1. 引 言

電磁流量計(jì)（簡(jiǎn)稱EMF）是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。20世紀(jì)50年代初EMF實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，近年來(lái)在世界范圍內(nèi)，EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量?jī)x表總數(shù)的5%～6.5%，特別是2000年以來(lái)，這個(gè)數(shù)值有逐年上升的趨勢(shì)。電磁流量計(jì)作為工業(yè)流量測(cè)量?jī)x表的一種，在其安裝與使用方面有一些技巧和注意事項(xiàng)，在這里結(jié)合我一些切身經(jīng)驗(yàn)和大家討論，希望能對(duì)電磁流量計(jì)的正確安裝與使用作出貢獻(xiàn)。

2. 磁流量計(jì)的使用優(yōu)點(diǎn)

電磁流量計(jì)的測(cè)量通道是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管，因不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等；

它不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長(zhǎng)度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道較為適合；

電磁流量計(jì)所測(cè)得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響；

與其他大部分流量?jī)x表相比，它的前置直管段要求較低；

電磁流量計(jì)的測(cè)量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。有些型號(hào)儀表可在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要擴(kuò)大和縮小流量（例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù)）不必取下作離線實(shí)流標(biāo)定；

電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量?jī)x表寬，從幾毫米到3m；可測(cè)正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線性的；

易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體。

當(dāng)然，電磁流量計(jì)也有缺點(diǎn)。比如它不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等；不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體；通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測(cè)量較高溫度的液體。

3. 安裝與使用注意事項(xiàng)

3.1 使用時(shí)應(yīng)注意的一般事項(xiàng)

液體應(yīng)具有測(cè)量所需的電導(dǎo)率，并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開(kāi)容易產(chǎn)生電導(dǎo)率不均勻場(chǎng)所，例如其上游附近加入藥液，加液點(diǎn)可以設(shè)于傳感器下游。使用時(shí)傳感器測(cè)量管必須充滿液體（非滿管型例外）。液體有混合時(shí)，其分布應(yīng)大體均勻。液體應(yīng)與地同電位，必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時(shí)，輸送液體產(chǎn)生摩檫靜電等原因，造成液體與地間有電位差。

3.2 流量傳感器安裝

3.2.1 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)），對(duì)安裝場(chǎng)所有以下要求：

1）測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所；測(cè)量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游；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；
2）盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓；
3）選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表；
4）避免附近有大電機(jī)、大變壓器等，以免引起電磁場(chǎng)干擾；
5）易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所；
6）盡可能避開(kāi)周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
7）環(huán)境溫度在－25/－10～50/600℃范圍內(nèi)，一體型結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些；
8）環(huán)境相對(duì)濕度在10%～90%范圍內(nèi)；
9）盡可能避免受陽(yáng)光直照；
10）避免雨水浸淋，不會(huì)被水浸沒(méi)。

如果防護(hù)等級(jí)是IP67（防塵防浸水級(jí)）或IP68 （防塵防潛水級(jí)），則無(wú)需上述8）、10）兩項(xiàng)要求。

3.2.2 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。90º彎管、T形管、同心異徑管、全開(kāi)閘閥后通常認(rèn)為只要離電極中心線（不是傳感器進(jìn)口端連接面）5倍直徑（5D）長(zhǎng)度的直管段，不同開(kāi)度的閥則需10D；下游直管段為（2～3）D或無(wú)要求；但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測(cè)量管內(nèi)。各標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長(zhǎng)度亦不一致，匯集如表1所示，要求比通常要求高，這是由于為保證達(dá)到當(dāng)前0.5級(jí)精度儀表的要求。

如閥能開(kāi)使用時(shí)，應(yīng)按閥截流方向和電極軸成45º角度安裝，則附加誤差可大為減少。

3.2.3 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、液兩相流體可以垂直安裝，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)固相沉淀等缺點(diǎn)。

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)樘幱诘撞康碾姌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)。圖1所示管系中，c、d為適宜位置；a、b 、e為不宜位置，b處可能液體不充滿，a、e處易積聚氣體，且e處傳感器后管段短也有可能不充滿，排放口可以如f形狀所示。對(duì)于固、液兩相流c處亦是不宜位置。

3.2.4 旁路管、便于清洗連接和預(yù)置入孔

為便于在工藝管道繼續(xù)流動(dòng)和傳感器停止流動(dòng)時(shí)檢查和調(diào)整零點(diǎn)，應(yīng)裝旁路管。但大管徑管系因投資和位置空間限制，往往不易辦到。根據(jù)電極污染程度來(lái)校正測(cè)量值，或確定一個(gè)不影響測(cè)量值的污染程度判斷基準(zhǔn)是困難的。除前文所述，采用非接觸電極或帶刮刀清除裝置電極的儀表，可解決一些問(wèn)題外，有時(shí)還需要清除內(nèi)壁附著物，則可按圖2所示，不卸下傳感器就地清除。

