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冶煉廠詳談電磁流量計的安裝及常見故障分析
    電磁流量計是一种新型的流量计量仪表,已被广泛应用于化工、医药、食品、管道运输、工业生产等领域。与其他类型的流量计相比,電磁流量計有着计量性能稳定,准确可靠、无附加压力损失、适应能力强、对被测液体的要求低、量程宽、响应快、灵敏度高、可靠性强等显著的优点。但是随着应用的广泛,其在使用过程中会出现各种问题,影响正常的生产。因此,对電磁流量計使用过程中的一些较常见的故障进行总结分析,弄清其机制是十分有必要的。
1 電磁流量計的工作原理
電磁流量計的基本工作原理法拉第电磁感应定律。根据该定律,当导电金属在垂直方向上切割磁力线时,会产生感应电势。電磁流量計中的导电介质就充当了这里的导电金属杆,分布在上下两端的励磁线圈会在管道的垂直方向上感应出一个均匀恒定磁 B,当导电流体在管道中以速度 V 流过时,导电流体会对磁力线进行切割,从而生成感生电动势 UE。如果把一对电极安装到管道的两侧就能实现对该感生电压的检测,其值可表示为 UE = k BDV, 其中 D 代表管道的直径,k是一个常数。由此可以计算出被测流体的体积流量 qv 为:
2 電磁流量計的安装
電磁流量計的正确安装是其正常运行的前提条件,同时安装的合理也方便了今后的使用和维护。在電磁流量計的安装过程中,必须全面遵守其设计、试验和供电方面的安全规定。
(1)安裝前需確認法蘭、襯裏、殼體和出線套的完整性,檢查電路板和元件是否焊牢,型號與編碼是否一致。(2)管線上的箭頭應與實際流向相符,上下遊預留足夠長度的直管段,把電極完全浸入到被測流體中。傳感器應通過電極的水平位置。(3)保證安裝現場環境溫度和濕度在儀器允許的範圍內,安裝基座應避免劇烈振動和強磁場幹擾,儀器不能受雨水直淋。(4)保證測量管與工藝管道同軸,配件完整,潤滑良好。與金屬管道連接可靠、接地電阻選用合理。恰當采用陰極保護,延長儀器壽命。
3 選型的基本原則
電磁流量計的选型是一个复杂的过程,选型人员必须对各种型号和原理的流量计都有一个清晰的认识,才能选择出*适合的仪器。一般来说,電磁流量計主要从五个方面来考虑:
(1)性能要求。主要包括:確定測量需求,是測流量還是總量;對准確度、重複性、線性度、量程、壓力損失、輸出信號形式和響應時間等。此外,所選的流量計應考慮到使用環境對其工作狀態的影響。
(2)流體特性。選型時候必須考慮到液體的基本性質,例如外界的變化對液體粘度、密度、粘度、蒸汽壓力和其他參量的影響,被測液體是否具有強腐蝕性、結垢、堵塞、相變和混相等物質。(3)流量計的安裝。基于不同原理的流量計有著不同的安裝要求,這不僅影響流量計的安裝質量,更是直接影響其後續的測量精度和穩定性。因此選型過程中應充分考慮應用場合的安裝條件。(4)經濟性要求。主要包括産品單價、安裝費用、運行費用、檢測費用、維護費用和備用件費用等。
4 常見問題及分析
電磁流量計的故障包括仪表本身引起的故障和外界原因引起的故障。在调试或试用阶段出现的问题主要是因为安装不良或选型不当造成的,而在正常工作期间出现的故障则多由环境变化或干扰源等因素造成的。
(1)流量信號輸出微弱。主要現象:在被測液體正常流動的情況下,信號轉換器的流量信號輸出很小或者爲零。原因分析:首先考慮是否爲傳感器接線和安裝的問題,例如電源斷路、勵磁回路或信號回路的連接電纜接觸不良等。其次考慮外界的幹擾,包括信號轉換器內的元器件失效和測量內壁有附著層,造成信號轉換器和電極之間的絕緣等。
(2)輸出信號不穩定。主要現象:被測液體流速穩定、流量平穩,但儀表顯示信號輸出有時大時小。原因分析:首先,可能是電路接觸不良,或受到外界環境中的電磁幹擾,造成信號轉換器工作失常。幹擾源主要有電源幹擾、電機電磁幹擾、共模幹擾等。其次,可能是傳感器中有雜散電流,電極被電離層隔開,或接地不良造成強噪聲,把信號淹沒。例如實測液體中突然出現較多顆粒性漿液,並不斷沖刷電極,生成大量隨機尖刺幹擾信號,使信噪比陡降。再次,傳感器在非滿管狀態或氣泡較多的情況下也會造成輸出信號的大範圍波動。
(3)零點漂移嚴重。主要現象:沒有實測液體或被測液體靜止的情況下,儀表依然有一定的輸出信號。原因分析:首先,信號地接不良是重點考慮因素。良好的接地可以避免雜散電流的影響,檢查接地電阻是否過大,是否與其它電機設備共用信號地,周邊電力設備工作是否正常。其次是可能引入了共模幹擾,信號回路絕緣下降,或是電纜線路及其接線端子絕緣下降。應及時使用兆歐表檢查電纜側和傳感器側的信號回路絕緣電阻是否處于正常狀態。
(4)測量值與實際值偏差較大。主要現象:被測液體流動緩慢時候,儀表輸出明顯偏大;被測液體流動迅速時候,儀表顯示明顯偏小,並且被測液體的流動速度和儀表輸出不是顯示的線性關系。原因分析:測量偏差的可能原因較多,包括、轉換器設定值錯誤、傳感器安裝位置錯誤、未滿管或液體中含有氣泡、信號電纜絕緣下降不合理、液體流動情況複雜、極間電阻變化或電極絕緣下降等等。
5 小結
在电子技术的推动下,電磁流量計的性能也正在大幅度提升,测量的精度已经能够通过各种误差补偿的运用而得以保证。但由于電磁流量計的工作环境复杂,使用过程中难免还会出现各种问题。本文总结的一些常见问题以及提出的分析结论具有很强的代表性,对于電磁流量計的维护和维修有很大的指导意义。

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