探析電磁流量計的科學(xué)應(yīng)用與維護(hù)

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(yīng)的注意事項，同時結(jié)合其實際故障檢修實例，對相關(guān)維修規(guī)程進(jìn)行介紹?？梢哉f，電磁流量計在工業(yè)流量監(jiān)測中具有重要作用，技術(shù)人員應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)和提升相關(guān)技能，為電磁流量計更好的工作、應(yīng)用推廣服務(wù)。

關(guān)鍵詞：電磁流量計 應(yīng)用 維護(hù)

目前，世界范圍內(nèi)工業(yè)儀表的總數(shù)量大約為產(chǎn)量的2倍。在我國冶煉及鑄造等行業(yè)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(jié)合實際應(yīng)用，對電磁流量計的應(yīng)用，如安裝選位，及維護(hù)和故障檢修等做相關(guān)闡述。

一、電磁流量計的工作原理

當(dāng)導(dǎo)體于磁場當(dāng)中進(jìn)行切割磁感線運動時，兩端便會產(chǎn)生相應(yīng)的感生電動勢，即法拉第電磁感應(yīng)定律。另有導(dǎo)電液體位于垂直于磁場的管內(nèi)（不具有磁性）流動時，垂直于流動方向上會產(chǎn)生成比例感生電動勢，根據(jù)右手定則，

E=kBDV

其中，E是感生電動勢，V；k是常數(shù)；B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；D是管的內(nèi)徑，m。

根據(jù)電磁流量計的組成結(jié)構(gòu)，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(chǎn)生穿過管內(nèi)部的磁場；另在液體和管壁的接觸處有電極裝置，能夠?qū)a(chǎn)生的感生電動勢傳送至轉(zhuǎn)換器部位，感生電流由變電器來提供。

二、電磁流量計的科學(xué)應(yīng)用

1.類型的選擇

（1）根據(jù)最大流量、流速及口徑來選型

當(dāng)流量達(dá)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(shè)為1m/s。當(dāng)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(jìn)行的規(guī)定。

通常，電磁流量計產(chǎn)品口徑范圍在10mm至3000mm之間，在實際工程應(yīng)用當(dāng)中，對小口徑電磁流量計的使用較多。

（2）根據(jù)待測流體的電導(dǎo)率來選型

在實際工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中，電磁流量計是針對導(dǎo)電性被測液體來設(shè)計的，其閥門閾值按照相關(guān)規(guī)定被制定在（5×10-6）至10-4s/cm的范圍內(nèi)，且閾值因電磁流量計的型號而異。

（3）根據(jù)待測流體中所含有的混合物來選型

當(dāng)采用濕法對鋅進(jìn)行冶煉時，漿液中往往含有較多的大顆粒，當(dāng)這些大顆粒在電極表面摩擦?xí)r，會干擾流體的信號穩(wěn)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(nèi)的數(shù)值變化，同時配有磁通量感應(yīng)線圈的儀表誤差大約顯示在±2%之內(nèi)。

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(hù)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(yuǎn)離，能夠避免雨水的直接淋浸；第三，周圍環(huán)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(jī)等會產(chǎn)生較大電磁場干擾的設(shè)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(yīng)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(dāng)對固液兩相流體進(jìn)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(fù)管壓：盡可能在傳感器上、下游閥門關(guān)閉時，避免流體冷卻后出現(xiàn)的收縮現(xiàn)象，因為收縮會使管內(nèi)壓力變?yōu)樨?fù)值。

c.接地：一般情況下，電磁流量計的傳感器應(yīng)單獨接地，且接地電阻最多為100Ω，若出現(xiàn)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(shè)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(hù)

1.故障原因分析

當(dāng)發(fā)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(fā)生結(jié)晶狀況從而引入電干擾；

第二，電纜之間互相斷開，引發(fā)接線錯誤；

第三，傳感器和變送器之間沒有正確配套，引發(fā)設(shè)定錯誤。

2.故障解決措施

首先，要判斷故障發(fā)生的具體位置是在傳感器前還是后或儀表處。發(fā)生在傳感器之前，即信號電纜處（忽略儀表內(nèi)部發(fā)生故障的可能性）；之后，為DCS系統(tǒng)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(jìn)行檢查，還要對電纜的型號進(jìn)行仔細(xì)核實，保證接觸處正確、匹配，并確認(rèn)絕緣性符合要求。

再次，確認(rèn)轉(zhuǎn)換器預(yù)設(shè)值、零點及滿量程的準(zhǔn)確性。傳感器和轉(zhuǎn)換器兩者之間的流量、口徑和設(shè)定參數(shù)要一致。

然后，檢查下位儀表。若發(fā)現(xiàn)信號強(qiáng)度超出量程，則應(yīng)及時進(jìn)行電隔離。

另外，排查液體自身引入的電干擾。當(dāng)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(xiàn)，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(jìn)行檢查。

3.案例說明

某公司的濕法系統(tǒng)中，共有4臺西門子電磁流量計用于進(jìn)行新液流量的測定，在2009年5月購進(jìn)并安裝后經(jīng)檢測，顯示指標(biāo)正常，流量量程較大。但在使用過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)傳感器中的結(jié)晶體造成短路現(xiàn)象時，流量量程會越來越??；當(dāng)傳感器中的結(jié)晶體不造成短路現(xiàn)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(jié)論，可能為傳感器自身發(fā)生故障。2010年3月對電磁流量計停產(chǎn)并檢修，技術(shù)人員將其內(nèi)部的測量管拆卸，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁最后結(jié)晶處達(dá)30mm之多，且電極表面有大量結(jié)晶體覆蓋，在清洗之后，電磁流量計運行正常。經(jīng)推測，發(fā)生這一故障的原因為寒冷氣候所導(dǎo)致的電磁流量計內(nèi)部管道結(jié)晶堵塞。

當(dāng)前，電磁流量計種類繁多，在實際工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也較為廣泛，對于流量監(jiān)測的作用愈發(fā)突出，并存在著快速的技術(shù)更新。本文主要從電磁流量計的工作原理、科學(xué)應(yīng)用及維護(hù)等三個方面進(jìn)行論述分析，并結(jié)合具體實例對故障維修進(jìn)行說明。總而言之，技術(shù)人員唯有牢牢掌握電磁流量計相關(guān)技術(shù)，把握其發(fā)展方向，才能更好地保證其生產(chǎn)應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊紅.電磁流量計的應(yīng)用及其維護(hù)[A].2011中國有色金屬行業(yè)儀表自動化學(xué)術(shù)會議論文集[C]，2011.

[2]楊春芳.SITRANS F C流量計在羰基鐵液體計量中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計算機(jī)，2010（10）.

[3]孟祥軍.電磁流量計的應(yīng)用故障分析[J].化工自動化及儀表，2011（08）.

[4]陳加德.從“電磁流量計的工作原理”談起[J].湖南教育（下），2011（08）.