电磁流量计的原理、应用与故障分析

电磁流量计的原理、应用及故障分析撰写人：杨和军撰写时间：20239月电磁流量计的原理、应用与故障分析1、电磁流量计的原理电磁流量计的工作原理电磁流量计通常是由非导磁和内壁外表不导电的测量管、串联〔或并联〕的励磁线圈与最少两个电极组成，电极与流体直接接触。通电的线圈产生一个磁场强度为B时，导体的两端要产生感应电动势1所示：U=K*B*D*VU=与流速成正比的感应电压信号K=传感器的修正系数(无量纲的常数)B=磁感应强度D=电极间距〔管道的直径〕V=导电介质的流速这个感应电压“U”通过两个电极来检测，并通过电极引线将感应电压信号“U”传送至转换器的信号处理单元，将信号进展放大、整形、 图1滤波，然后送入微处理器，由电脑来进展信号的转换处理，最终转换成所需要的流量、流速显示，并具备不同的信号输出7功能。对于均匀的电磁场和点电极的理论模型，只要流体特性是对称的，所测得的电压与流体特性是无关的。因此，测量不受流体的密度、黏度、温度、压力和电导率变化的影响，对带有微小颗粒及浆液的测量有独特的适应性，而且测量范围格外宽。电磁流量计的构造电磁流量计主要由传感器和转换器组成，按两者之间的连接方式可分为一体型和分体型。传感器常称为一次局部，转换器称为二次局部，因而，可满足不同的按装位置的要求。电磁流量传感器电磁流量传感器由法兰、导管、衬里、电极、励磁线圈、磁轭等组成。测量的精度和零点的稳定性，因此在导管的选择时格外重要。衬里是内覆在导管的内壁的绝缘材料，正确的衬里材质选择可供给很好的防腐和耐磨保护。衬里通常包括PTFE、软橡胶、硬橡较、聚氨酯及陶瓷。另一种型衬里材料酚醛清性。电极直接与介质接触，感应电压信号通过电极输出到转换器的信号处理单元。电极的材料有：不锈钢、哈氏金〔哈氏B、哈氏C电极材料的选择不仅要考虑化学性能，还要考虑具有良好的导电性。励磁线圈用来产生恒定的磁场，直接安装在导管上，并与电极的轴线垂直，磁场的分磁轭是为电磁反响而设计的以便提高传感器的测量精度和测量稳定性〔即保证很好的重复性电磁流量转换器〔简称转换器〕μV到mV,A/D转换，转换成电脑可以直接进展处理的的数字信号。例如，Emag显示出来，同时微处理器可以进展积算，计算出双向流量、净累计流量，同时实时输出所需要的标准信号〔累计量和实时量输出4－20mA输出，频率\脉冲输出，以及各种信号RS-485HART通讯及现场总线〕传送数字信号，直接用于过程掌握系统当中。转换器的另一功能是为励磁线圈供给一个恒定的电流，在过去的脉冲沟通励磁的电磁用直流脉冲方波励磁，以保证电磁流量计的低功耗设计，其频率通常为1/10、1／20、1／401／8、1／16、1／32承受高频励磁、双频励磁来解决浆液测量的稳定性。高频励磁、双频励磁在浆液测量中，逐步得到应用。、电磁流量计的优点――电磁流量计没有节流部件，因而没有压力损失。――可以测量含有微小颗粒的介质，没有堵塞的危急，例如一般污水。――电磁流量计的通径与管道的通径完全一样。0.25m/s流速以上具有很高的线性度，量程范围比很宽。――电磁流量计几乎与介质的粘度和密度无关。――可以双向测量，在保证直管段的前提下具有一样的测量精度。DN3DN3000DN3800。、电磁流量计的缺点――电磁流量计不能测量蒸汽、气体。――电磁流量计所测量的介质受最小电导率的限制。对于易释放很高静电的的介质〔如软化水〕测量精度将受影响。――对于多相介质及含高浓度颗粒介质的测量，如纸浆、矿浆、污染严峻的废水等，使用一般的直流方波励磁难以满足测量的要求，通常需要特别订货。传感器管道为检查方向为信号传递方向――含有磁性矿物质的矿浆，将产生磁感应现象，并影响电磁场在测量管内的分布，通常会使测量值偏高。传感器管道为检查方向为信号传递方向2、电磁流量计的应用603、电磁流量计的故障分析电磁流量计的故障缘由电磁流量计在现场使用中可能消灭各种各样、形形色色的故障，这些故障归纳起来为要包括参数设置不当、安装的不合理、介质特性引起的、等电势接地不行靠、外界电磁波干扰、管路杂散电流干扰等，这类缘由可谓扑溯迷离、形形色色。对于诸如此类的故障，除了析，更需要使用单位和制造厂亲热协作，多方试验。有些时候受限于条件，可能要数月或数年才能真正找到缘由。电磁流量计的故障因其产生缘由不同而不同，主要表现有：零点不稳输出晃动流量测量与应用参比值不相符〔测量值与用户的工艺参数不相符〕无流量信号输出输出信号超过满度值电磁流量计的故障检查程序通常故障的检查程序如图2所示，从显示仪表工作是否正常开头，逆流量信号传送的必需停顿管道系统运行，涉及的面广往往不简洁办到。特别是大口径的电磁流量计。显示仪表或流量积算仪表〔上位机〕转换器显示仪表或流量积算仪表〔上位机〕转换器2检查程序开头1、检查转换器转换器是否显示是转换器参数设置是否正确是2、检查传感器励磁线圈及电极对地的绝否检查传感器衬里正常检测电极与液体的接触电阻正常3、检查接线系统检查电缆型号及与端子的连接状况