對(duì)于管徑大于1.5～1.6m的管系在EMF 附近管道上預(yù)置入孔，以便管系停止運(yùn)行時(shí)清洗傳感器測(cè)量管內(nèi)壁。

3.2.5 負(fù)壓管系的安裝

氟塑料襯里傳感器須謹(jǐn)慎地應(yīng)用于負(fù)壓管系；正壓管系應(yīng)防止產(chǎn)生負(fù)壓，例如液體溫度高于室溫的管系，關(guān)閉傳感器上下游截止閥停止運(yùn)行后，流體冷卻收縮會(huì)形成負(fù)壓，應(yīng)在傳感器附近裝負(fù)壓防止閥，如圖3所示。有制造廠規(guī)定PTFE 和PFA 塑料襯里應(yīng)用于負(fù)壓管系的壓力可在200C、1000C、1300C時(shí)使用的絕對(duì)壓力必須分別大于27、40、50KPa。

3.2.6 接地

傳感器必須單獨(dú)接地（接地電阻100Ω以下）。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)。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護(hù)管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用較粗銅導(dǎo)線（16mm2）饒過(guò)傳感器跨接管道兩連接法蘭上，使陰極保護(hù)電流于傳感器之間隔離。

有時(shí)候雜散電流過(guò)大，如電解槽沿著電解液的泄漏電流影響 EMF 正常測(cè)量，則可采取流量傳感器與其連接的工藝之間電氣隔離的辦法。同樣有陰極保護(hù)的管線上，陰極保護(hù)電流影響 EMF 測(cè)量時(shí)，也可以采取本方法。

3.3 轉(zhuǎn)換器安裝和連接電纜

一體型 EMF 無(wú)單獨(dú)安裝轉(zhuǎn)換器；分離型轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室，場(chǎng)所選擇余地較大，環(huán)境條件比傳感器好些，其防護(hù)等級(jí)是 IP65 或 IP64 （防塵防濺級(jí)）。安裝場(chǎng)所的要求與3.2.1中3）、4）、6）、8）、9）、10）各條相同，環(huán)境溫度受電子器件限制，使用溫度范圍比7）規(guī)定所列要窄些。

轉(zhuǎn)換器和傳感器間距離受制于被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率和信號(hào)電纜型號(hào)，即電纜的分布電容、導(dǎo)線截面和屏蔽層數(shù)等。要用制造廠隨儀表所附（或規(guī)定型號(hào)）的信號(hào)電纜。電導(dǎo)率較低液體和傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，也有規(guī)定用三層屏蔽電纜。一般儀表“使用說(shuō)明書(shū)”對(duì)不同電導(dǎo)率液體給出相應(yīng)傳輸距離范圍。單層屏蔽電纜用于工業(yè)用水或酸堿液通?？蓚魉途嚯x100m。

為了避免干擾信號(hào)，信號(hào)電纜必須單獨(dú)穿在接地保護(hù)鋼管內(nèi)，不能把信號(hào)電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。

4． 結(jié)論

隨著企業(yè)全面走向市場(chǎng)，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理將進(jìn)一步深化，流量計(jì)量越顯重要，電磁流量計(jì)作為工業(yè)流量測(cè)量?jī)x表的一種，要發(fā)揮其作用，在選用好的基礎(chǔ)上如何正確安裝與使用就成了一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。因此，自動(dòng)化儀表專業(yè)人員在具備一定的專業(yè)知識(shí)的前提下，有必要在其如何正確安裝與使用方面掌握一定的技巧和方法，唯有如此，才能滿足企業(yè)的要求，使流量計(jì)量發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)
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[2] 吳永生，方可人主編《熱工測(cè)量及儀表》 北京：水利電力出版社，1995
[3] 王紹純主編《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》（第二版）[M] 北京：冶金工業(yè)出版社，1995

作者簡(jiǎn)介：董高峰 男，生于1976年，助理工程師，2001年畢業(yè)于寶雞文理學(xué)院，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)從事儀器儀表開(kāi)發(fā)。
工作單位：浙江省衢州市巨化集團(tuán)工程有限公司儀表廠郵編：324004
聯(lián)系電話：13676610953 或 0570-3617760
電子郵件: ddggff1108@163.com

    系統(tǒng)故障分析步驟

    (1)進(jìn)口超聲波流量計(jì)系統(tǒng)指示值達(dá)到最小時(shí)，首先檢查現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表指示也最小，則檢查調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，若調(diào)節(jié)閥開(kāi)度為零，則常為調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)器之間故障。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表指示最小，調(diào)節(jié)閥開(kāi)度正常，故障原因很可能是系統(tǒng)壓力不夠、系統(tǒng)管路堵塞、泵不上量、介質(zhì)結(jié)晶、操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐?。若是儀表方面的故障，原因有：孔板差壓流量計(jì)可能是正壓引壓導(dǎo)管堵;差壓變送器正壓室漏;機(jī)械式流量計(jì)是齒輪卡死或過(guò)濾網(wǎng)堵等。

    (2)進(jìn)口超聲波流量計(jì)系統(tǒng)指示值達(dá)到最大時(shí)，則檢測(cè)儀表也常常會(huì)指示最大。此時(shí)可手動(dòng)遙控調(diào)節(jié)閥開(kāi)大或關(guān)小，如果流量能降下來(lái)則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來(lái)，則是儀表系統(tǒng)的原因造成，檢查流量控制儀表系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥是否動(dòng)作;檢查儀表測(cè)量引壓系統(tǒng)是否正常;檢查儀表信號(hào)傳送系統(tǒng)是否正常。

