提高電磁流量計測量準確性的改進措施

張楓屏(泰州石油化工有限責任公司，江蘇泰州，225300)

一、 引言

電磁流量計因具有結(jié)構(gòu)簡單、無截流阻流部件，不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象且不受介質(zhì)密度、粘度、溫度等影響，穩(wěn)定性好等特點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)保等各個方面。 在實際使用中，我們發(fā)現(xiàn)流量計常發(fā)生測量不準，甚至不能正常運行的狀況，給生產(chǎn)帶來了一定的影響，必須找出解決的辦法并加以改進。

二、 提高測量精度的改進措施

電磁流量計是基于法拉弟電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)體積流量的一種感應(yīng)式儀表[1],影響其測量精度的原因有很多，但生產(chǎn)實際應(yīng)用中，流量計的選型及安裝是最關(guān)鍵的影響因素，因此必須加以足夠的重視。

1、電磁流量計的選型

（1） 測量管口徑的選擇

測量管是一根高電阻率的非磁性材料制成的帶法蘭的直管，因為電磁流量計不能測量很低的流速，一般情況下，電磁流量計對低于0.1m/s 的流體介質(zhì)是無法保證測量精度的， 所以測量管的口徑不一定與流體管道的口徑一樣， 測量管的口徑是根據(jù)管道內(nèi)的平均流速而定的[2]。

對于較清潔、粘度不大的流體介質(zhì)，流速以2－4m/s 較為適宜， 如流體介質(zhì)中帶有固體顆粒可選流速≤3m/s 防止襯里和電極的過分磨擦,對于粘度較大易附管壁的流體，可選用介質(zhì)流速可選擇≥2m/s，較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用，提高測量精度。

流速確定以后，可根據(jù)式2.1 來確定測量管口徑：

Q＝πD2V/4 式(2.1)

式中 Q 為流體體積流量，D 為管道直徑，V 為流體流速。

（2 ）傳感器量程的選擇

傳感器的量程可以根據(jù)兩條原則來選擇∶一是最大流最值不大于儀表滿量程的70%， 二是正常流量在儀表滿量程的50%左右，以保證流量計的測量精度。

（3） 傳感器襯里及電極材料的選擇

襯里材料及電極材料必須根據(jù)被測介質(zhì)的物理化學性質(zhì)來正確選擇，否則流量計會由于襯里和電極的腐蝕而很快損壞，而且腐蝕性很強的介質(zhì)一旦泄漏容易引起事故。 因此，必須根據(jù)生產(chǎn)過程中的被測介質(zhì)的性質(zhì)，正確地選擇電極與襯里的材料。

電極安裝在與磁場垂直的測量管的兩側(cè)管壁上， 它把被測介質(zhì)切割磁力線所產(chǎn)生的流量信號引出， 電極材料按被測介質(zhì)的腐蝕性決定，但是必須為非磁性導電材料。

襯里是敷設(shè)在測量管內(nèi)側(cè)的絕緣材料，它必須具有耐磨性、耐腐蝕性及耐高溫性等性能。 材料的選擇取決于被測介質(zhì)的溫度，不同的溫度的介質(zhì)選用不同的襯里材料。

（4） 傳感器激磁方式的選擇

激磁系統(tǒng)是把疊片鐵芯用銅導線繞制成兩個鞍形線圈，分別夾持在不測量管的上下兩側(cè)， 它們所產(chǎn)生的磁場方向與被測流體的流向垂直。

低頻矩形波激磁傳感器具有零點穩(wěn)定性好，抗工頻干擾，縮小傳感器體積， 降低激磁功率， 使傳感器與轉(zhuǎn)換器一體化等優(yōu)點，已成為被廣泛應(yīng)用的主流產(chǎn)品，但如果被測介質(zhì)中含有非磁性顆粒或纖維的固液雙相流時， 為避免流體在表面產(chǎn)生尖峰噪聲，使信號不穩(wěn)定，應(yīng)選用巿電交流激磁或雙頻激磁傳感器[2]。當測量液態(tài)金屬流量時，應(yīng)選擇直流激磁傳感器。

（5） 防爆等級的選擇

電磁流量計分為一體式和分體式二種，一般來說，防爆等級為IP65、IP67、IP68。流量計防爆等級的選擇要符合安裝地點的環(huán)境要求，尤其是安裝地點在地下陰井或其它一些潮濕的地方，易造成轉(zhuǎn)換器內(nèi)吸潮積水，損壞線路板，應(yīng)選用分體式且防爆等級為IP68 的流量計，以免造成事故。

2、電磁流量計安裝位置的選擇

傳感器安裝位置的選擇是保證電磁流量計正常運行的關(guān)鍵，所以在選擇安裝位置時應(yīng)考慮下列因素：

(1) 根據(jù)電磁流量計的測量原理可知， 被測流體的流速必須軸對稱分布才能保證流量計正常運行， 否則容易引起流量計指示不穩(wěn)， 所以安裝位置的選擇必須使介質(zhì)滿管且保證直管段的要求(一般前5D 后3D)。

(2) 為避免氣泡的影響， 安裝位置不宜選擇在易積聚氣體的流體管道的最高點，垂直安裝時，應(yīng)選擇流體由下而上的位置。當流體出口為放空狀態(tài)時，傳感器不應(yīng)安裝在管道放空之處，應(yīng)安裝在較低處，并使流體滿管。

(3) 電磁流量計的測量原理就決定了其易受外界電磁干擾的影響，為避免電磁場干擾，安裝位置應(yīng)盡可能地遠離有強電磁場的大功率用電設(shè)備如大機電、大變壓器等。 另外，安裝時流量計應(yīng)很好的接地，信號線選用屏蔽線并穿管進行保護。

(4) 為避免負壓及管道的震動對流量計的影響， 安裝位置不宜選擇在泵的進口或地面有強烈的震動處。 如管道振動大，在傳感器兩邊應(yīng)加裝固定管道的支架，以減少震動的影響。

(5) 被測介質(zhì)中含有固體顆粒時，水平安裝會使襯里和電極過分磨蝕，也會使測量管內(nèi)徑被磨變大，從而產(chǎn)生較大的測量誤差，此時應(yīng)該選擇垂直安裝。

三、 結(jié)論

影響電磁流量計正常運行的因素有很多， 日常的維護及保養(yǎng)也是很重要的一環(huán)。 對使用中的流量計要定期檢查、定期清洗電極、檢查儀表接線盒的密封性確保不進水等。 實踐證明，正確選型，安裝以及良好的維護保養(yǎng)措施才能保證流量計正常運行。

[1]蔡武昌，電磁流量計[M],北京，中國石化出版社，2004.3

[2]陸德民，石油化工自動化控制設(shè)計手冊[M],北京，化學工業(yè)出版社，第三版