電磁流量計(jì)使用之“忌”及應(yīng)對(duì)防護(hù)工作

電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律, 當(dāng)導(dǎo)電流體流過(guò)電磁流量計(jì)磁場(chǎng)時(shí)發(fā)生切割磁力線(xiàn), 在與介質(zhì)流動(dòng)方向相垂直的方向就會(huì)產(chǎn)生與平均流速成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由流量計(jì)管壁上的一對(duì)電極檢測(cè)出該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), 通過(guò)運(yùn)算就可得到流體流量。正是由此特殊原理決定了電磁流量計(jì)使用之“忌”, 也為我們應(yīng)對(duì)防護(hù)工作提供了理論依據(jù)。

1、忌“空”
 
    忌“空”即液體必須充滿(mǎn)管道, 也不允許液體內(nèi)存有氣泡。如果液體不充滿(mǎn)管道, 其后果之一是流體的截面將與管道內(nèi)截面不一致, 造成計(jì)算體積流量值偏差; 其二是不導(dǎo)電的氣相層( 或氣泡) 阻斷了兩電極之間的導(dǎo)體連接, 法拉第定律的條件不滿(mǎn)足, 不能感應(yīng)出與流量成正比的電動(dòng)勢(shì), 同樣會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)確。對(duì)于插入式電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō)，由于傳感器探頭（電極）位于管道中心位置，“空”帶來(lái)的后果尤其明顯。

    防“空”對(duì)策

    電磁流量計(jì)應(yīng)盡量選擇安裝在流體自下而上流動(dòng)的垂直管道上。如必須安裝在水平或傾斜的管道上, 則電磁流量計(jì)的測(cè)量管中心應(yīng)低于管道中心, 保證測(cè)量管始終充滿(mǎn)液體, 并保證電極所在的平面與地面平行?？刂屏髁康拈y門(mén)應(yīng)安裝在電磁流量計(jì)的下游, 以免產(chǎn)生氣泡或不滿(mǎn)管。另外，應(yīng)盡量避免由于電磁流量計(jì)上游的設(shè)備操作所產(chǎn)生的氣泡帶入流量計(jì), 如關(guān)小泵吸口閥門(mén), 或者讓流體暴露在空氣中的下泄等而將空氣帶入流體中。

2、忌“變”

    忌“變”即液體電導(dǎo)率必須是沒(méi)有急劇變化的。電磁流量計(jì)適用范圍很廣, 盡管如酸、堿、鹽、污泥、礦漿等的電導(dǎo)率不同, 但只要電導(dǎo)率在閾值(10-4~10-8S/cm之間, 因流量計(jì)設(shè)計(jì)而異) 以上, 對(duì)其中確定的某一種介質(zhì)來(lái)講, 電導(dǎo)率是不變的?；诜ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律, 如果流體電導(dǎo)率瞬息萬(wàn)變, 就相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻瞬息萬(wàn)變, 那么所產(chǎn)生的電勢(shì)不但與流體流速有關(guān), 同時(shí)亦與電導(dǎo)率有關(guān), 這就會(huì)使檢測(cè)所得電勢(shì)與流速不呈單值的函數(shù)關(guān)系。

    防“變”對(duì)策

    不要把智能電磁流量計(jì)安裝在液體電導(dǎo)率變化且不均勻的地方, 尤其在儀表上游有化學(xué)物質(zhì)注入的情況下極易導(dǎo)致電導(dǎo)率的不均勻性, 從而對(duì)儀表流量測(cè)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在這種情況下, 化學(xué)物質(zhì)應(yīng)在儀表下游注入。如果必須從儀表上游注入化學(xué)物質(zhì), 則必須裝上足以完成化學(xué)反應(yīng)或保證混合時(shí)間足夠長(zhǎng)的直管段或反應(yīng)器, 以保證流體電導(dǎo)率的穩(wěn)定。

3、忌“擾”

    忌“擾”即避免形形式式外界寄生電勢(shì)及本身產(chǎn)生的干擾。智能電磁流量計(jì)既然是按電磁感應(yīng)定律來(lái)工作的, 而且其流量信號(hào)非常小, 在滿(mǎn)量程時(shí)只有幾個(gè)毫伏, 而在下限流量時(shí), 僅有數(shù)十微伏, 因此極易受周?chē)闹T如電動(dòng)機(jī)、變壓器及一些電器設(shè)備等所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)和靜電的干擾。電磁流量計(jì)引入的干擾主要有同相干擾和正交干擾兩種。其來(lái)源有: 

