牟克田

（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木816000）

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體流量的流量?jī)x表。 由于電磁流量計(jì)的測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無可動(dòng)部件和突出于管道內(nèi)部的部件，因而壓力損失極小無機(jī)械慣性，所以反應(yīng)十分靈敏，且不受液體溫度、壓力、密度、黏度等參數(shù)的影響，測(cè)量精度高達(dá)0.2%，遠(yuǎn)大于其他類型的速度式流量計(jì)?？梢詼y(cè)量各種腐蝕性介質(zhì)，如酸、堿、鹽溶液以及帶有懸浮顆粒的漿液。 電磁流量計(jì)只能測(cè)量導(dǎo)電液體，因此，對(duì)于氣體、蒸汽以及含大量氣泡的液體或者電導(dǎo)率很低的液體不能測(cè)量[1]。 由于測(cè)量管內(nèi)襯材料一般不宜在高溫下工作， 一般的電磁流量計(jì)還不能用于測(cè)量高溫介質(zhì)。

1 電磁流量計(jì)的安裝

1.1 一體式電磁流量計(jì)的安裝

電磁流量計(jì)水平、垂直或傾斜均可安裝，不受限制?？紤]到必須滿管的要求，理想安裝方式是垂直安裝，流體自下而上流動(dòng)，這樣，能避免水平安裝時(shí)襯里下半部局部磨損嚴(yán)重，低流速時(shí)固相沉淀等問題。水平安裝測(cè)量電極平面必須水平， 這樣可以防止由于夾帶的氣泡而產(chǎn)生的電極短時(shí)間絕緣。

為了保證電磁流量計(jì)的測(cè)量精度， 必須要保證前后直管段的要求， 避免安裝在易聚積氣泡管道最高點(diǎn)和向下的管線的敞開出口前， 不要在泵的入口側(cè)安裝流量管， 以避免抽壓而造成的對(duì)流量管襯里的破壞[2]。

安裝地點(diǎn)應(yīng)避免強(qiáng)烈振動(dòng)，并遠(yuǎn)離磁場(chǎng)。如果振動(dòng)劇烈， 注意支撐管道和傳感器； 如果振動(dòng)非常劇烈，應(yīng)選用分體式電磁流量計(jì)。

電磁流量計(jì)可以反向安裝。 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)安裝方向和介質(zhì)流向相反時(shí)，可以在儀表內(nèi)將流向改為“反向”即可， 這是因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)在出廠標(biāo)定時(shí)有1 個(gè)正向標(biāo)定系數(shù)和1 個(gè)反向標(biāo)定系數(shù)。

因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)的量程比大（一般都大于100∶1），所以，在選型時(shí)一般不縮徑，而當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電磁流量計(jì)口徑小于工藝管道直徑時(shí)，可以采用2 種方法安裝，一是制作和流量計(jì)相同口徑的前后直管段， 直管段長(zhǎng)度一般是前5D、后2D，此法適用于小口徑的管道。當(dāng)管道直徑較大時(shí)，此法成本太大，可以采用雙法蘭縮徑管進(jìn)行安裝。因?yàn)榭s徑會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓損增加，可以參照?qǐng)D1 計(jì)算縮徑管和擴(kuò)徑后的系統(tǒng)壓損。

圖1 僅適用于黏度與水類似的介質(zhì)的壓損計(jì)算。 先計(jì)算直徑比d/D，再根據(jù)流速（縮徑管下游處）和直徑比d/D 計(jì)算壓損。

圖1 計(jì)算壓損參考圖

1.2 分體式電磁流量計(jì)的安裝

根據(jù)使用工藝工況實(shí)際情況，某些現(xiàn)場(chǎng)（如：高溫、井下等）應(yīng)使用分體式電磁流量計(jì)，安裝時(shí)需注意以下事項(xiàng)。

（1）將電纜固定敷設(shè)或安裝在金屬屏蔽管中。電纜的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)失真， 測(cè)量低電導(dǎo)率的流體時(shí)，尤需注意。

（2）勿將電纜設(shè)在電氣設(shè)備和開關(guān)元件附近。

（3）如需要，應(yīng)確保傳感器和變送器等電勢(shì)。

（4）空管檢測(cè)功能起效時(shí)，連接電纜的最大長(zhǎng)度為10 m。

（5）允許電纜最大長(zhǎng)度取決于流體的電導(dǎo)率，見圖2。 測(cè)量去離子水時(shí)，最小電導(dǎo)率為20 μs/cm。

（6）盡量使用廠家提供的傳感器專用電纜，此類電纜是雙層屏蔽電纜， 抗干擾能力大大優(yōu)于普通電纜。

2 電磁流量計(jì)的接地

傳感器及介質(zhì)必須有相同的電勢(shì)用來保證測(cè)量精度及避免電極的腐蝕破壞， 等電勢(shì)通過在傳感器內(nèi)裝的參考電極來保證， 如果介質(zhì)在無襯里并接地的金屬管中流動(dòng)， 它可通過連接到變送器外殼而滿足接地要求[3]。

圖2 電纜最大長(zhǎng)度與電導(dǎo)率的關(guān)系圖

如果管道材料為非導(dǎo)體，必須使用接地環(huán)，如圖3 所示， 在此情況下介質(zhì)在管道內(nèi)可能引起電化學(xué)腐蝕破壞參考電極， 這種特殊情況包括帶電氣絕緣導(dǎo)線的典型的管道系統(tǒng)及由玻璃纖維或PVC 制成的管道。

