電磁流量計(jì)的安裝及常見故障分析

盧慶芳

摘 要：電磁流量計(jì)因其眾多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。本文從電磁流量計(jì)的原理、特點(diǎn)和選型原則出發(fā)，總結(jié)了一些電磁流量計(jì)使用過程中較常見的故障，并進(jìn)行了詳細(xì)的原因分析，為故障的排除和儀表的維護(hù)提供了理論和經(jīng)驗(yàn)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電磁流量計(jì)；安裝；選型；故障

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.027

0 前言

電磁流量計(jì)是一種新型的流量計(jì)量?jī)x表，已被廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、管道運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。與其他類型的流量計(jì)相比，電磁流量計(jì)有著計(jì)量性能穩(wěn)定，準(zhǔn)確可靠、無附加壓力損失、適應(yīng)能力強(qiáng)、對(duì)被測(cè)液體的要求低、量程寬、響應(yīng)快、靈敏度高、可靠性強(qiáng)等顯著的優(yōu)點(diǎn)。但是隨著應(yīng)用的廣泛，其在使用過程中會(huì)出現(xiàn)各種問題，影響正常的生產(chǎn)。因此，對(duì)電磁流量計(jì)使用過程中的一些較常見的故障進(jìn)行總結(jié)分析，弄清其機(jī)制是十分有必要的。

1 電磁流量計(jì)的工作原理

電磁流量計(jì)的基本工作原理法拉第電磁感應(yīng)定律。根據(jù)該定律，當(dāng)導(dǎo)電金屬在垂直方向上切割磁力線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。電磁流量計(jì)中的導(dǎo)電介質(zhì)就充當(dāng)了這里的導(dǎo)電金屬桿，分布在上下兩端的勵(lì)磁線圈會(huì)在管道的垂直方向上感應(yīng)出一個(gè)均勻恒定磁B，當(dāng)導(dǎo)電流體在管道中以速度V 流過時(shí)，導(dǎo)電流體會(huì)對(duì)磁力線進(jìn)行切割，從而生成感生電動(dòng)勢(shì) UE。如果把一對(duì)電極安裝到管道的兩側(cè)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)該感生電壓的檢測(cè)，其值可表示為 UE = k BDV，其中 D 代表管道的直徑，k 是一個(gè)常數(shù)。由此可以計(jì)算出被測(cè)流體的體積流量 qv 為：

2 電磁流量計(jì)的安裝

電磁流量計(jì)的正確安裝是其正常運(yùn)行的前提條件，同時(shí)安裝的合理也方便了今后的使用和維護(hù)。在電磁流量計(jì)的安裝過程中，必須全面遵守其設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和供電方面的安全規(guī)定。

（1）安裝前需確認(rèn)法蘭、襯里、殼體和出線套的完整性，檢查電路板和元件是否焊牢，型號(hào)與編碼是否一致。（2）管線上的箭頭應(yīng)與實(shí)際流向相符，上下游預(yù)留足夠長(zhǎng)度的直管段，把電極完全浸入到被測(cè)流體中。傳感器應(yīng)通過電極的水平位置。（3）保證安裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和濕度在儀器允許的范圍內(nèi)，安裝基座應(yīng)避免劇烈振動(dòng)和強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，儀器不能受雨水直淋。（4）保證測(cè)量管與工藝管道同軸，配件完整，潤(rùn)滑良好。與金屬管道連接可靠、接地電阻選用合理。恰當(dāng)采用陰極保護(hù)，延長(zhǎng)儀器壽命。

3 選型的基本原則

電磁流量計(jì)的選型是一個(gè)復(fù)雜的過程，選型人員必須對(duì)各種型號(hào)和原理的流量計(jì)都有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，才能選擇出最適合的儀器。一般來說，電磁流量計(jì)主要從五個(gè)方面來考慮：

（1）性能要求。主要包括：確定測(cè)量需求，是測(cè)流量還是總量；對(duì)準(zhǔn)確度、重復(fù)性、線性度、量程、壓力損失、輸出信號(hào)形式和響應(yīng)時(shí)間等。此外，所選的流量計(jì)應(yīng)考慮到使用環(huán)境對(duì)其工作狀態(tài)的影響。 （2）流體特性。選型時(shí)候必須考慮到液體的基本性質(zhì)，例如外界的變化對(duì)液體粘度、密度、粘度、蒸汽壓力和其他參量的影響，被測(cè)液體是否具有強(qiáng)腐蝕性、結(jié)垢、堵塞、相變和混相等物質(zhì)。（3）流量計(jì)的安裝。基于不同原理的流量計(jì)有著不同的安裝要求，這不僅影響流量計(jì)的安裝質(zhì)量，更是直接影響其后續(xù)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。因此選型過程中應(yīng)充分考慮應(yīng)用場(chǎng)合的安裝條件。（4）經(jīng)濟(jì)性要求。主要包括產(chǎn)品單價(jià)、安裝費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、檢測(cè)費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用和備用件費(fèi)用等。

