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    電磁流量計的安裝以及在工應用中常見的問題

    文章作者:南京賽亞特福精密儀器有限公司    發布時間:2021-05-17
    電磁式流量計是一種根據法拉第電磁感應定律對管道中導電介質體積流量進行測量的感應儀器,在測量流量時,導電性液體以速度V流過垂直于流量方向的磁場,導電性液體的流動感應出與平均流速成正比的電壓,其感應電壓信號通過與液體直接接觸的感應電極檢測到,并通過電纜輸送到轉換器進行智能處理,實現流體瞬時流量、累積流量的顯示和流量數據與控制系統之間的通信。在測量管道中沒有活動和阻流部件,所以壓力損失很小,可靠性很高。
    一是測量原理。
    根據法拉第電磁感應定律,當一個導體在磁場中移動并切割磁力線時,導體的兩端會產生感應電勢e,方向由右手定則決定。它的大小與磁場的磁感應強度b、導體在磁場中的長度l與導體的運動速度u成正比。如果b、l、u相互垂直,則:
    e=Blu(1)
    類似地,在磁感應強度為B的均勻磁場中,垂直于磁場方向放置一條內徑為D的非磁性管道,當導電液體以流速u流動時,磁性線就會被切斷。
    如果在管道截面垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖1),可以證明,只要管道中的流速分布為軸對稱分布,兩個電極之間就會產生感應電動勢:
    e=BDú(2)
    在公式中,它是管道截面上的平均流速。因此,管道的體積流量如下:
    2018年8月18日103348.jpg
    從上式可以看出,體積流量Q與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系,與磁場的感應強度B成反比,與其他物理參數無關。
    二是安裝電磁流量計。
    電磁式流量計的正確安裝對于電磁式流量計的正常運行至關重要,也大大降低了以后的維修工作量;電磁式流量計的安裝應注意以下問題:
    (1)安裝地點。在測量混合相流體時,應選擇不會造成相分離的地方;避免安裝在電機、變壓器等強電設備附近,以免造成電磁場干擾;選擇不會造成負壓的地方;避免安裝在周圍有強腐蝕性氣體的地方;環境溫度一般溫度一般應在-25~60℃范圍內,盡量避免陽光直射;安裝在無振動或振動小的地方。振動過大時,應在傳感器前后的管道上加固定支撐;避免安裝在雨水直接淋濕或水浸濕的地方。
    (2)直管段長度。電磁式流量計對表前直管段長度的要求較低。一般而言,對90°彎頭、T型三通、異徑管、全開閥等流動阻力部件,離傳感器電極軸中心線(非傳感器進口端面)應有3~5D直管段長度;對不同開度的閥門,應有10D直管段長度;傳感器后面通常應有2D直管段長度。如果閥門不能完全打開,如果將閥門截流方向與傳感器電極軸成45°安裝,則可大大降低附加誤差。
    (3)安裝位置和流動方向。電磁流量計可以水平、垂直或傾斜安裝。水平安裝時,電磁流量計的電極軸必須水平放置。這樣可以防止流體夾帶的氣泡產生的電極短時間絕緣;也可以防止電極被流體中的沉積物覆蓋。不要把電磁流量計安裝在高點,以免氣體積聚,安裝在管道系統的**高處。安裝位置不好,要避免。垂直安裝時,流動方向應朝上,這樣可以使無流量或流量小時,流體中夾帶的重固體顆粒下沉,輕脂肪物質上升離開傳感器電極區。測量泥漿、礦漿等液固二相流時,垂直安裝可避免固相沉淀和電磁流量計內襯不均勻磨損。傳感器安裝位置應有一定的背壓,電磁流量計出口直排空,容易造成測量管內液體不滿管。為了不好的安裝位置,應避免在泵前后安裝負壓。
    (4)安裝旁路管。為便于液流靜止時檢查和調整零點,中小管徑應盡量安裝旁路管。含沉淀物流體的測量,應考慮電磁流量計的安裝方法,以方便清洗。
    即使在生產中也可以切割、維護和處理。
    (5)接地。
    由于電磁流量計的工作原理和特點,接地屏蔽外部電磁干擾尤為重要;同時,為了防止測量準確性和電極發生電流腐蝕,電磁流量計必須單獨接地,傳感器和流體處于相同的電位。分離式電磁流量計原則上接地應在流量計側,轉換器接地應在同一接地點。在大多數情況下,流量計的內置參考電極或金屬管可以保證所允許的電位平衡。因此,可以通過內置參考電極和金屬管將管道中的流體接地,將流量計的接地片與接地線連接。如果傳感器安裝在帶陰極腐蝕保護管上,除了流量計和接地環一起接地外,還可以用粗銅線繞過流量計跨接管道的兩個法蘭,使陰極保護電流與流量計之間隔離。對于金屬非接地管,應用粗銅線連接,保證法蘭與法蘭與法蘭連接。對于非導電塑料管或襯里管,如果沒有參考電流,則需要將流量計與流量計連接。
    三是煤化工生產中電磁流量計常見問題。
    電磁式流量計作為目前工業上廣泛使用的流量計,根據其故障和成因分為五類,下面就電磁式流量計這些常見故障的成因、檢測判斷方法和故障處理方法進行簡要闡述。
    3.1液體中含有氣泡和非滿管。
    液體中含有氣泡的場景導致測量不準確或測量值波動(輸出波動)。液體中泡沫氣體的形成有兩種方式:從外部吸入和液體中溶解氣體(空氣)轉化為游離氣泡。如果液體中含有較大的氣泡,可以在擦拭電極時覆蓋整個電極,使流量信號輸入電路瞬間開啟,導致輸出信號波動。非滿管現象可視為液體中含有氣泡的情況。液體未滿管可分為液位高于測量電極水平面。
    或者低于水平面。當管道中的液位高于電極水平面時,如果管道系統的前后直管段比較理想,電磁流量計的測量大多是穩定的,但是流量計測量的液位包含管道中的氣位,所以測量誤差很大。當管道中的液位低于電極表面時,此時電極暴露在空氣中,測量電路實際上處于開路狀態。電磁式流量計的測量值和輸出處于隨機狀態,不斷波動或滿度。這也是非工作狀態,即管道沒有液體介質時,電磁式流量計指示隨機值,工藝人員有時會認為流量計有故障。
    簡單的判別方法是在波動時切斷磁場的勵磁回路電流。如果儀器此時仍然顯示且不穩定,這表明大多是由氣泡或非充滿管的影響造成的。如果用萬用表測量電極電阻,可以測量電極的電路電阻高于正常時間;造成這種現象的大部分原因是安裝。電磁流量計的安裝是否合適直接影響測量效果。同時,如果被測介質中含有空氣,如果判斷是由安裝位置造成的。如果電磁流量計因管道高度而滯留氣體或外部吸入空氣而導致流量計波動,更換安裝位置是**徹底的解決方案,在管道**低點或U型管道安裝。但是很多應用是直徑大或者安裝位置不容易改變。建議在流量計上游安裝集氣包和排氣閥。安裝排氣閥后,測量將恢復正常。在流量計安裝時,盡量避免在管道**低點或U型管道安裝。但很多應用情況是直徑大或安裝位置不易改變。建議在流量計在流量計上游安裝集氣包和排氣閥。安裝底排氣裝排氣裝排氣裝后,盡量計安裝時,應盡量恢復正常。
    3.2電極腐蝕
    排除氣泡因素后,測量值因電極腐蝕而晃動,*終以傳感器故障告終。

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