淺談電磁流量計的特點與故障分析

【摘要】電磁流量計是塑料廠常見的一種測量儀表，在化工生產(chǎn)中起著測量記錄，調(diào)節(jié)和控制的作用，本文主要介紹了電磁流量計的技術(shù)特點和工作原理，分析了電磁流量計的優(yōu)缺點，并對電磁流量計常見故障進行了分析，最后簡述了電磁流量計的應(yīng)用領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】電磁流量計；技術(shù)特點；故障；分析

一、前言

電磁流量計（EMF）在化工領(lǐng)域有著廣泛的用途，在滿足現(xiàn)場監(jiān)測顯示的同時可輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號（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)等各個行業(yè)工藝管道內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量計量。EMF除測量一般導(dǎo)電液體外，還可測量導(dǎo)電的液固兩相流，高黏度液體及鹽類，強酸，強堿等液體的流量。

二、電磁流量計工作原理和技術(shù)特點

電磁流量計具有防水、防腐、防干擾、防雷擊的能力。電磁流量計設(shè)計了中文液晶顯示器，功能齊全實用、顯示直觀、操作使用方便。電磁流量計在滿足現(xiàn)場顯示的同時，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調(diào)節(jié)和控制。電磁流量計是采用電磁感應(yīng)原理測量介質(zhì)流體流速的。它在管道的兩側(cè)加一個磁場，被測介質(zhì)流過管道就切割磁力線，在兩個檢測電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其大小正比于流體的運動速度。

電磁流量計密封性能好，還可用于自來水和地下水道系統(tǒng)。而且測量過程不與流體接觸，適于制藥、生物化學(xué)和食品工業(yè)。這種流量計還可檢測血液流量。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)被測介質(zhì)的電導(dǎo)率約為10歐姆·厘米時就開始產(chǎn)生困難，電導(dǎo)率更低時就產(chǎn)生原理性困難。當(dāng)電導(dǎo)率為10歐姆·厘米時，就達到導(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)特點有：

（1）管道內(nèi)無可動部件，無阻流部件，測量中幾乎沒有附加壓力損失。

（2）測量結(jié)果與流速分布、流體壓力、溫度、密度、粘度等物理參數(shù)無關(guān)。

（3）在現(xiàn)場可以根據(jù)用戶實際需要在線修改量程。

三、電磁流量計的優(yōu)缺點

1.電磁流量計（EMF）優(yōu)點

（1）EMF的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固體顆?；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)生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。

（3）EMF所測得的體積流量，實際上不受流體密度、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）與其他大部分流量儀表相比，前置直管段要求較低。

（5）EMF測量范圍度大，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儀表寬，從幾毫米到3m?？蓽y正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動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（EMF）缺點

（1）EMF不能測量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、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；有些型號儀表用于過低于室溫的液體，因測量管外凝露或霜而破壞絕緣。

四、電磁流量計常見故障分析

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再出現(xiàn)。常見的調(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，常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管道最高點；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓，流體直接排入大氣而形成測量管道非滿管。

（2）環(huán)境方面

通常主要是管道雜散電流干擾，空間強電磁波干擾，大型電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強大的雜散電流，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)信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護。

（3）流體方面

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

2.運行期故障

運行期故障是電磁流量計經(jīng)調(diào)試并正常運行一段時期后出現(xiàn)的故障，常見的運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

由于電磁流量計常用來測量臟污流體，運行一段時間后，常會在傳感器內(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)及時清除電磁流量計測量管內(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，使儀表損壞。它主要通過電源線或勵磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線等途徑引入，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，流量計工作正常，此時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，運行期間出現(xiàn)新的干擾源就會干擾儀表的正常工作，流量計的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動。

五、電磁流量計（EMF）的應(yīng)用領(lǐng)域

電磁流量計（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)生要求的場所。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所，如測量造紙工業(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)的強腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制，長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。

現(xiàn)在電磁流量計（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。用于測量酸、堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂、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

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，對流量測量的準(zhǔn)確度和范圍要求越來越高，為了適應(yīng)多種用途，各種類型的流量計相繼問世，提高電磁流量計的測量精度和質(zhì)量，降低操作維修費用，提高其自動化程度和使用性能等是電磁流量計發(fā)展的主要趨勢。

參考文獻

[1]梁國偉，蔡武昌.流量測量技術(shù)及儀表[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[2]王志偉.電磁流量計在水廠流量測量中的應(yīng)用[M].中國測試技術(shù)，2006（4）.