4 常見問題及分析

電磁流量計(jì)的故障包括儀表本身引起的故障和外界原因引起的故障。在調(diào)試或試用階段出現(xiàn)的問題主要是因?yàn)榘惭b不良或選型不當(dāng)造成的，而在正常工作期間出現(xiàn)的故障則多由環(huán)境變化或干擾源等因素造成的。

（1）流量信號(hào)輸出微弱。主要現(xiàn)象：在被測(cè)液體正常流動(dòng)的情況下，信號(hào)轉(zhuǎn)換器的流量信號(hào)輸出很小或者為零。原因分析：首先考慮是否為傳感器接線和安裝的問題，例如電源斷路、勵(lì)磁回路或信號(hào)回路的連接電纜接觸不良等。其次考慮外界的干擾，包括信號(hào)轉(zhuǎn)換器內(nèi)的元器件失效和測(cè)量?jī)?nèi)壁有附著層，造成信號(hào)轉(zhuǎn)換器和電極之間的絕緣等。

（2）輸出信號(hào)不穩(wěn)定。主要現(xiàn)象：被測(cè)液體流速穩(wěn)定、流量平穩(wěn)，但儀表顯示信號(hào)輸出有時(shí)大時(shí)小。原因分析：首先，可能是電路接觸不良，或受到外界環(huán)境中的電磁干擾，造成信號(hào)轉(zhuǎn)換器工作失常。干擾源主要有電源干擾、電機(jī)電磁干擾、共模干擾等。其次，可能是傳感器中有雜散電流，電極被電離層隔開，或接地不良造成強(qiáng)噪聲，把信號(hào)淹沒。例如實(shí)測(cè)液體中突然出現(xiàn)較多顆粒性漿液，并不斷沖刷電極，生成大量隨機(jī)尖刺干擾信號(hào)，使信噪比陡降。再次，傳感器在非滿管狀態(tài)或氣泡較多的情況下也會(huì)造成輸出信號(hào)的大范圍波動(dòng)。

（3）零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。主要現(xiàn)象：沒有實(shí)測(cè)液體或被測(cè)液體靜止的情況下，儀表依然有一定的輸出信號(hào)。原因分析：首先，信號(hào)地接不良是重點(diǎn)考慮因素。良好的接地可以避免雜散電流的影響，檢查接地電阻是否過大，是否與其它電機(jī)設(shè)備共用信號(hào)地，周邊電力設(shè)備工作是否正常。其次是可能引入了共模干擾，信號(hào)回路絕緣下降，或是電纜線路及其接線端子絕緣下降。應(yīng)及時(shí)使用兆歐表檢查電纜側(cè)和傳感器側(cè)的信號(hào)回路絕緣電阻是否處于正常狀態(tài)。

（4）測(cè)量值與實(shí)際值偏差較大。主要現(xiàn)象：被測(cè)液體流動(dòng)緩慢時(shí)候，儀表輸出明顯偏大；被測(cè)液體流動(dòng)迅速時(shí)候，儀表顯示明顯偏小，并且被測(cè)液體的流動(dòng)速度和儀表輸出不是顯示的線性關(guān)系。原因分析：測(cè)量偏差的可能原因較多，包括、轉(zhuǎn)換器設(shè)定值錯(cuò)誤、傳感器安裝位置錯(cuò)誤、未滿管或液體中含有氣泡、信號(hào)電纜絕緣下降不合理、液體流動(dòng)情況復(fù)雜、極間電阻變化或電極絕緣下降等等。

5 小結(jié)

在電子技術(shù)的推動(dòng)下，電磁流量計(jì)的性能也正在大幅度提升，測(cè)量的精度已經(jīng)能夠通過各種誤差補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)用而得以保證。但由于電磁流量計(jì)的工作環(huán)境復(fù)雜，使用過程中難免還會(huì)出現(xiàn)各種問題。本文總結(jié)的一些常見問題以及提出的分析結(jié)論具有很強(qiáng)的代表性，對(duì)于電磁流量計(jì)的維護(hù)和維修有很大的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張皓，楊金城.電磁流量計(jì)的測(cè)量原理及其在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2014（06）：55-58.

[2]于在華.電磁流量計(jì)應(yīng)用探討[J].工業(yè)計(jì)量，2010（S2）：270-271.

[3]連翔.電磁流量計(jì)抗干擾的研究[D].上海交通大學(xué)，2009.