【摘    要】 科學技術的快速更新換代帶動了新型流量儀表的進一步發展。電磁流量計作為流量儀表之一亦不例外,其以高精度測量、較強耐腐蝕性等優勢在鋼鐵行業、化工行業等領域的流量監測工作上應用范圍較為廣泛,具有較高的應用價值。隨著節能降耗政策的有效擴展,在高能耗行業中,特別是鋼鐵行業中，較高精度的計量儀表顯得尤為重要。論文通過對電磁流量計的概述和合理選擇與安裝,對其應用與維護進行了淺要探究。

 

        隨著生產企業工藝設備的自動化改造進程不斷加快，大多數工藝設備的基礎級設備以及過程控制等方面實現了自動化。在自動化控制系統上，多采用較為精良的PLC(可編程邏輯器件）系統或DCS(集散控制系統）系統，采用可靠性較強的電磁流量計進行信息全面監控，進而獲取電流體體積流量的有效信息。當前，在國內鋼鐵行業各種導電液體的測量領域應用范圍較廣。

 

1 電磁流量計概述

 

        電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律、進行導電性液體測量的儀表，當流體經由磁場流動時，會與磁場進行交互作用，產生電荷，依據對該電荷的測量進行流速確定。隨著電子技術的不斷發展，電磁流量計作為新型流量測量儀表，主要特點為測量通道為光滑直管。在進行導電體測量時，不易阻塞；可用于含有固體顆粒或纖維的液固流體；在流量監測過程中，不會造成壓力上的損失，亦不會因外界因素而影響測量結果；測量范圍在20:1～50:1之間；但其不可進行過高或過低溫度液體的測量。

 

        電磁量測量的基本原理主要依據法拉第電磁感虛定律，在磁場中，導電液體作切割磁力線運動、導體中產生感應電動勢，其中感應電動勢與儀表常數系數、磁感應強度、測量管內徑值以及測量管界面平均流速等相關聯。仕樂克電磁流量計的組成部分主要為流量傳感器和轉換器。其中流量傳感器主要有外殼、磁路系統、測量管、襯里以及電極等相關部件。在測量管上下裝置勵磁線圈，勵磁電流過后出現磁場穿過測量管，進而電極與液體相觸而產生感應電勢；轉換器主要具有放大感應電勢、阻止干擾信號等功能，即放大電磁流量計變送器所輸出的毫伏信號，轉化為標準電流信號或頻率信號。

 

2 電磁流量計的合理選擇與安裝

 

2.1 電磁流量計的選擇

 

        合理選擇電磁流量計具有重要意義，不僅能夠促使數據的精準測量，還可推動電磁流量計在鋼鐵行業的深入發展。在進行電磁流量計的選擇時，大多從安裝口徑進行考慮。

 

2.1.1 口徑及量程的選取原則

 

        在對變送器口徑加以確定時，一般應確保其口徑與管道系統相一致。如果管道系統仍未知，則應結合流速與流量的變動范圍對口徑加以確定，流速以2～4m/s 較為適宜。在液體中帶有固體顆粒等特殊情況下，考慮到磨損的情況，可選常用流速≤3m/s；對于易附管流體，則可選用流速≥2m/s。

 

        變送器的量程的選擇原則為：一方面需確保儀表滿量程大于預計的最大流量值；另一方面應使正常流量大于儀表滿量程的50%，以保證一定的測量精度。

 

2.1.2 壓力及溫度的選取范圍

 

        電磁流量計能測量的流體壓力與溫度有一定限制。進行選取時需確保使用壓力低于規定的工作壓力。目前，國內較為常見的電磁流量計作壓力規格為：小于500mm口徑，工作壓力為1.6MPa;(500～900)mm口徑，工作壓力為1MPa，大于1000mm口徑，工作壓力為0.6MPa。若變送器的耐壓能力有特殊要求，則應與生產廠家加以協商以制造出符合要求的變送器，目前已知的耐壓能力最強的為耐壓32MPa的電磁流量變送器。電磁流量計的襯里材料是決定其工作溫度的重要因素，一般為5～70℃。通過對內襯材料的特殊處理，可以適當提高其耐受范圍，這主要是由于變送器允許被測介質溫度為-40～+130℃。

 

2.1.3 內襯材料與電極樹料的選擇

 

        變送器的內襯材料及電極材料的選取過程中，應始終根據介質的物理化學性質進行，以便從根本上避免由于襯里和電極的腐蝕而導致的儀表損傷。需引起注意的是，不恰當的材料選擇還可能造成強腐蝕性介質泄露，引發安全事故，需引起重視。因此，必須根據生產過程中的具體測量介質，慎重地選擇電極與襯里的材料。

 

