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电磁流量计基本知识 安装 调试与故障处理 水和污水处理厂 生产供水使用的是50W系列今天讲课以53为例 1 电磁流量计的测量特点 电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管 因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体 如纸浆 煤水浆 矿浆 泥浆和污水等 它不产生因检测流量所形成的压力损失 仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力 节能效果显著 对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合 2 电磁流量计的测量特点 电磁流量计所测得的体积流量 实际上不受流体密度 粘度 温度 压力和电导率 只要在某阈值以上 变化明显的影响 电磁流量计的测量范围度大 通常为20 1 50 1 可选流量范围宽 满度值液体流速可在0 5 10m s内选定 有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量 例如设有4位数电位器设定仪表常数 不必取下作离线实流标定 3 电磁流量计的测量特点 电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽 从几毫米到3m 可测正反双向流量 也可测脉动流量 只要脉动频率低于激磁频率很多 仪表输出本质上是线性的 当然 电磁流量计也有缺点 比如它不能测量电导率很低的液体 如石油制品和有机溶剂等 不能测量气体 蒸汽和含有较多较大气泡的液体 通用型EMF由于衬里材料和电气绝缘材料的限制 不能用于测量较高温度的液体 4 测量原理 仪表结构 5 测量原理 电磁流量计的理论 法拉第电磁感应定律 当一导电体经过一个磁场时 就会产生感应电动势 其电动势的方向与导体运动和磁场的方向有关在电磁流量计中 测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆 上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场 当有导电介质流过时 则会产生感应电压 管道内部的两个电极测量产生的感应电压 测量管道通过不导电的内衬 橡胶 特氟隆等 实现与流体和测量电极的电磁隔离 6 管道直径 测量原理 电磁流量计的理论 法拉第电磁感应定律 Uflow 感应电动势v 流速Q 体积流量 Uflow v 感应电动势U B L V Q v A 磁场强度 B L 7 测量原理 电磁流量计的理论 法拉第电磁感应定律 假设电磁感应线圈产生磁场强度 B 为恒定 产生的感应电压 Ue 正比于流体速度 v 管道截面积 A 为已知 则体积流量 Qv 则可通过如下公式计算 Ue B L vQ v A 电磁流量计由流量传感器和变送器两大部分组成 传感器测量管上下装有励磁线圈 通励磁电流后产生磁场穿过测量管 一对电极装在测量管内壁与液体相接触 引出感应电势 送到变送器 励磁电流则由变送器提供 按转换器与传感器组装方式分类 有分离型和一体型两种 8 安装和操作 安装建议1 不能安装在泵入口 泵的入口会造成负压 损坏衬里 保证测量管是满管 标准安装方式 竖直 9 安装和操作 安装建议2 不允许利用外框承住传感器的重量这会使外框变形并破坏内部励磁线圈 如果振动剧烈注意支撑管道和传感器 如果可能 安装传感器最好避免例如阀门三通弯头等组件 满足直管段要求 10 安装和操作 安装建议3 接地 对于金属接地的管道 仪表的接地端直接连到管道上即可 对于非金属的管道 仪表与管道之间安装接地环 并将两个环连接起来 然后用金属线将接地环接地 对于金属非接地的或带衬里的金属管道 仪表与管道的配对法兰连接 然后用金属线将管道法兰接地 11 安装和操作 仪表接线 端子1 2 24或220V的电源端子26 27 电流输出端子24 25 频率输出端子22 23 状态输出端子20 21 状态输入 12 分体式 分体式仪表有两根信号线 两芯和四芯屏蔽线 两芯 励磁线圈电源41 42四芯 四电极信号线分别是 5 测量电极 7 测量电极 4 参考电极 37 空管检测电极 注意 信号线的颜色和安装位置要一一对应 安装和操作 分离型仪表接线 13 ProlinePromag53显示和操作 14 ProlinePromag53显示和操作 Promag53都由三个按键来操作 1 和 选择不同的参数和功能 同时按 就退回上一级菜单2 E 