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化工電磁流量計(jì)運(yùn)用與故障排除。

來(lái)源:自動(dòng)化儀表股份作者:上海自動(dòng)化儀表股份

         流量控制系統(tǒng)是化工生產(chǎn)中常用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分,在智能化生產(chǎn)中將有更廣泛的應(yīng)用,如果流量控制系統(tǒng)發(fā)生故障,會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確,對(duì)生產(chǎn)工藝和質(zhì)量造成重大的影響,電磁流量計(jì)由于其壓損極小,可測(cè)流量范圍大,適用的工業(yè)管徑范圍寬,精確度較高等優(yōu)點(diǎn) [1] 。越來(lái)越多化工企業(yè)用它來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm 的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等流體的流量。因此如何運(yùn)用和維護(hù)好電磁流量計(jì)就顯得尤為重要。
1 電磁流量計(jì)工作原理
電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的 [2] ,在電磁流量計(jì)中,測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓,該電壓與流體的流速成正比關(guān)系,進(jìn)而得到流量值,見(jiàn)圖 1。

電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。
(1)磁路系統(tǒng):作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。
(2)測(cè)量導(dǎo)管:作用是讓被測(cè)導(dǎo)電性液體通過(guò)。常選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。
(3)電極:其作用是引出和被測(cè)量成正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過(guò)時(shí)不受阻礙。
(4)外殼:應(yīng)用鐵磁材料制成,是分配制度勵(lì)磁線圈的外罩,并隔離外磁場(chǎng)的干擾。
(5)襯里:在測(cè)量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測(cè)液體,其作用是增加測(cè)量導(dǎo)管的耐腐蝕性,防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管管壁短路。襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
(6)轉(zhuǎn)換器:由液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)十分微弱,受各種干擾因素的影響很大,轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并抑制主要的干擾信號(hào)。其任務(wù)是把電極檢測(cè)到的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào) Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)。
2 電磁流量計(jì)分類(lèi)
電磁流量計(jì)按激磁電流方式劃分,有直流激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁 [2] 。按輸出信號(hào)連接和激磁(或電源)連線的制式分類(lèi),有四線制和二線制。按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類(lèi),有分體型和一體型。按流量傳感器與管道連接方式分類(lèi),有法蘭型           、夾持型、衛(wèi)生型、插入型、螺紋連接。按流量傳感器電極是否與被測(cè)液體接觸分類(lèi),有接觸型和非接觸型 [1] 。按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類(lèi),有短管型和插入型。按用途分類(lèi),有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和用于明渠流量測(cè)量的潛水型(明渠流量計(jì))。
3 電磁流量計(jì)的安裝
電磁流量計(jì)安裝符合規(guī)定的要求,才能讓它可靠性更好,測(cè)量準(zhǔn)確,更加安全。電磁流量計(jì)的安裝非常重要,其實(shí)在安裝中如何使電磁流量計(jì)更好的接地也是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。對(duì)此,我們?cè)诎惭b電磁流量計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)安裝方向要求,電磁流量計(jì)的安裝方向沒(méi)有特別嚴(yán)格的要求,一般水平,垂直或者傾斜均可,不受限制。但必須保證管道內(nèi)是充滿被測(cè)介質(zhì),也就是“滿管”狀態(tài)。建議最好是垂直安裝,流向自下而上,尤其是對(duì)于液固兩相的流體,必須垂直安裝。若現(xiàn)場(chǎng)只允許水平安裝,則必須保證兩電極在同一水平面,電極的軸線必須近似于水平方向以防電極被沉積物覆蓋,電極被液體中存在的氣泡擦過(guò),遮住電極表面,使輸出的信號(hào)有波動(dòng)。