否是不正常不正确

否

1、检查供电电源及电源电压是否正常2、检查保险丝是否烧断3、检查转换器是否有烧坏的迹象1、检查出厂设置参数是否被更改2、检查口径、满量程、输出量等是否正确并且和显示仪表(上位机)全都1、检查空管时电极及励磁线圈对地的绝缘电阻是否为无穷大2、检查励磁线圈是否断线，线圈电阻是否和设计值一样1、测量管内壁是否结垢或积淤泥层2、衬里是否磨损、变形或脱落3测量值1、电极线是否断线2、电极是否结垢3、测量管内壁是否沉积导电层1、检查等电势接地是否结实2、检查连接电缆的型号是否和说明书全都3、检查各连接导线与端子的连接状况4、检查屏蔽线是否接地正确4、检查安装状况是是否有泵及半开的阀门否否是否满足工作的根本要求是5、检查歧管的流入、流出

1、传感器上有半开的球阀是将转变流速的分布，影响测量值，需移至下游210D，且要全开3、不能离泵太近，相距要大于10D，调整阀要安装在下游1、检查是否满足直管段的要求2、检查安装位置是否在管道的低处或管道的上升处3、必要时检查上游是否装有气体别离器是否纳入考核歧管的流入、流出是

否 1、检查歧管的阀门是否关严2流出量纳入完毕图3 电磁流量计的故障检查流程电磁流量计的故障检查流程电磁流量计的故障检查流程图如图3所示，大体分三步：(1)向用户询问该仪表的过2〕到现场初步检查仪表本身是否发生故障及安3〕检查管网系统及周边的作业状况。检查转换器首先要检查给转换器供电的电源电压是否和转换器的标称电压全都，并且确认电源已改，或和显示仪表〔上位机〕全都。因仪表参数设置不当或用户不留神把出厂参数更改后导致仪表不能正确测量的大事常常发生。检查传感器到现场的其次步是要检查传感器本身是否发生故障，然后在对其它相关状况作分析，推断传感器是否故障的三个要点1〕空管时，传感器的电极及引线对地的绝缘电阻应为无2〕传感器的励磁线圈对地的绝缘电阻应为无穷大，且线圈电阻应符合设计参数〔与3〕满管时，电极及引线对地的电阻数量级应为几十千欧――几百千欧，电应的推断。在传感器的上游是否有影响流速分布的积存物等。检查接线系统检查用户使用的导线型号是否说明书要求的型号全都，电磁流量计的等电势接地是否正确，有的用户在接线时用劲太大，导致接线端子根部折断，接触时断时续。有的用户对接地的概念不理解，屏蔽线不接地，或承受多点接地，造成测量值显示不稳定。检查安装状况电磁流量计在国内过程掌握中使用的时间已经很长了，但在现场，常常能看到安装不合理的状况，如安装在管道的高处，不能满管运行，直管段不够，离泵太近等状况。这些都是造成仪表不能准确测量的重要而又不行无视的因素。但是有些用户或设计员对此生疏不够。对于测量值显示不稳定的状况，还要考虑杂散电流干扰的影响。检查歧管的流入、流出术效劳工程师肯定要众观全局。电磁流量计的典型故障分析例1：北京某啤酒厂用电磁流量计测锅炉循环水，用户反映显示不稳定。现场检查觉察满管10MΩ，10mV,初步推断为电极结垢，经在线清洗电极处理后显示稳定，两天后故障复现，后将传感器拆下，觉察测量管内壁完全被黄铁锈掩盖，最终确认本故障缘由是由测量管内壁沉积导电层引起。例2：山东某纸浆厂使用电磁流量计测量纸浆流量，以确定纸浆配比。现场流量显示不稳，经检查，电磁流量计安装在纸浆〔良浆和尾浆〕别离器的出口，无直管段，且安装在管道下行管上，本故障完全是由安装位置不当造成的。要想稳定测量，必需选择适宜的安装位置。例3：辽河油田某热交换站，用电磁流量计来测量热水，使用一段时间后，测量值显示格外不稳定，经现场检查，觉察其中一电极对地的电阻为无穷大〔满管下测量线有断点。属于传感器内部故障。例4：甘肃酒泉某轧钢厂使用分体型电磁流量计来测量冷却水，调试阶段，流量显示格外不例5：河北某热电厂化学