圖3 塑料管道及帶襯里管道的接地

如果由于操作原因介質(zhì)不能被接地， 安裝測(cè)量裝置時(shí)，需保證前后管段之間有電氣連接，如圖4 所示，同時(shí)遵守等電勢(shì)安裝的相關(guān)應(yīng)用原則。

圖4 襯里管道（陰極保護(hù)）

在無接地金屬管道接地時(shí)，為了避免測(cè)量誤差，用接地電纜連接每個(gè)流量管法蘭和對(duì)應(yīng)的管道法蘭使之接地，連接變送器或傳感器連接外殼，用時(shí)，可通過提供的接地端連接到接地電極，見圖5。

3 電磁流量計(jì)常見故障及處理方法

（1）測(cè)量不準(zhǔn)。 這是儀表專業(yè)時(shí)常碰到的問題。工藝推算值與流量計(jì)測(cè)量值相差較大， 流量計(jì)“表現(xiàn)”正常，無報(bào)警，瞬時(shí)流量值穩(wěn)定不波動(dòng)，甚至將流量計(jì)送到計(jì)量檢測(cè)單位標(biāo)定后問題依然存在。 此類故障重點(diǎn)檢查以下幾點(diǎn)。

圖5 無接地金屬管道的接地

a.流量計(jì)是否滿管，水平安裝的大口徑電磁流量計(jì)重點(diǎn)檢查此項(xiàng)。 電磁流量計(jì)的流量由流速乘以管道截面積所得，不滿管時(shí)，流體截面積與管道截面積誤差較大，導(dǎo)致誤差大增。 有條件時(shí)，可以打開儀表的空管檢測(cè)功能檢查流量計(jì)是否滿管。

b.流量計(jì)前后直管段是否滿足要求。 當(dāng)流量計(jì)上游是泵或調(diào)節(jié)閥時(shí)，前直管段要求大于40D 或更多。 直管段不滿足要求時(shí)，最多可帶來8%的測(cè)量誤差。

c.流速太低，接近測(cè)量下限。 一般要求流速不小于0.01 m/s。

d.流量計(jì)測(cè)量電極與接地環(huán)以及測(cè)量介質(zhì)是否匹配。選型不正確時(shí)，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量電極腐蝕、鈍化、粘附等現(xiàn)象，遇到此類問題，需仔細(xì)查選型數(shù)據(jù)表是否符合要求。

e.分體式電磁流量計(jì)屏蔽線是否按要求正確連接。

f.檢查儀表內(nèi)參數(shù)設(shè)置是否正確，流量計(jì)標(biāo)定系數(shù)、口徑與傳感器銘牌標(biāo)注是否一致，傳感器與轉(zhuǎn)換器序列號(hào)是否一致。

g.轉(zhuǎn)換器放大板故障。

（2）測(cè)量值波動(dòng)大

a.測(cè)量介質(zhì)的電導(dǎo)率過低。 電磁流量計(jì)一般推薦測(cè)量電導(dǎo)率大于5 μs/cm 的介質(zhì)，電導(dǎo)率較低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量值波動(dòng)大的現(xiàn)象， 處理方法為推薦使用渦街流量計(jì)或超聲波流量計(jì)。

b.測(cè)量管始終沒有充滿液體。 當(dāng)流體正好是半管時(shí)，測(cè)量電極一會(huì)兒被流體淹沒，一會(huì)兒露出，導(dǎo)致測(cè)量時(shí)大幅度波動(dòng)。 處理方法為打開空管檢測(cè)電極。

c.介質(zhì)里有氣體成分。 處理方法為增加系統(tǒng)壓力和在流量計(jì)的上游裝氣體分離器。

d.電極電纜開路或接觸不良（分體式儀表）。 處理方法為規(guī)范接線。

e.傳感器電纜受潮，導(dǎo)致絕緣下降，mV 信號(hào)受到干擾。處理方法為使用兆歐表檢查電纜絕緣，小于50 MΩ 時(shí)，對(duì)電纜干燥處理或更換。

f.介質(zhì)中有高濃度固體成分。 電磁流量計(jì)測(cè)量介質(zhì)含固量要求不大于10%，含固量較大時(shí)，采用專用的“含固量與非均勻流體測(cè)量”的電磁流量計(jì)。

g.當(dāng)介質(zhì)中含有易磁化固體顆粒時(shí)，影響測(cè)量磁場(chǎng)，導(dǎo)致測(cè)量值有較大的波動(dòng)。處理方法為使用直流勵(lì)磁方式的電磁流量計(jì)。

h.儀表接地不正確，或未安裝接地環(huán)。 電磁流量計(jì)所測(cè)量的原始信號(hào)為mV 信號(hào)，極易受干擾，正確接地和使用接地環(huán)可以保證等電勢(shì)匹配， 使儀表不受電磁輻射的干擾。

4 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展和在儀表中的應(yīng)用，電磁流量計(jì)不僅擴(kuò)大了應(yīng)用范圍， 提高了測(cè)量準(zhǔn)確度，且具有轉(zhuǎn)換線路異常、 檢測(cè)部分異常、 誤設(shè)定、空管、過限報(bào)警等自診斷功能，還可通過手操器或計(jì)算機(jī)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信， 以調(diào)整電磁流量計(jì)的量程大小、零點(diǎn)等。

［1］丁 煒，于秀麗主編．過程檢測(cè)及儀表．北京：北京理工大學(xué)出版社，2010：101－106．

［2］樂嘉謙，等編．儀表工手冊(cè)．第2版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：243－244．

［3］王永紅，等編．過程檢測(cè)儀表．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999：95－97．