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电磁流量计工作原理及维护 范明 电磁流量计介绍 1 电磁流量计的结构 2 流量计日常维护及常见故障 3 Contents 目 录 概述 电磁流量计是基于电磁感应定律而工作的流量测量仪表 它能测量具有一定电导率的液体或液 固混和物的体积流量 常用于检测酸 碱 盐 含固体颗粒液体的流量 电磁流量计通常由传感器 转换器和显示仪表组成 电磁流量变送器由传感器和转换器两部分组成 被测流体的流量经传感器变换成感应电势 然后再由转换器将感应电势转换成统一的直流标准信号作为输出 以便进行指示记录或与计算机配套使用 电磁流量计的准确度等级为1 2 5级 一 工作原理 基于法拉第 Faraday英1791 1867 电磁感应定律 即当导电液体流过电磁流量计时 导体中会产生感应电动势 其感应电动势与导电液体流速 磁感应强度 导体宽度 流量计内经 成正比 根据弗莱明 Fleming英1849 1945 的右手法则 电动势的方向与液体流动方向及磁场方向均成直角 该感应电动势由流量计管壁上的一对电极检测到 通过运算就可以得到流量 感应电动势方程为 EX D V B 1 EX 感应电动势D 测量管内径V 流速B 磁感应强度 一 工作原理 励磁电流输入 感应电动势输出 电极 磁场强度 B E B V D 流体流速 V 配管直径 D 一 工作原理 二 结构 电磁流量变送器由磁路系统 测量导管 电极 外壳和干扰信号调整装置等部分组成 它将流量的变化转换成感应电势的变化 转换器由电子元器件组成 它将微弱的感应电势放大 并转换成统一的标准信号输出 以便进行远传指示 记录 积算和调节 一体型 变送器和传感器组成一个机械单元 分体型 变送器和传感器分开安装 电极引出线 励磁线圈引出线 内衬 耐压钢套 励磁线圈 防外磁干扰保护钢套 电极 7 衬里及电极结构 各种衬里的特点 衬里材料常用的有 氯丁橡胶 丁晴橡胶 聚氨酯橡胶 PTFE聚四氟乙烯 PFA特氟隆 F46等 各种衬里的特点 各种衬里的特点 电极材质特点 电极 316L 哈氏合金 钛 钽 铂 铱合金 电极材质特点 电极材质特点 输出信号的确定 1 电流输出4 20mAHART2 脉冲频率输出3 频率输出 四 电磁流量计特点 优点 1 测量导管内无可动部件或凸出于管道内的部件 因而压力损失小 并可以测量含有颗粒 悬浮物等流体的流量 例如纸浆 矿浆和煤粉浆的流量 这是电磁流量计的突出特点 由于电磁流量计的衬里和电极是防腐的 可以用来测来测量腐蚀性介质的流量 2 电磁流量计输出电流与流量间具有线性关系 并且不受液体的物理性质 温度 压力 黏度 的影响 特别是不受黏度的影响 这是一般流量计所达不到的 3 只要符合电导范围 测量特性与流体的性质无关4 电磁流量计的测量范围宽 对于同一台电磁流量计可达100 1 精度高 可达 0 2 重复型好优于 0 1 口径可以从1mm做到2m以上5 更换不同的内衬及电极材料可测强酸强碱6 电磁流量计反应迅速 可以测量脉动流量 缺点 1 不能测不导电的液体 液气两相流 气体及绝缘类的油类 2 由于内衬材料及励磁线圈耐温的限制 一般只能测180 以下的流体 3 受流体流速及流场分布的影响 要求流体流速对轴心均匀对称分布 所以要有前后直管段 一般只需前5D后2D即可 五 日常维护 1 变送器管内壁沉积垢层要定期清理 以防电极短路 甚至于无法测量流量 始终保持一次表的导管内绝缘衬里良好状态 以免酸碱盐等腐蚀 导致仪表无法检测 2 定期检查端盖 接线口的密封性 保证湿气和水不会进入仪表内3 零位标定注意 只有在零流量及流体完全充满测量管时 才能执行这一功能4 信号转换器壳体盖开启注意点和要求信号转换器壳体与上下盖均有严密配合的螺纹连接 信号转换器壳体盖开启注意点和要求 1 凡开启和旋紧盖壳部分必须使用专用扳手 厂方作附件提供 2 壳体盖的螺纹决不能碰撞损坏 并任何时间均要保持有润滑黄油 信号转换器壳体盖开启注意点和要求 3 壳体盖螺纹上决不允许有污物积聚 保证旋入旋出壳体的顺利4 为达到规定的密封要求 壳体盖上垫圈损坏应当立即更换 六 电磁流量计常见故障 电磁流量计使用中的常见故障 有的是由于仪表本身元器件损坏引起的故障 有的是由于选用不当 安装不妥 环境条件 流体特性等因素造成的故障 如显示波动 精度下降甚至仪表损坏等 一般可以分为两种类型 安装调试时出现的故障 调试期故障 和正常运行时出现的故障 运行期故障 六 电磁流量计常见故障 1 调试期故障一般出现在仪表安装调试阶段 一经排除 在以后相同条件下一般不会再出现 常见的调试期故障一般由安装不妥 环境干扰以及流体特性影响等原因引起1 安装方面通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障 常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点 或安装在自上而下的垂直管上 可能出现排空 或传感器后无背压 流体直接排入大气而形成测量管内非满管 2 环境方面通常主要是管道杂散电流干扰 空间强电磁波干扰 大型电机磁场干扰等 管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果 但如遇到强大的杂散电流 如电解车间管道 有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V 尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等 空间电磁波干扰一般经信号电缆引入 通常采用单层或多层屏蔽予以保护 调试期故障 3 流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作 但随着气泡的增大 仪表输出信号会出现波动 若气泡大到足以遮盖整个电极表面时 随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动 运行期故障 2 运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障 常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层 雷电打击以及环境条件变化等因素引起 1 若附着层电导率显著高于流体电导率 则电极回路将出现短路 仪表也不能正常工作 所以 应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层 2 雷电打击雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流 使仪表损坏 它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入 尤其是从控制室电源线引入占绝大部分 3 环境条件变化在调试期间由于环境条件尚好 例如没有干扰源 流量计工作正常 此时往往容易疏忽安