进入操作菜单和保存修改的参数 15 16 17 ProlinePromag53显示和操作 1 QUICKSETUP 21 23 密码 E H10型为0010 E H50型为0050 依次类推 体积流量单位4 20mA对应的量程TIMECONSTANT2 BASICFUNCTION 43 Processparameter小流量切除 EPD EMPTYPIPEDETECTION 18 常用的参数设定及设定值 FLOWRATEUNIT流量单位m3 hVOLUMEUNIT体积单位m3TIMECONSTANT时间常数2sCURRENTSPAN电流范围4 20mAFAILSAFEMODE故障模式MIN CURRENT 0mAat0 20mA 2mAat4 20mA LOWFLOWCUTOFF小信号切除5 FULLACALEFLOW流量满量程范围 根据最大流量 但不允许超过仪表允许最大值 RESETTOTALIZER复位累积值NOEMPTYPIPEDET 空管检测ONMEASURINGMODE测量模式STANDARD 19 技术特点 ProlinePromag空管检测功能 EPD 报警可以状态 继电器形式输出分离型最长可达100米 测量电极 参考电极 EPD电极 20 电磁流量计使用维护的注意事项1 保证测量管的满管状态 含气量和含固量不能超过8 否则影响测量精度 2 电磁流量计必须充分接地 保证测量不受干扰 电磁流量计空管和满管的标定 仪表出厂前 都用水进行了空 满管的标定 电导率 500us cm 如所测介质的电导率与此相差很大 建议在现场进行空 满管的标定 空 满管标定 进入菜单 PROCESSPARAMETEREPD OEDADJUSTMENT清空管道 但确保电极表面是湿的 进行空管标定 EMPTYPIPEADJUST 将管道注满 但保证静止 进行满管标定 FULLPIPEADJUST 空 满管标定完成后 将 EPD 功能打开 21 电磁流量汁运行中产生故障的类型 第一类为仪表本身故障 即仪表结构件或元器件损坏引起的故障 第二类为外界原因引起的故障 如安装不妥流动畸变 沉积和结垢等 按照故障发生时期分类 可分为 调试期故障 运行期故障 调试期故障出现在新装用后调试初期 主要原因是仪表选用或设定不当 安装不妥等 运行期故障足在运行一段时期后出现 主要原因有流体中杂质附着电极衬里 环境条件变化出现新干扰源等 电磁流量计故障检查和分析 22 电磁流量计常见故障现象有 1 无流量信号 2 输出晃动 3 零点不稳 4 流量测量值与实际值不符 5 输山信号超满度值 电磁流量计故障检查和分析 23 一般采用的检查手段或方法及其检查内容 检查首先从显示仪表工作是否正常开始 逆流量信号传送的方向进行 用模拟信号器测试转换器 以判断故障发生在转换器及其后位仪表还是在转换器的上位传感器发生的 若是转换器故障 如有条件可方便地借用转换器或转换器内线路板作替代法调试 若是传感器故障需要试调换时 因必须停止运行 关闭管道系统 因涉及面广 常不易办到 特别是大口径流量传感器 试换工程量大 通常只有在作完其他各项检查 最后才下决心 卸下管道检查传感器测量管内部状况或调换 电磁流量计故障检查和分析 24 电磁流量计故障检查和分析 1无流量信号 无流量信号输出大体上可归纳为5个方面故障原因 它们是 1 电源未通等电源方面故障 2 连接电缆 激磁回路 信号回路 系统方面故障 3 液体流动状况方面故障 4 传感器零部件损坏或测量内壁附着层引起等方面的故障 5 转换器元器件损坏方面的故障 25 电磁流量计故障检查和分析 采取措施 1 查电源方面故障首先确认己接入电源 再检查电源各部分 查主电源和励磁电流熔丝 若接入符合规定电流值新熔丝再通电而又熔断 必须找出故障所在点 查电源线路板输出各路电压是否正常 或试置换整个电源线路板 2 查连接电缆系统方面故障分别查连接励磁系统和信号系统的电缆是否通 连接是否正确 3 查液体流动方向和管内液体充满性 26 电磁流量计故障检查和分析 4 查传感器完好性和测量管内壁状况主要检查各接线端子和激磁线圈完好性 以及测量管内壁状况 激磁线圈及其系统出现的故障常有 线圈断开 线圈或其端子绝缘下降 匝间短路 三类故障中以绝缘下降出现的频度相对较高 线圈断开和绝缘下降可方便地川万用电表和兆欧表检查 传感器激磁线圈回路绝缘下降的故障出现频度相对较高的原因是 传感器常被短时间浸水 如传感器装在较低位置时周围出事故浸水 经常发生在接线完成后 引入电缆密封圈或端子盒盖密封垫片未达到密封要求而形成事故 因操作疏忽密封圈垫部位进水造成的故障足屡见不鲜的 27 电磁流量计故障检查和分析 接线端子受潮引起的绝缘下降 通常可采用热吹风吹干噪 使之恢复绝缘 线圈受潮对于两半合拢保护外壳的传感器 