    (3)進(jìn)口超聲波流量計(jì)系統(tǒng)指示值波動(dòng)較頻繁，可將控制改到手動(dòng)，如果波動(dòng)減小，則是儀表方面的原因或是儀表控制參數(shù)PID不合  適，如果波動(dòng)仍頻繁，則是工藝操作方面原因造成。

    以上只是進(jìn)口超聲波流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)故障分析，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)還有一些復(fù)雜的控制回路，如串級(jí)控制、分程控制、程序控制、聯(lián)鎖控制等等。這些故障的分析就更加復(fù)雜，要具體分析.

靶式流量計(jì)故障處理

1、當(dāng)管道內(nèi)被測(cè)介質(zhì)流速為零時(shí)，流量計(jì)示值瞬時(shí)流量值不為零，造成該現(xiàn)象的主要原因有：

a、安裝前后流量計(jì)水平度不一致，以至靶片和靶桿因傾斜而產(chǎn)生軸向水平分力導(dǎo)致瞬時(shí)流量存在；

b、流量計(jì)長(zhǎng)期運(yùn)行，其傳感器內(nèi)部應(yīng)力釋放產(chǎn)生微變；

c、安裝或運(yùn)行過(guò)程中，嚴(yán)重過(guò)載造成零點(diǎn)飄移；

以上三種方式均可參照有關(guān)流量計(jì)清零的步驟和方法處理。

d、流量計(jì)殼體接地不良；

處理方法：用戶重新接地。

e、靶片、靶桿與測(cè)具之間被雜物卡??；

處理方法：關(guān)閉流量計(jì)前后閥門，用工具松開(kāi)過(guò)度部件與測(cè)量管之間的連接螺栓，并輕輕的晃動(dòng)過(guò)渡部件或取出，清理雜物后照原樣復(fù)位即可。

2、流量計(jì)工作過(guò)程中示值出現(xiàn)非正常增大，造成該現(xiàn)象的主要原因有：

a、靶片以及靶桿上掛有絲狀及帶狀雜物；

處理方法：參照處理雜物方法。

b、高結(jié)圬條件下，靶片和靶桿產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)圬，使受力元件靶板沿測(cè)量管軸線上投影面積增加，即靶片與測(cè)量管之間環(huán)形過(guò)流面積減少，進(jìn)而在相同流量下，傳感器受力增大，zui終導(dǎo)致流量示值非正常增加；

處理方法：取下過(guò)渡部件，用工具將靶片和靶桿以及測(cè)量管內(nèi)壁上的圬物清除即可。

3、計(jì)量誤差大，造成該現(xiàn)象的原因很多，其zui主要的原因?yàn)橐韵聨追N：

a、安裝時(shí)流量計(jì)與連接管道相對(duì)同心度出現(xiàn)較大錯(cuò)位，密封墊片未同心，從而形成節(jié)流阻件，極大影響被測(cè)介

質(zhì)流態(tài)；

處理方法：調(diào)整安裝狀態(tài)。

b、流量計(jì)前后直管段太短，并于流量計(jì)前直接安裝了彎頭，閥門等極大干擾被測(cè)介質(zhì)流態(tài)部件；

處理方法：按照說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行安裝或?qū)α髁坑?jì)進(jìn)行實(shí)地實(shí)流標(biāo)定。

c、旁通管道泄漏 ；

處理方法：檢查及更換旁通管路。

d、靶片上繞纏有帶狀雜物，增大了靶片受力；

處理方法：參照前面處理雜物方法。

4、流量計(jì)無(wú)示值或無(wú)發(fā)信號(hào)，其原因主要有以下四種：

靶式流量計(jì)

a、電源接觸不良或脫落 ；

處理方法：對(duì)于自帶電池的流量計(jì)，檢查電池是否裝穩(wěn)，觸點(diǎn)是否良好，以及電池是否有電。對(duì)于外接電源，

應(yīng)檢查連接導(dǎo)線之間連接是否完好，導(dǎo)線是否導(dǎo)通，外供電源是否正常。

b、流量計(jì)電路損壞；

處理方法：返廠修理。

c、顯示屏損壞 ；

處理方法：返廠更換。

d、用戶信號(hào)接收系統(tǒng)故障；

處理方法：檢查、排除故障。

5、流量計(jì)運(yùn)行過(guò)程中示值一直為零，此種現(xiàn)象主要原因有：

a、受力元件(靶片)脫落，導(dǎo)致傳感器無(wú)力感應(yīng)；

處理方法：裝配相同規(guī)格的靶片。

b、流量計(jì)傳感器無(wú)電壓輸出信號(hào) ；

處理方法：首先判斷傳感器是否損壞，具體的方法是看傳感器數(shù)據(jù)有無(wú)變化。

c、被測(cè)介質(zhì)流量太小，低于流量計(jì)的zui小刻度流量；

處理方法：返廠重新更換受力元件。

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