關(guān)于電磁流量計(jì)的工作原理選型以及安裝和接線的簡單介紹

隨著工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，許多落后的產(chǎn)能與設(shè)備紛紛下馬或是改造，這給諸如電磁流量計(jì)這種先進(jìn)的儀表普遍性地推廣與使用創(chuàng)造了契機(jī)，電磁流量計(jì)測量的介質(zhì)范圍非常廣泛，只要具有一定的介電常數(shù)的液體，都可以用電磁流量計(jì)來測量。并且因?yàn)槠錅y量管內(nèi)無任何阻流件，可以內(nèi)襯防腐材料，測量腐蝕性液體更是不在話下，更可以測量正向和反向流量。適應(yīng)性可以說是非常好。作為電磁流量計(jì)的專業(yè)生產(chǎn)廠家，在流量計(jì)的安裝使用，維護(hù)方面積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)，本文即為關(guān)于電磁流量計(jì)的原理，選型，安裝與接線方式與各位朋友作一個(gè)交流。

電磁流量計(jì)的工作原理

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，在傳感器中與被測管軸線垂直方向安裝一對(duì)檢測電*，當(dāng)流量計(jì)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，此感應(yīng)電動(dòng)勢由檢測電*測出，其理論數(shù)值為：

E=kVBd

式中：E為感應(yīng)電動(dòng)勢；k為調(diào)整系數(shù)，因儀表構(gòu)造而異；V為被測液體平均流速；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；d為被測管內(nèi)徑。測量流量時(shí)，流體流過垂直于流動(dòng)方向的磁場，導(dǎo)電性流體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速成正比的電勢。其感應(yīng)電壓信號(hào)通過兩個(gè)電*檢出，并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過信號(hào)處理及相關(guān)運(yùn)算后，將累計(jì)流量和瞬時(shí)流量顯示在轉(zhuǎn)換器的顯示屏上。

電磁流量計(jì)是基于法拉*電磁感應(yīng)原理研制出的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表，根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)電體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電動(dòng)勢的大小與導(dǎo)體在磁場中做垂直于磁場運(yùn)動(dòng)的速度成正比，由此再根據(jù)管徑，介質(zhì)的不同，轉(zhuǎn)換成流量。

電磁流量計(jì)無節(jié)流部件，因此壓力損失小，該儀表測量流體流量時(shí)，不受流體溫度、壓力、密度、粘度及流體組份的影響，適合于對(duì)有懸浮物固體粒子的污水、煤漿的測量，特別適合于對(duì)腐蝕性介質(zhì)的測量。

選型與使用時(shí)應(yīng)注意：電磁流量計(jì)所測液體應(yīng)具有測量所需的電導(dǎo)率，并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻，不能用于測量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等。電磁流量計(jì)的測量精度是建立在液體充滿管道的情形下，目前在管道中有空氣的情況下測量問題尚未得到很好解決，因此電磁流量計(jì)不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。同時(shí)應(yīng)注意不同溫度及腐蝕性介質(zhì)應(yīng)選用不同內(nèi)襯材料和電*材料。電磁流量計(jì)雖可以在任意管道上安裝，但電磁流量計(jì)測量電*的軸線必須保持水平方向，且與管道中心線互相垂直。為避免在管內(nèi)無液體時(shí)出現(xiàn)指針不在零位的錯(cuò)覺，電磁流量計(jì)的變送器應(yīng)安裝于任何時(shí)候均充滿液體的地方，同時(shí)，該流量計(jì)的信號(hào)較為微弱，因而在使用時(shí)應(yīng)注意外來干擾對(duì)其測量精度和影響，變送器應(yīng)安裝于遠(yuǎn)離一切磁源的地方，不允許有振動(dòng)。

電磁流量計(jì)對(duì)安裝前后直管道有要求，只不過比其它類流量計(jì)要求要低一些，但*關(guān)健一點(diǎn)要滿足：就是滿管。不滿管的情況下容易引起流量計(jì)亂跳。

