致在水平方向上。如（圖二）所示。

2.還要注意電磁流量計(jì)的傳感器要安裝在能保證測(cè)量管中充滿被測(cè)介質(zhì)，不能有非滿管或有氣泡聚集在測(cè)量管內(nèi)的現(xiàn)象。所以不要把傳感器安裝在管道的最高處，而要安裝在較低的向上傾斜的管道上。在垂直管道上安裝時(shí)，不要安裝在液體流向自上而下，而要安裝在自下而上的管道上。不可將傳感器安裝在水泵的入口處，因?yàn)榇颂幒苋菀仔纬烧婵?，影響?jì)量效果。

3.安裝傳感器時(shí)要注意傳感器上箭頭的方向，是指液體流動(dòng)的方向。

4.雖然電磁流量計(jì)的傳感器對(duì)震動(dòng)不很敏感，但如果安裝在震動(dòng)較強(qiáng)的地方時(shí)，需要在安裝傳感器的管道二側(cè)加支撐。

5.如果被測(cè)介質(zhì)是嚴(yán)重污濁液體或容易在管道結(jié)垢的液體，可以在安裝傳感器的測(cè)量管上加一個(gè)旁通管，以便于拆卸清洗。如（圖三）所示。

對(duì)于DN≥350的管道，如果增加旁通管成本較高，也可以采用刮刀式電極的傳感器，當(dāng)需要清理傳感器電極上的污物時(shí)，可以打開(kāi)外殼蓋板，旋轉(zhuǎn)幾圈旋鈕就可以了。也可以采用可拆卸電極式的傳感器，拆卸電極時(shí)，可帶壓進(jìn)行，不影響工藝設(shè)備的運(yùn)行。但是，以上二種只是清洗傳感器的電極，如果傳感器的測(cè)量管道被嚴(yán)重污染結(jié)垢，還是需要將傳感器拆下清洗。

6.在電磁流量計(jì)傳感器安裝的要求上，對(duì)直管段長(zhǎng)度的要求一般在傳感器上游側(cè)不小于10個(gè)D（D為管道的直徑），在下游側(cè)不小于2D。但在實(shí)際的安裝中，由于我們公司地處山區(qū)，受地理環(huán)境的制約，特別是大口徑管道，要滿足上游側(cè)10個(gè)D較困難，根據(jù)我們的實(shí)踐，上游側(cè)一般能保證5個(gè)D計(jì)量效果也不錯(cuò)。

7.對(duì)轉(zhuǎn)換器的安裝，一般安裝在室內(nèi)，不要直接暴露在陽(yáng)光下就可以了。

8.電磁流量計(jì)接地環(huán)的安裝，針對(duì)工藝管道的內(nèi)表面沒(méi)有絕緣涂層、有絕緣涂層和具有陰極保護(hù)的三種不同的管道，要采用三種不同的安裝方式。

三 電磁流量計(jì)的運(yùn)行和維護(hù)

電磁流量計(jì)在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障是指流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)的故障。常見(jiàn)的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁有附著層、雷電打擊、運(yùn)行環(huán)境條件變化以及系統(tǒng)零位改變等因素引起的。

1.傳感器內(nèi)壁附著層

如果測(cè)量的介質(zhì)是臟污流體，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、勵(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線等途經(jīng)引入，尤其是從控制室電源線引入的占絕大部分。

3.環(huán)境條件變化

在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好（例如沒(méi)有干擾源），流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易疏忽安裝條件（例如接地并不怎么良好）。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（如在附近管道上進(jìn)行電焊，附近安裝了大型變壓器等），就會(huì)干擾儀表的正常工作，輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。

4.系統(tǒng)的零點(diǎn)變化

正常運(yùn)行情況下，電磁流量計(jì)的系統(tǒng)零點(diǎn)隨著系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行而使元器件老化、勵(lì)磁線圈絕緣強(qiáng)度降低、測(cè)量電極極化與污染、系統(tǒng)接地電阻（電位）增加等因素均會(huì)造成系統(tǒng)零點(diǎn)的變化與漂移。所以，要定期檢查流量計(jì)的系統(tǒng)零點(diǎn)，進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。電磁流量計(jì)的系統(tǒng)零點(diǎn)在傳感器充滿介質(zhì)且不流動(dòng)時(shí)出現(xiàn)。此時(shí)可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行零位調(diào)整。

四 結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)水計(jì)量中，我們以前使用過(guò)標(biāo)準(zhǔn)孔板、阿牛巴流量計(jì)以及超聲波流量計(jì)，通過(guò)比較電磁流量計(jì)較適合在鋼鐵廠用于工業(yè)水的計(jì)量，因?yàn)樗泻芏嗵攸c(diǎn)：1、精度較高，完全能滿足生產(chǎn)工藝的要求；2、冬天無(wú)需考慮防凍保暖的問(wèn)題；3、節(jié)約能源，幾乎沒(méi)有壓力損失4、性能較穩(wěn)定，維護(hù)量很小。在實(shí)際使用中效果較理想。