可拆卸外壳盖置于烘箱 以适当温度烘干之 对于气密型 即焊接结构的防护外壳 传感器磁圈虽然结构上保证不会受潮 但也有从电缆与密封胶交界面渗入的情况发生 测量管内壁状况附着绝缘层或导电层的最可靠检查判断是卸下传感器离线直接观察 但工作量较大 亦可用在线间接检查方法 即测量电极接触电阻和电极极化电压估计附着层状况 28 电磁流量计故障检查和分析 5 查转换器的故障当前电磁流量计转换器检查方法常采用以线路板备件和替代法试排除故障 2输出晃动一 故障原因输出晃动大体上可归纳为5方面故障原因 它们是 1 流动本身是波动或脉动的 实质上不是电磁流量计的故障 仅如实反映流动状况 2 管道末充满液体或液体中含有气泡 3 外界杂散电流等电 磁干扰 4 液体物性方面 如液体电导率不均匀或含有较多变颗粒 纤维的浆液等 的原因 29 电磁流量计故障检查和分析 1 流动本身的波动 或脉动 若流动本身波动 仪表输出晃动则是如实反映波动状况 检查方法可在使用现场向操作人员和流程工艺人员询问或巡视有否波动源 管系流动波动 或脉动 的原因通常有3个方面 1 电磁流量计上游的流动动力源采用了往复泵或膜片泵 经常用于精细化工 食品 医药和给水净化等加注药液 这些泵的脉动频率通常在每分钟几次到百余次之间 2 仪表下游的控制阀流动特性和尺寸选用不妥 从而产生猎振 hunting 这可观察控制阀阀杆是否有振荡性移动 30 电磁流量计故障检查和分析 3 其他扰动源使流动波动 例如 电磁流量计上游管道中有否阻流件 如全开蝶阀 产生旋涡 如象涡街流量计旋涡发生体产生的涡列 传感器进口端垫圈伸人流通通道 垫圈条片状碎块悬在液流中摆动等等 在有脉动流动源的管线上 要减缓其对流量仪表测量的影响 通常采取流量传感器远离脉动源 利用管流流阻衰减脉动 或在管线适当位置装上称作被动式滤波器的气室缓冲器 吸收脉动 31 电磁流量计故障检查和分析 2 管道未充满液体或液体中含有气泡本类故障主要是传感器的测量管未充满液体或传感器安装不妥所致 液体中含有气体液体中泡状气体形成有从外界吸入和液体中溶解气体 空气 转变成游离状气泡两种途径 液体中含有气泡数量不多且气泡球径远小于电极直径 虽然减少了部分液体体积 但不会使电磁流量汁输出晃动 较大气泡则因擦过电极能遮盖整个电极 使流量信号回路瞬间开路 则输出信号晃动更大 32 电磁流量计故障检查和分析 3 外界电磁干扰电磁流量计由于流量信号小易受外界干扰影响 干扰源主要有管道杂散电流 静电 电磁波和磁场 管道杂散电流主要靠电磁流量计良好接地保护 通常接地电阻要小于100 不要和其他电机和电器共用接地 有时候电磁流量计虽然良好接地 由于管道杂散电流过于强大 影响电磁流量汁正常测量 此时却须将电磁流量传感器与所管道之间作电气绝缘隔离 静电和电磁波干扰会通过电磁流量计传感器和转换器间的信号线引入 通常若良好屏蔽 如信号线用屏蔽电缆 电缆置于保护铁管内 是可以防治的 33 电磁流量计故障检查和分析 然而也曾遇到强电磁波防治无效的实例 此时将转换器移近到传感器附近 缩短连接的信号电缆 或改用无外接电缆的一体型仪表 磁场干扰通常只有采取电磁流量传感器远离强磁场源 电磁流量计抗磁场的能力视传感器的结构设计而异 如传感器激磁线圈保护外壳由非磁性材料 如铝 塑料 制成 抗磁场影响的能力较弱 钢铁制成则较强 4 液体物性液体物性中有3种因素会使输出晃动 它们是 1 液体中含有固相颗粒或气泡 2 双组分液体中二种液体电导率不同而末均匀混合 或管道化学反应尚未完全完成 3 液体的电导率接近下限值 34 电磁流量计故障检查和分析 3 零点不稳定检查和采取措施一 故障原因零点不稳定人体上可归纳为5方面故障原因 它们是 1 管道未充满液体或液体中含有气泡 2 主观上认为管系液体无流动而实际上存在微小流动 其实不足电磁流量计故障 而是如实反映流动状况的误解 3 传感器按地不完善受杂散电流等外界干扰 4 液体方面 如液体电导率均匀性 电极污染等问题 的原因 5 信号回路绝缘下降 35 电磁流量计故障检查和分析 4 流量测量值与实际值不符的检查和采取措施引起测量流量与实际测量不符的故障原因 大体上可归纳成以下6个方面 1 转换器设定值不正确 2 传感器安装位置不妥 未满管或液体中含有气泡 3 未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘下降 4 传感器下游流动状况不符合要求 5 传感器极间电阻变化或电极绝缘下降 6 所测量管系存在未纳入考核的流入 流出值 36 电磁流量计故障检查和分析 怎样检测电极与液体间接触电阻和电极绝缘电极与液体接触电阻值主要取决于接触面积和液体电导率 一般结构电极在测量电导率为蒸馏水时电阻值为350