電磁流量計(jì)的測量范圍是有限制的，許多用戶定表時(shí)，常常把它和水表相比較，以為可以測量很低的流速，其實(shí)定貨時(shí)不能按原先管道口徑來定貨，*好按實(shí)際流量來定儀表的口徑。電磁流量計(jì)也有防護(hù)等級(jí)，如果用戶對(duì)儀表安裝環(huán)境有要求，安裝地點(diǎn)在地下陰井或其它一些潮濕的地方，建議用戶選用分體式的，以免選錯(cuò)對(duì)儀表造成損害。電磁流量計(jì)可以測腐蝕性液體，但初期用戶要正確辯明介質(zhì)以及其屬性，以免選型時(shí)在電*材料的選擇上發(fā)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致傳感器在后期使用過程中報(bào)廢，給用戶帶來不便和經(jīng)濟(jì)上的損失。

電磁流量計(jì)雖說可靠性比較好，通常情況下不會(huì)損壞，但由于其原理決定，傳感器電*表面一直和液體接觸，時(shí)間久了，電*表面比較容易受污染。所以電磁流量計(jì)在通常使用情況下，用戶有條件拆的話，建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電*，以保證流量計(jì)整機(jī)的測量精度。任何儀器儀表都是需要保養(yǎng)的，電磁流量計(jì)也不例外。

隨著工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)儀器儀表的需求增加，儀器儀表行業(yè)不斷的發(fā)展，電磁流量計(jì)的用途也越來越廣泛，能夠適應(yīng)不同行業(yè)的需求，石油，化工，污水治理等等?，F(xiàn)在的國產(chǎn)電磁流量計(jì)質(zhì)量上完全可以媲美國外同類進(jìn)口產(chǎn)品，功能性、穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性越來越高。電磁流量計(jì)用于對(duì)復(fù)雜的工業(yè)管道系統(tǒng)進(jìn)行流體監(jiān)測，對(duì)系統(tǒng)的原料及成品情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、為系統(tǒng)的自動(dòng)化控制提供依據(jù)等等。

由于電磁流量計(jì)分布分散，運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，其安裝工藝*可能影響其運(yùn)行工況和發(fā)生故障的機(jī)率，從而影響整個(gè)儀表控制系統(tǒng)的運(yùn)行。故對(duì)電磁流量計(jì)原理的分析、安裝工藝的研究，以及調(diào)試技術(shù)的不斷總結(jié)和更新十分必要。

電磁流量計(jì)的選型

　　(1)口徑選擇。選擇電磁流量計(jì)時(shí)一般通過流體的性質(zhì)、流速等因素來確定其選用口徑。一般而言，當(dāng)管道流速在0.5～1.5m/s為經(jīng)濟(jì)流速，若流體介質(zhì)對(duì)側(cè)壁磨損性較小，建議長期流速大于3m/s，但應(yīng)小于7m/s，此時(shí)可選取小于管徑的流量計(jì)。

　　(2)內(nèi)襯材料選擇。電磁流量計(jì)主要用于測量流體物質(zhì)的流量，而根據(jù)被測物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結(jié)性等特點(diǎn)，應(yīng)選擇不同內(nèi)襯材料的流量計(jì)。電磁流量計(jì)所用的內(nèi)襯材料及其特點(diǎn)：

　　·天然橡膠，其耐溫范圍為-10℃～70℃，耐磨損、絕緣性能好，耐腐蝕性能一般。

　　·氯丁橡膠，較天然橡膠具有更好的彈性，也更耐磨，但耐寒性較差。

　　· 聚氨脂橡膠， 適用溫度較天然橡膠更低， 可達(dá)-25℃。

　　·丁晴橡膠，較天然橡膠更耐高溫，更耐磨，彈性較差，但耐油性能相當(dāng)好。

　　·聚四氟乙烯，是塑料的一種，它耐酸、堿性能*好，但對(duì)部分液態(tài)氟、氧、臭氧等非常態(tài)物質(zhì)的腐蝕及負(fù)壓等抵抗力較差，耐磨損性能也較差。

