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流量是化工生產(chǎn)中重要的測定參數(shù)之一，而電磁流量計在化工應(yīng)用中約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%-6.5%，特別是2000年以來，這個數(shù)值仍有上升趨勢。在工業(yè)生產(chǎn)過程各種參數(shù)（如壓力、溫度、液位等）的測量中，以流量測量最為復(fù)雜，也是較難準(zhǔn)確測量的參數(shù)。在數(shù)十種常用流量測量儀表中，電磁流量計因其本身的優(yōu)勢和特點而處于重要的使用位置。就測量導(dǎo)電液體流量而言，不管目的是監(jiān)控還是計量，電磁流量計都能做到測量穩(wěn)定、可靠、精度高、易維護(hù)。
1.電磁流量計的工作原理和結(jié)構(gòu)
電磁流量計的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場中切割磁力運動時在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如圖1所示，在EMF測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，由管道內(nèi)部的兩個電極測量并引出感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)流體與測量電極的電磁隔離。假設(shè)電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場強度B（T）為恒定，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓Ue（V）正比于流體平均速度（m/s），系數(shù)為k，測量管內(nèi)徑L（m）為已知，則體積流量Qv（m3/s）可通過如下公式計算：
Uc=kBL (1.1)
Qv=L2/4-(L/4B)Ue (1.2)
EMF由流量傳感器和變送器兩大部分組成。傳感器測量管上下裝有勵磁線圈，通勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管，一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢，送到變送器。勵磁電流則由變送器提供。
2.電磁流量計的性能
適用于電導(dǎo)率大于5μS/m的導(dǎo)電液體，介質(zhì)的最高壓力為4Mpa，介質(zhì)的溫度范圍為-60～180℃，具有測量精度高、量程比大（最大可達(dá)1000:1）、系統(tǒng)無壓力損失、附加功能多等特點。前后直管段為5D和2D。電磁流量計的傳感器最高防護(hù)等級可達(dá)IP68（潛水型），有普通型、隔爆型和本安型三類產(chǎn)品。電磁流量計可以在任意管道上安裝，但是電磁流量計測量電極的軸線必須保持水平方向，且與管道中心線互相垂直。電磁流量計的傳感器一定要安裝在不產(chǎn)生氣體的管道上，同時液體必須充滿管道。用于易粘附、沉積、結(jié)垢等介質(zhì)時，流速要求應(yīng)不低于2m/s，最好提高到3-4m/s或以上，起到自清洗、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨蝕性強的流體，流速應(yīng)低于2～3m/s，以降低襯里和電極的磨損。襯里、電極和接地環(huán)材料的選擇也很關(guān)鍵，受襯里材料和電極絕緣材料的溫度限制，不能測量較高溫度的液體。
3.電磁流量計的安裝
傳感器可安裝在任何位置，垂直水平也可傾斜，但安裝應(yīng)保證測量管內(nèi)任何時候都能充滿介質(zhì)，不得有不滿管現(xiàn)象或者有大量氣泡能過傳感器(圖3)傳感器水平安裝時電極中心軸線盡量水平(圖4)。
對于液固兩相介質(zhì)，最好是垂直安裝(圖5)。
傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離大功率變頻器或強磁場源。外磁場強度<400mA(圖6)。
保證直管段長度。
工藝管道密封橡膠墊接地法蘭應(yīng)同心，不得相互錯位，避免產(chǎn)生漩渦流，影響流量信號(圖8)。
在傳感器臨近管道進(jìn)行焊接或火焰切割時，要有隔離措施防止襯里受熱。
其他需要注意的安裝事項：
a.盡可能避免測量管內(nèi)變成負(fù)壓；
b.選擇震動小的場所，特別對一體型儀表；
c.避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾；
d.易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所；
e.盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
f.盡可能避免受陽光直照
4.電磁流量計實際應(yīng)用故障的分析
4.1 故障現(xiàn)象
在某次調(diào)度值班中，發(fā)現(xiàn)在合成車間一個重要裝置內(nèi)的一個電磁流量計的流量數(shù)值有時會出現(xiàn)大幅度跳動，特別是在開車的時候，從趨勢圖上看出流量波動很大，趨勢圖雜亂，已經(jīng)無法正確辨讀現(xiàn)場實際流量值。
4.2 故障分析
安排技術(shù)人員進(jìn)行故障排查。首先排除調(diào)度集控室到現(xiàn)場流量計之間的網(wǎng)絡(luò)波動及時鐘不同步問題，又對現(xiàn)場儀表安裝、電極、接地反復(fù)檢查，均無問題，一直查不出原因。一個偶然的機會，在混合罐內(nèi)的攪拌器停運后發(fā)現(xiàn)流量數(shù)值穩(wěn)定了，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)，此攪拌器是側(cè)壁安裝，且其位置距流量計管線出口位置僅1m。很顯然，是攪拌器槳葉所翻起的浪波改變了管道出口的阻力。流量計出口到容器壁的距離D1約1.5m，由于距離太短，攪拌浪波使管道出口壓力波動，從而使流量計出口流速不穩(wěn)，使流量值產(chǎn)生跳動。
電磁流量計安裝在位置A，其前后直管段長度及接地均符合要求，但因混合罐內(nèi)的攪拌器是側(cè)壁安裝，所以實際攪拌器離電磁流量計距離較近，影響管道出口壓力，從而使電磁流量計流速出現(xiàn)較大波動。
4.3 更改方案
經(jīng)過技術(shù)人員分析得出故障原因后，還是從安裝位置考慮，更換電磁流量計安裝位置。經(jīng)過設(shè)計，將流量計從位置A移動到位置B，既符合流量計安裝要求，又避免了混合罐中攪拌器的影響，徹底解決了此次流量計流量值跳動故障。改動后安裝位置原理參見圖10。
4.4 其他故障
在實際應(yīng)用中，還會遇到各種各樣電磁流量計的故障現(xiàn)象，如：指示與實際流量結(jié)果不一致、零點不穩(wěn)定、無指示、液晶數(shù)字顯示連續(xù)降數(shù)等等現(xiàn)象。處理和預(yù)防方法除了保證電磁流量計的安裝要符合要求，使用過程中要愛惜維護(hù)，遇到故障時首先分析影響及干擾因素。當(dāng)遇到非安裝因素造成的故障，可按一下基本步驟先排查：
a.檢查流量計管線閥門是否全部打開，管道是否充滿液體，流量計是否在接近流量范圍上限值流量下工作；
b.檢查儀表電源開關(guān)、保險絲等供電設(shè)施是否正常；檢查故障點是在電纜中或是在接收儀表中；
c.檢查轉(zhuǎn)換器的編號和儀表系數(shù)與傳感器是否正確；
d.檢查量程設(shè)定是否正確；
e.檢查流量計輸出連接是否正確及接地是否良好；
f.按轉(zhuǎn)換器部分規(guī)定內(nèi)容檢查。
電磁流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種，對工業(yè)自動化的發(fā)展起著重要的作用。為了更好的發(fā)揮自動化儀表對工業(yè)自動化的支持和推動作用，自動化儀表專業(yè)人員在具備一定的專業(yè)知識的前提下，有必要在運用方面和維護(hù)方面掌握一定的技巧和注意事項，只有如此，才能滿足企業(yè)需求，才能更好的為企業(yè)發(fā)展。
