電磁流量計由和轉換器兩部分構成。它是基于法拉第電磁感應定律工作的,用來測量電導率大于5μS/cm導電液體的體積流量,是一種測量導電介質體積流量的感應式儀表。除可測量一般導電液體的體積流量外,還可用于測量強酸強堿等強腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。電磁流量計廣泛應用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門及市政管理,水利建設、河流疏浚等領域的流量計量。
一般情況下的防護等級為IP65,根據(jù)國家標準GB4208-84和國際電工委員會標準IEC529-76關于電工電氣產(chǎn)品外殼防護等級規(guī)定的標準為:
A、IP65:為防噴水型,電磁流量計傳感器外殼允許水龍頭從電磁流量計的傳感器的任何方向對傳感器噴水,噴水的壓力在30Kpa,出水量為12.5L/S,距離為3米。
B、IP67:電磁流量計傳感器可用于短時間內浸在水里,
C、IP68:為潛水型,在一定的壓力下適用于長期工作于水中或者地下,此時電磁流量計的傳感器與顯示部分分離,要做成分體式電磁流量計,但必須強調電磁流量計的防護等級要求。
一般情況下防護等級應根據(jù)實際情況來選擇,傳感器要求裝在地面以下、經(jīng)常受水淹的情況下應選擇IP68,傳感器安裝在地面以上的應選擇IP65、IP67。任何情況下電磁流量計的顯示部位是不能用水或者進入水中的,如此會導致電磁流量計的損壞。
在日常的生產(chǎn)流量數(shù)據(jù)測量過程中,由于種種因素的存在,使電磁流量計的測量數(shù)據(jù)輸出產(chǎn)生不穩(wěn)定,從而導致實際的流量與測量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同程度的偏差,這些原因是多方面的,下面列舉引起測量流量與實際測量不符的故障原因,大體上可歸納成以下6個方面。
(1)轉換器設定值不止確;
?。?)傳感器安裝位置不妥,未滿管或液體中含有氣泡:
?。?)未處理好信號電纜或使用過程中電纜絕緣下降:
(4)傳感器卜游流動狀況不符合要求;
?。?)傳感器極間電阻變化或電極絕緣下降;
?。?)所測量管系存在未納入考核的流入/流出值。
一 電磁流量計的工作原理和組成結構
應用法拉第電磁感應定律做為測量原理的電磁流量計,是目前工業(yè)中測量導電液體流量的常用儀表。它的應用很廣,可以測量各種腐蝕性介質以及帶有懸浮顆粒的漿液。
設在均勻磁場中,垂直于磁場方向有一個直徑為D的管道。管道由不導磁的材料制成管道內表面襯掛絕緣襯里。當導電的液體在導管中流動時,則導電液體切割磁力線,于是在和磁場及流動方向垂直的方向上產(chǎn)生感應電勢,如安裝一對電極,則電極間產(chǎn)生和流速成比例的電勢差。
E=BDυ*10-8伏
其中:E——感應電勢(伏);
B——磁感應強度(高斯);
D——管道內徑(厘米);
υ——液體在管道中的平均速度(厘米/秒)
實際使用中的電磁流量計,都是采用交變磁場工作,此時
B=Bmax*simωt
E=Bmax*simωt*D*υ*10-8
?。剑?Q/Dπ)*10-8*Bmax*simωt=KQ
其中K=4*10-8*Bmax*simωt/πD
流量Q=πDE*108/4Bmax*simωt即感應電勢E和流量Q成正比。
對于一臺儀表來說,磁感應強度是已知的,并且基本不變。所以,只要設法測出E,則流量Q就知道了。
二 電磁流量計的安裝
1.電磁流量計的安裝位置可以自己根據(jù)需要選擇。并且其傳感器可以傾斜或者垂直安裝。但是,不管采用何種形式的安裝,都要注意二個電極的軸線必須大致在水平方向上。
2.還要注意電磁流量計的傳感器要安裝在能保證測量管中充滿被測介質,不能有非滿管或有氣泡聚集在測量管內的現(xiàn)象。所以不要把傳感器安裝在管道的最高處,而要安裝在較低的向上傾斜的管道上。在垂直管道上安裝時,不要安裝在液體流向自上而下,而要安裝在自下而上的管道上。不可將傳感器安裝在水泵的入口處,因為此處很容易形成真空,影響計量效果。
3.安裝傳感器時要注意傳感器上箭頭的方向,是指液體流動的方向。
4.雖然電磁流量計的傳感器對震動不很敏感,但如果安裝在震動較強的地方時,需要在安裝傳感器的管道二側加支撐。
5.如果被測介質是嚴重污濁液體或容易在管道結垢的液體,可以在安裝傳感器的測量管上加一個旁通管,以便于拆卸清洗。
對于DN≥350的管道,如果增加旁通管成本較高,也可以采用刮刀式電極的傳感器,當需要清理傳感器電極上的污物時,可以打開外殼蓋板,旋轉幾圈旋鈕就可以了。也可以采用可拆卸電極式的傳感器,拆卸電極時,可帶壓進行,不影響工藝設備的運行。但是,以上二種只是清洗傳感器的電極,如果傳感器的測量管道被嚴重污染結垢,還是需要將傳感器拆下清洗。
6.在電磁流量計傳感器安裝的要求上,對直管段長度的要求一般在傳感器上游側不小于10個D(D為管道的直徑),在下游側不小于2D。但在實際的安裝中,由于我們公司地處山區(qū),受地理環(huán)境的制約,特別是大口徑管道,要滿足上游側10個D較困難,根據(jù)我們的實踐,上游側一般能保證5個D計量效果也不錯。
7.對轉換器的安裝,一般安裝在室內,不要直接暴露在陽光下就可以了。
8.電磁流量計接地環(huán)的安裝,針對工藝管道的內表面沒有絕緣涂層、有絕緣涂層和具有陰極保護的三種不同的管道,要采用三種不同的安裝方式。
三 電磁流量計的運行和維護
電磁流量計在運行中出現(xiàn)的故障是指流量計經(jīng)調試并正常運行一段時間后出現(xiàn)的故障。常見的運行期故障一般由流量傳感器內壁有附著層、雷電打擊、運行環(huán)境條件變化以及系統(tǒng)零位改變等因素引起的。
1.傳感器內壁附著層
如果測量的介質是臟污流體,運行一段時間后,常會在傳感器內壁積聚附著層而產(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;若附著層電導率顯著高于流體電導率,則電極回路將出現(xiàn)短路,儀表也不能正常工作。所以,應及時清除電磁流量計測量管內的附著結垢層。
2.雷電打擊
雷擊容易在儀表線路中感應出高電壓和浪涌電流,使儀表損壞。它主要通過電源線、勵磁線圈或傳感器與轉換器之間的流量信號線等途經(jīng)引入,尤其是從控制室電源線引入的占絕大部分。
3.環(huán)境條件變化
在調試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源),流量計工作正常,此時往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。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(如在附近管道上進行電焊,附近安裝了大型變壓器等),就會干擾儀表的正常工作,輸出信號就會出現(xiàn)波動。
4.系統(tǒng)的零點變化
正常運行情況下,電磁流量計的系統(tǒng)零點隨著系統(tǒng)的長期運行而使元器件老化、勵磁線圈絕緣強度降低、測量電極極化與污染、系統(tǒng)接地電阻(電位)增加等因素均會造成系統(tǒng)零點的變化與漂移。所以,要定期檢查流量計的系統(tǒng)零點,進行調整和維護。電磁流量計的系統(tǒng)零點在傳感器充滿介質且不流動時出現(xiàn)。此時可對系統(tǒng)進行零位調整。
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