　　(3)電*材料的選擇。電磁流量計(jì)的電*裝于其管道內(nèi)壁，與被測物質(zhì)直接接觸，故應(yīng)根據(jù)被測物質(zhì)的腐蝕性選定。一般用于制造電*的材料包括：鈦(Ti)，耐強(qiáng)酸性；鉭(Ta)，測量精度高；鉑-銥(Pt-Yi)合金，耐腐蝕能力強(qiáng)；哈氏合金C(HC)，可用于高溫次氯酸鹽、硫酸、硝酸的測量；316L，耐腐蝕能力一般，但價(jià)格低廉。在選擇電磁流量計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)測量的精密度要求、被測物腐蝕性、價(jià)格承受能力來進(jìn)行電*材料的選取。

　　(4)其它參數(shù)的選擇。電磁流量計(jì)的選擇還應(yīng)考慮防護(hù)等級(jí)、連接法蘭及電纜等因素。電磁流量計(jì)的連接法蘭選擇應(yīng)根據(jù)管道確定，特別對(duì)于腐蝕性流體管道，不允許隨意對(duì)管道進(jìn)行現(xiàn)場加工焊接，應(yīng)慎重選擇。

 電磁流量計(jì)的安裝

　　(1)安裝準(zhǔn)備工作。電磁流量計(jì)安裝前，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)其參數(shù)，主要核對(duì)其口徑、內(nèi)襯、電*等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求，有集中BA控制的應(yīng)確認(rèn)其與控制系統(tǒng)的匹配性。在安裝前，應(yīng)對(duì)已安裝好的管道進(jìn)行防腐處理，法蘭接口處應(yīng)清理干凈，在確認(rèn)被測物質(zhì)流向之后，按流量計(jì)上所標(biāo)定的方向準(zhǔn)備安裝。

　　(2)安裝方位的選取。由于電磁流量計(jì)安裝于流體管道上，其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與其內(nèi)部液態(tài)物質(zhì)的充滿度有關(guān)，故在選取安裝位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　·流量計(jì)不得安裝在泵的抽吸側(cè)，

　　·開口排放的管道，流量計(jì)應(yīng)裝在可存儲(chǔ)液體的底段，以免倒吸空氣影響測量精度，

　　·電磁流量計(jì)附近需裝閥門時(shí)，閥門應(yīng)裝于流量計(jì)的下游；

　　·管道落差較大時(shí)，需在流量計(jì)的下游設(shè)置上彎及排所閥；

　　·安裝電磁流量計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮管道中產(chǎn)生氣泡的可能性，予以避免。

　　(3)電磁流量計(jì)安裝及接地。電磁流量計(jì)的安裝方式一般為法蘭式，利用與其匹配的法蘭即可連接管道。在安裝前應(yīng)確保管道的吹掃、試壓等工作已完成。由于電磁流量計(jì)的測量感應(yīng)電流很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠的接地連(跨)接。金屬管道電磁流量計(jì)接地連(跨)接方法，帶陰*保護(hù)的電磁流量計(jì)重復(fù)接地連接方法。

電磁流量計(jì)接線

　　(1)接線。在電磁流量計(jì)接線前，應(yīng)確認(rèn)其安裝方位、方向準(zhǔn)確無誤，并進(jìn)行現(xiàn)場清掃，無積塵后方可接線。電磁流量計(jì)的接線包括電源線、輸入/輸出信號(hào)線、傳感信號(hào)線和工作接地線的連接。

　　(2)輸入/輸出信號(hào)。大部分電磁流量計(jì)均可通過外帶的PLC進(jìn)行編程、檢測，也可通過通信總線接受主控制系統(tǒng)的輸入指令，故電磁流量計(jì)設(shè)置了信號(hào)輸入接點(diǎn)、測量值臨界報(bào)警指令等接入點(diǎn)。輸出信號(hào)可通過模擬點(diǎn)接出，也可與輸出信號(hào)組合通過RS-232通信接口實(shí)現(xiàn)與PC的聯(lián)機(jī)。