• 周?chē)\(yùn)行中的電器設(shè)備在金屬管道上產(chǎn)生雜散電流( 如管道上的電焊操作等) , 這些電流通過(guò)管道以及管道內(nèi)的流體影響電磁流量計(jì);
• 電磁流量計(jì)與電機(jī)、電器設(shè)備公共接地或接至上、下水管道上, 使電力設(shè)備的漏電流通過(guò)公共地線(xiàn)引入電磁流量計(jì);
• 周?chē)娖髟O(shè)備的電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)傳輸線(xiàn)及電子線(xiàn)路的干擾;
• 對(duì)于輸送腐蝕性介質(zhì)的絕緣管道或者具有絕緣內(nèi)襯的管道, 由于流體在絕緣管道中流動(dòng)時(shí)與管壁磨擦?xí)a(chǎn)生靜電, 它通過(guò)液體傳到電磁流量計(jì)測(cè)量電極再傳送至測(cè)量線(xiàn)路, 干擾了流量信號(hào);
• 由電磁流量計(jì)本身的"變壓器效應(yīng)"所產(chǎn)生的正交干擾。流量信號(hào)從電極上引出, 通過(guò)引線(xiàn)接到測(cè)量線(xiàn)路( 轉(zhuǎn)換器) , 即從電極1 ——流體內(nèi)阻Rg ——電極2——引線(xiàn)——轉(zhuǎn)換器輸入阻抗R1 ——引線(xiàn)——電極1之間形成一個(gè)回路, 與流量計(jì)勵(lì)磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的主磁通B 交聯(lián), 象變壓器的一匝次級(jí)繞組, 感應(yīng)出一個(gè)電勢(shì)信號(hào), 超前于流量信號(hào)，這便是“變壓器效應(yīng)”正交干擾信號(hào)。這一效應(yīng)僅在交流勵(lì)磁的電磁流量計(jì)上表現(xiàn)出來(lái)。

    防“擾”對(duì)策

    使流量計(jì)有良好的工作接地。即將流過(guò)電磁流量計(jì)( 傳感器) 內(nèi)的流體可靠接地, 使流體電位與地電位相同, 實(shí)現(xiàn)傳感器的基準(zhǔn)電位( 端電位) 、轉(zhuǎn)換器/ 放大器的基準(zhǔn)電位與被測(cè)流體電位相同。工作接地應(yīng)堅(jiān)持單點(diǎn)接地，不能用公共接地線(xiàn)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電器接地、避雷接地以及其它設(shè)備的保護(hù)接地。接地裝置與傳感器的距離盡可能短些。接地電阻應(yīng)嚴(yán)格滿(mǎn)足儀表使用說(shuō)明書(shū)的要求。

    傳感器接地措施一般有如下三種: 

• 第一種是傳感器安裝在金屬管道上, 且金屬管道內(nèi)壁沒(méi)有絕緣層時(shí), 則可將接地導(dǎo)線(xiàn)接到兩個(gè)管道法蘭上, 通過(guò)金屬管道與流體保持可靠接地。若干擾太強(qiáng), 如此接地不足以抗衡干擾時(shí), 則接地導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)從兩個(gè)管道法蘭分別沿金屬管道向外延伸至能消除干擾處相連接;
• 第二種是傳感器安裝在塑料管道或內(nèi)壁絕緣( 涂料、油漆、襯里) 的管道上時(shí), 傳感器兩側(cè)應(yīng)裝有接地環(huán), 使之與流體接觸并將兩個(gè)接地環(huán)與傳感器法蘭相連接后接地;
• 第三種是傳感器安裝在陰極保護(hù)管道上時(shí), 帶有電蝕保護(hù)的管道通常里外絕緣而使流體無(wú)導(dǎo)電性接地。此時(shí)傳感器必須使用接地環(huán)。接地環(huán)要裝在傳感器的兩個(gè)端面上并與連接管道法蘭絕緣。而兩連接管道法蘭用銅導(dǎo)線(xiàn)繞過(guò)傳感器連接, 使陰極保護(hù)電位與傳感器之間隔離。

    此外, 傳感器、轉(zhuǎn)換器及二次儀表間的回路接地及屏蔽接地也應(yīng)予以足夠的重視。

    電磁流量計(jì)的安裝應(yīng)盡量遠(yuǎn)離容易引起感應(yīng)干擾的電動(dòng)機(jī)、變壓器或其它電源。在實(shí)際生產(chǎn)中究竟應(yīng)采取何種對(duì)策, 可用下述簡(jiǎn)單方法分辨之: 使傳感器導(dǎo)管內(nèi)充滿(mǎn)靜止液體, 不接上電源, 若在無(wú)勵(lì)磁電流時(shí)能在電極上測(cè)得信號(hào), 那么這是從管道系統(tǒng)傳來(lái)的外來(lái)干擾或接地不善; 電磁流量計(jì)通上電源, 若在有勵(lì)磁電流而管道內(nèi)液體無(wú)流動(dòng)時(shí)電極上測(cè)得信號(hào), 就可能是儀表本身零點(diǎn)未調(diào)好。

4、忌“污”

    忌“污”即管道內(nèi)壁不允許結(jié)垢或有污泥沉積。垢層與污泥層除了會(huì)微小改變管道內(nèi)的流通截面外, 其主要影響是改變了兩電極間的電阻。若沉積層電阻系數(shù)w與被測(cè)流體電阻系數(shù)r相同, 則對(duì)測(cè)量無(wú)大礙。若w>r, 則流量信號(hào)偏大。沉積層電阻系數(shù)非常大屬于絕緣性質(zhì), 使電極間絕緣而送不出流量信號(hào)。若w<r, 則流量信號(hào)偏小。沉積層電阻系數(shù)過(guò)小電極將被短路, 無(wú)流量信號(hào)輸出。

    防“污”對(duì)策

    電磁流量計(jì)盡量安裝在垂直管道上。如必須安裝在水平或傾斜的管道上, 則應(yīng)保證電極所在的平面與地面平行。在滿(mǎn)足工藝的條件下, 盡量選擇口徑小的儀表以提高其流速, 加大沖刷效果而減少沉積?；蛘哌x用帶電極清洗的儀表。安裝前要沖洗管道, 并且定期沖洗流量計(jì)內(nèi)壁及電極。