康寶昆

摘要：在丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司水處理工藝中，電磁流量計(jì)是主要的水處理計(jì)量檢測(cè)儀表，它能連續(xù)檢測(cè)各工藝用水參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制，從而使水處理工藝設(shè)備正常運(yùn)行，為系統(tǒng)自動(dòng)化控制提供依據(jù)。因此，對(duì)電磁流量計(jì)的故障判斷和處理就尤為重要。

關(guān)鍵詞：電磁流量計(jì)；電動(dòng)勢(shì)；法拉第電磁感應(yīng)定律；電導(dǎo)率；傳感器；電極

一、前言

化纖行業(yè)對(duì)水的需求量是非常大的，丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司每年用水量達(dá)500萬(wàn)余噸。作為一項(xiàng)基本生產(chǎn)原料，成本計(jì)量核算是必要的。丹化公司使用的是VUB、VKB電磁流量計(jì)，它需要使用二次儀表顯示數(shù)值，自動(dòng)化程度不高，已基本淘汰；另一種是E-mag電磁流量計(jì)，它是傳感器和顯示表一體化的計(jì)量?jī)x表，自動(dòng)化程度非常高，也是公司主要的生產(chǎn)用水計(jì)量?jī)x表。

二、電磁流量計(jì)工作原理

電磁流量計(jì)主要由信號(hào)轉(zhuǎn)換器與傳感器構(gòu)成，其原理是基于法拉利電磁感應(yīng)定律，在其傳感器中與被測(cè)管軸線垂直方向安裝一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)其接入液態(tài)介質(zhì)管道，導(dǎo)電液態(tài)物質(zhì)沿管軸側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由其兩個(gè)電極測(cè)出。

三、電磁流量計(jì)選型考慮要點(diǎn)

1、應(yīng)用概況。電磁流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。大中口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程，小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所，丹東化纖公司水處理屬于大中口徑儀表。

2、精度等級(jí)和功能。E-mag電磁流量計(jì)的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡(jiǎn)單。精度高的儀表基本誤差為±0.2%～±1%，精度低的儀表則為±1.5%～±2.5%，兩者價(jià)格相差1～2倍。丹東化纖公司主要是計(jì)量，所以選用的是高精度、多功能的E-mag電磁流量計(jì)。

3、流速、滿度流量、范圍度和口徑。丹東化纖公司主要是工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5～5m/s。E-mag電磁流量計(jì)用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。丹東化纖公司50余臺(tái)E-mag電磁流量計(jì)中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大口徑分別占20%、45%、35%。

4、與流體接觸零部件材料的選擇。與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣材料制成的測(cè)量管）、電極、接地環(huán)和密封墊片，其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對(duì)流體的適應(yīng)性。

四、電磁流量計(jì)安裝應(yīng)注意的事項(xiàng)

1、流量傳感器安裝。 安裝場(chǎng)所通常電磁流量傳感器外殼防護(hù)等極為IP65（GB 4208規(guī)定的防塵防噴水級(jí)）。測(cè)量化學(xué)反應(yīng)管道時(shí)，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游；盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓；選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表避免附近有大電機(jī)、大變壓器等，以免引起電磁場(chǎng)干擾；易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所；盡可能避開(kāi)周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體。

2、直管段長(zhǎng)度要求。為獲得正常測(cè)量精確度，電磁流量傳感器上游也要有一定長(zhǎng)度直管段，但其長(zhǎng)度與大部分其它流量?jī)x表相比要求較低。

3、安裝位置和流動(dòng)方向。傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測(cè)量固液兩相流體最好垂直安裝，自下而上流動(dòng)。水平安裝時(shí)要使電極軸線平行于地平線，不要處于垂直于地平線，因?yàn)樘幱诘夭降碾姌O易被沉積物覆蓋，頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過(guò)遮住電極表面，使輸出信號(hào)波動(dòng)。

4、 接地。傳感器必須單獨(dú)接地。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點(diǎn)。

五、電磁流量計(jì)運(yùn)行中故障的處理方法

電磁流量計(jì)運(yùn)行中產(chǎn)生故障有：儀表本身故障、外界原因引起的故障；按照故障發(fā)生時(shí)期分為：調(diào)試期故障、運(yùn)行期故障。調(diào)試期故障出現(xiàn)在新裝用后調(diào)試初期，主要原因是儀表選用或設(shè)定不當(dāng)，安裝不妥等。運(yùn)行期故障在運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)，主要原因有流體中雜質(zhì)附著電極襯里，環(huán)境條件變化出現(xiàn)新干擾源等。

1、調(diào)試期故障。本類故障在電磁流量計(jì)初始裝用調(diào)試時(shí)就出現(xiàn)，但一經(jīng)改進(jìn)排除故障，以后在相同條件下一般就不會(huì)再度出現(xiàn)。常見(jiàn)調(diào)試期故障主要有安裝不妥、環(huán)境干擾兩方面原因。

1.1、管道系統(tǒng)和安裝等方面。通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見(jiàn)的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網(wǎng)高點(diǎn)；流量傳感器后無(wú)背壓，液體逕直排人大氣，形成其測(cè)量管內(nèi)非滿管；裝在自上向下流的垂直管道上，可能出現(xiàn)排空等。

1.2、環(huán)境方面。主要是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意測(cè)量，但如遇管道有強(qiáng)雜散電流亦不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施?？臻g電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜輸入端，通常采用單層或多層及接地屏蔽予以保護(hù)，在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中，采用光電耦合器。

2、運(yùn)行期故障

經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障，常見(jiàn)故障原因有：流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化。

2.1、內(nèi)壁附著層。 由于電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無(wú)法工作。

2.2、雷電擊。雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流，進(jìn)入儀表就會(huì)損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑：電源線，傳感器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。

2.3、環(huán)境條件變化。主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(huán)境方面，只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的?，F(xiàn)場(chǎng)干擾源太多，在儀器交流電源輸入端串入干擾控制器或并聯(lián)壓敏電阻，從而削弱干擾的影響；野外安裝地點(diǎn)增加防護(hù)箱等等措施

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電磁流量計(jì)在丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，在儀表的選型、安裝工藝的調(diào)整、運(yùn)行等方面進(jìn)行總結(jié)，為提高水處理控制系統(tǒng)中電磁儀表安裝、調(diào)試的成功率積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為水處理控制系統(tǒng)更高程度的集成化、自動(dòng)化提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 懂高峰，談電磁流量計(jì)的選用，技術(shù)論文。石化自動(dòng)化2010-04-05.

[2]蔡武昌，等.電磁流量計(jì)[M]，北京；中國(guó)石化出版者，2004.

（作者單位：丹東國(guó)資化學(xué)纖維有限公司）