(2) 直管段要求,安裝電磁流量計(jì)時(shí),需要流量計(jì)的上游有10DN的直管段,下游有 5DN的直管段 [2] 。
(3)避免磁場(chǎng)干擾要求:在發(fā)送器的管道前后方位,可能有一些雜散的電流存在,發(fā)送器的前后 1 到 1.5 米的方位管道和發(fā)送器的外殼連接起來(lái),選用一起接地的方法,接地點(diǎn)越挨近發(fā)送器越好,如果外界的電磁干擾比較大的話,那么就要重新設(shè)置接地設(shè)置,且接地線要采用截面大于 5mm 2 的多股銅線才可,同時(shí)不能接在電機(jī)或公共地線上,用以避免漏電流的干擾。
(4)管道要求,傳感器在金屬管道上安裝(金屬管道內(nèi)壁沒(méi)有絕緣涂層),安裝在塑料管道或有絕緣襯里的管道上時(shí),傳感器的兩端必須安裝接地環(huán)、接地法蘭或帶有接地電極的短管才行。
(5)布線要求,發(fā)送器的引出信號(hào)線是不能和電源線平行的,不能與電源線穿在一根鐵管道中,否則電磁流量計(jì)的信號(hào)會(huì)受到一定程度的影響。
4 電磁流量計(jì)故障排除
電磁流量計(jì)工作不穩(wěn)定或產(chǎn)生誤差的原因,對(duì)癥下藥,采取正確措施解決掉問(wèn)題,就能獲得準(zhǔn)確測(cè)量數(shù)值。 
4.1 流量計(jì)無(wú)輸出信號(hào)或輸出值有偏差
第一,如果管道內(nèi)測(cè)量介質(zhì)不滿管,電磁流量計(jì)就無(wú)法正常工作。因?yàn)?,在介質(zhì)不滿管的情況下,電磁流量計(jì)會(huì)產(chǎn)生最為常見(jiàn)的應(yīng)用程序故障。產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能是由于,管道中介質(zhì)流速非常低,造成不滿管,流量計(jì)測(cè)量誤差增大或者介質(zhì)未能滿過(guò)電極,從而流量計(jì)根本無(wú)法進(jìn)行工作 [3] 。需通過(guò)工藝調(diào)整必須保證管道內(nèi)測(cè)量介質(zhì)充滿才能使用電磁流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。第二,測(cè)量介質(zhì)中含有大量空氣和氣體,也會(huì)造成電磁流量計(jì)無(wú)法正常工作。這些氣泡的存在造成流量計(jì)無(wú)法準(zhǔn)確辨別,干擾了其準(zhǔn)確的測(cè)量?!?/span>
4.2 電磁流量計(jì)工作時(shí)信號(hào)越來(lái)越小主要原因
第一,測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)壁可能沉積有污垢,檢查電極情況并清洗和擦拭電極,保持電極的清潔。第二,測(cè)量導(dǎo)管襯里可能有破壞,檢查導(dǎo)管和襯里情況,如有破損應(yīng)予以更換。第三,信號(hào)插座可能被腐蝕,應(yīng)將插座更換和清洗,并進(jìn)行防腐處理。
4.3 流量計(jì)輸出超滿度量程
第一,信號(hào)電纜接線出現(xiàn)錯(cuò)誤或電纜連接斷開(kāi);檢查信號(hào)回路連接正常與否,若信號(hào)回路斷開(kāi),輸出信號(hào)將超滿度值,此時(shí)需重新正確連接信號(hào)電纜。同時(shí),需檢查電纜的絕緣性能是否完好,若已經(jīng)不符合要求,則需更換新的電纜。第二,系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定不正確。第三,傳感器與轉(zhuǎn)換器型號(hào)不配套。
4.4 流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)
第一,管道未充滿液體或液體中含有氣泡。管道未充滿液體或液體中含有氣泡皆為工藝原因,此時(shí)應(yīng)請(qǐng)求工藝人員確認(rèn),工藝正常后,輸出值可恢復(fù)正常。第二,主觀上認(rèn)為管內(nèi)液體無(wú)流動(dòng)而實(shí)際上存在微小流動(dòng), ,灰塵、油污等可能進(jìn)入儀表殼體內(nèi),需要檢查電極部位絕緣有無(wú)下降或破壞,若不符合絕緣要求,則須進(jìn)行清理。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提高,電磁流量計(jì)在流量測(cè)量領(lǐng)域,特別是煉油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越多 [5] 。本文討論了電磁流量計(jì)的原理與分類(lèi),以及其安裝和維修的注意事項(xiàng),為電磁流量計(jì)在化工生產(chǎn)中更好的使用提供了幫助。


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