　　(3)傳感器連線。若流量計(jì)與傳感器為分體式安裝，流量計(jì)與傳感器之間還需進(jìn)行連線，用于將傳感電流通過流量計(jì)的測量終端(實(shí)際上是磁*與電壓測量單元)，用以測量各被測參數(shù)。

　　(4)接地線。由于電磁流量計(jì)的工作電流較小，*易受外界電場變化的干擾，所以其電源、信號(hào)線均須配套接地線，以確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，消除測量過程中數(shù)據(jù)的頻繁振蕩。

電磁流量計(jì)調(diào)試

　　(1)調(diào)試前檢查及準(zhǔn)備。電磁流量計(jì)在調(diào)試前，應(yīng)對(duì)管道及流量計(jì)進(jìn)行徹底檢查，包括管道雜物等清理，油性介質(zhì)管道還需進(jìn)行干燥處理。調(diào)試前的檢查還包括電氣線路的檢查，*先應(yīng)對(duì)線路的接地進(jìn)行檢測，確保接地可靠后方可進(jìn)行其它線路的測試檢查，以免造成線路容性效應(yīng)，儲(chǔ)存電量，或是測量電源對(duì)儀器產(chǎn)生破壞作用。另外，還需進(jìn)行絕緣電阻及接地電阻測試。

　　(2)通水調(diào)試。無論是測量水性介質(zhì)、混懸液體，還是測量油性介質(zhì)的儀表，在正式調(diào)試前，均應(yīng)模擬實(shí)際測量介質(zhì)的溫度、壓力、流速等條件進(jìn)行通水調(diào)試。若在通水試驗(yàn)過程中發(fā)生異常，或是參數(shù)缺失，應(yīng)對(duì)儀表進(jìn)行單體檢測或送出產(chǎn)單位進(jìn)行校驗(yàn)。

(3)系統(tǒng)調(diào)試。電磁流量計(jì)在進(jìn)行完單項(xiàng)功能通水測試，控制主機(jī)各項(xiàng)預(yù)備調(diào)試完成后，可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。油性介質(zhì)管道需進(jìn)行干燥后方可通入被測介質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，主機(jī)系統(tǒng)應(yīng)預(yù)先對(duì)各個(gè)測量點(diǎn)進(jìn)行編碼掃描，確保各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進(jìn)行功能性調(diào)試。功能性調(diào)試時(shí)，由主機(jī)系統(tǒng)對(duì)各儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取，臨界值報(bào)警試驗(yàn)等，然后進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的寫入。逐一進(jìn)行調(diào)試，并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)上機(jī)位進(jìn)行分析。主機(jī)在系統(tǒng)各儀表調(diào)試完成后，可進(jìn)行儀表終端單體PLC編程調(diào)試。PLC編程調(diào)試對(duì)儀表調(diào)試具有重要意義，它可在不影響主機(jī)工作狀態(tài)的情況下，對(duì)單個(gè)儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、參數(shù)寫入和調(diào)整?，F(xiàn)代PLC技術(shù)的發(fā)展，使其在電磁儀表調(diào)控中的應(yīng)用顯得更加方便，大部分的電磁流量計(jì)均可選購與其產(chǎn)品相配套的PLC編程控制器，通過專門的接口，可進(jìn)行單個(gè)儀表的調(diào)試。調(diào)試完成后，應(yīng)在連續(xù)的工況條件下進(jìn)行24小時(shí)的不間斷測量，觀察其測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、可靠性，并結(jié)合其它測量方式進(jìn)行校對(duì)，直至系統(tǒng)各電磁儀表均能按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行，方可進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)驗(yàn)收。通過電磁流量計(jì)在工業(yè)管道控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在儀表的選型、安裝工藝的調(diào)整、試驗(yàn)等方面進(jìn)行總結(jié)，為提高工業(yè)管道控制系統(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)，為工業(yè)管道控制系統(tǒng)更高程度的集成化、自動(dòng)化提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。