2.2 電磁流量計傳感器的安裝

 

        2.2.1 變送器應安裝在室內干燥通風處，避免安裝在環境溫度過高的地方，不應受強烈振動，盡量避開如大電機、變壓器等強磁場物件。避免安裝在有腐蝕性氣體的場合，確保安裝地點便于檢修，如此方能為變送器正常運行提供良好環境條件。

 

        2.2.2 為了保證變送器測量管內充滿被測介質，在使用過程中發揮應有作用，應對變送器進行垂直安裝，尤其是對于液固兩相流，確保其流向為自下而上。若受到客觀條件限制，只允許水平安裝，則必須保證兩電極在同一水平面變送器兩端應裝閥門和旁路。

 

        2.2.3 為了更為穩定地進行測量，變送器外殼與金屬管兩端應有良好的接地，同時還需確保轉換器外殼處于接地狀態。接地電阻不能大于10，并確保其不與其他電器設備共用接地線。若在安裝過程中無法確保變送器外殼與金屬管道的良好接觸，可在使用金屬導線將其連接后可靠接地。為了避免干擾信號，變送器和轉換器之間的信號必須用屏蔽導線傳輸，杜絕將信號電纜和電源線平行放在同一電纜鋼管內的現象。

 

        2.2.4 轉換器安裝地點的環境溫度為-20～50℃，不含有腐蝕性氣體，相對濕度不大于80%。同時還應注意，信號電纜的長度一般不得超過30m。此外，為了避免流速分相對測量的影響，流量調節閥應設置在變送器下游。

 

3 電磁流量計在鋼鐵行業中的應用與維護

 

        為有效維護電磁流量計在鋼鐵行業中的良好應用，在其發生故障時需明確分析其故障原因，其故障部位多為調試期故障與運行期故障。

 

3.1 電磁流量計的調試期故障

 

        一般情況下，電磁流量計發生故障，多因其傳感器的安裝位置并不正確，常見的傳感器安裝錯誤多表現在將其放置在集聚氣體的管路最高點、自上而下的垂直管上或者傳感器后無背壓等方面。當仕樂克電磁流量計的調試環境受到管道雜散電流干擾、空間強電磁波干擾以及大型電機磁場干擾等，將會對測量結果造成嚴重影響。若出現該情況，需采取相對應的措施予以解決或降低干擾度。其中遇到管道雜散電流干擾時可進行單獨接地保護措施，若遇到較大強度的雜散電流，則應及時確保流量傳感器與管道絕緣。當被測液體存在微小均勻的氣泡時，并不影響電磁流量計的正常使用和測量工作；但若是氣泡不斷增大，將會造成電磁流量計輸出信號產生波動狀況；當整個電極表面為氣泡所覆蓋，則在氣泡與電極相接觸時，電極回路將會出現斷路現象，進行影響輸出信號的正常工作。

 

3.2 電磁流量計運行期故障

 

        在電磁流量計工作運行過程中，主要受到環境條件變化的影響，或者電磁流量計的傳感器內壁附著層出現故障現象、受到雷電打擊等。因電磁流量計多用于工業用水的流量測量，在運行一段時間后，其傳感器內壁附著層會產生結垢，進行影響仕樂克電磁流量計的正常工作，致使測量儀表出現故障，影響工作效率，這就需及時采取清除措施，保障測量管的干凈、暢通。在儀表線路中，雷擊易于感應到高電壓與較大強度的電流，從而造成電磁流量計在運行過程中受到雷電打擊傷害。其中雷電進入電磁流量計主要途徑為電源線、勵磁線圈以及流量信號線等，通過線中的導電體，電流瞬間增大，超出電磁流量計電流的承載度，造成電磁流量計出現損壞故障。運行期間出現電磁流量計測量故障，還受到環境條件變化的影響。在調試期，其環境條件良好，對測量工作并不影響；但在工作過程中，出現新的干擾源或者妨礙測量工作的變化條件，將造成電磁流量計輸出信號的不穩定，從而影響整個測量工作的正常運行。

 

4 結束語

 

        總而言之，近年來，隨著科學技術和經濟的高速發展，鋼鐵行業的發展速度也隨之加快，對儀器的要求也不斷提高，采用高精度、易使用的測量儀器將能實現工作效率的提升。對電磁流量計的應用探究以及故障分析，將能保障其在測量工作過程中的正常運轉，以及能夠充分發揮其在鋼鐵行業中應有的作用。合理選擇和正確安裝電磁流量計，并對其采取有效的維護措施，將有效避免或者降低工作時故障的發生，確保其工作運行穩定且安全可靠。

 

編輯：電磁流量計

版權：上海梅山工業民用工程設計研究院有限公司：張偉

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