電磁流量計(jì)工作原理及維護(hù)

1、2021/6/211電磁流量計(jì)工作電磁流量計(jì)工作原理原理及維護(hù)及維護(hù) - -范明范明2021/6/212123Contents目錄2021/6/213概述 電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)定律而工作的流量測(cè)量儀表。它能測(cè)量具有一定電導(dǎo)率的液體或液、固混和物的體積流量，常用于檢測(cè)酸、堿、鹽、含固體顆粒液體的流量，電磁流量計(jì)通常由傳感器、轉(zhuǎn)換器和顯示儀表組成。 電磁流量變送器由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，被測(cè)流體的流量經(jīng)傳感器變換成感應(yīng)電勢(shì)，然后再由轉(zhuǎn)換器將感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)作為輸出，以便進(jìn)行指示記錄或與計(jì)算機(jī)配套使用。電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)為12.5級(jí)。2021/6/214一、工作原理 基于

2、法拉第（Faraday英1791-1867）電磁感應(yīng)定律。即當(dāng)導(dǎo)電液體流過電磁流量計(jì)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與導(dǎo)電液體流速、磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體寬度（流量計(jì)內(nèi)經(jīng)）成正比。（根據(jù)弗萊明（Fleming英1849-1945）的右手法則，電動(dòng)勢(shì)的方向與液體流動(dòng)方向及磁場(chǎng)方向均成直角） 2021/6/215 該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由流量計(jì)管壁上的一對(duì)電極檢測(cè)到，通過運(yùn)算就可以得到流量。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方程為：E EX X=D=D* *V V* *B B (1) (1) E EX X: :感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D: D:測(cè)量管內(nèi)徑 V:V:流速 B: B:磁感應(yīng)強(qiáng)度一、工作原理 2021/6/216勵(lì)磁電流輸入勵(lì)磁電

3、流輸入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出 電極電極磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度(B)E = B *V* D流體流速流體流速 (V)配管直徑配管直徑 (D)一、工作原理 2021/6/217二、結(jié)構(gòu) 電磁流量變送器由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼和干擾信號(hào)調(diào)整裝置等部分組成，它將流量的變化轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢(shì)的變化。轉(zhuǎn)換器由電子元器件組成，它將微弱的感應(yīng)電勢(shì)放大，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，以便進(jìn)行遠(yuǎn)傳指示、記錄、積算和調(diào)節(jié)。2021/6/218一體型 : :變送器和傳感器組成一個(gè)機(jī)械單元2021/6/219分體型： 變送器和傳感器分開安裝2021/6/2110電極引出線勵(lì)磁線圈引出線內(nèi)襯耐壓鋼套勵(lì)磁線圈防外磁干擾 保

4、護(hù)鋼套電極2021/6/2111PTFE PTFE 的襯里電極構(gòu)造的襯里電極構(gòu)造PTFEPTFE襯里襯里電極電極ADMAGADMAG的襯里電極構(gòu)造的襯里電極構(gòu)造PFAPFA襯里襯里彈簧彈簧電極電極網(wǎng)板網(wǎng)板襯里及電極結(jié)構(gòu)2021/6/2112各種襯里的特點(diǎn) 襯 里 材 質(zhì) 測(cè)量流體實(shí)例 特 點(diǎn) 備 注 PFA 氫氟酸、鹽酸、醋酸等強(qiáng)滲透性流體，易附著、易固化的流體，腐蝕性流體（電解液體、苛性鈉、硫酸），其他的一般液體 襯里的耐腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高， 內(nèi)部平滑，耐附著性強(qiáng) 流體溫度為-10160時(shí)，需注意滲透 襯里材料常用的有： 氯丁橡膠、丁晴橡膠、聚氨酯橡膠、PTFE聚四氟乙烯、PFA特氟隆、F

5、46 等2021/6/2113各種襯里的特點(diǎn) 襯 里 材 質(zhì)測(cè)量流體實(shí)例 特 點(diǎn) 備 注聚氨酯橡膠 自來水、污水、工業(yè)用水、污泥、海水等 耐磨損性強(qiáng)，適用于土砂混合的泥水流體， 適用于弱酸、弱堿流體 流 體 溫 度 為040，不適用于有機(jī)溶劑的混合液體 2021/6/2114各種襯里的特點(diǎn)襯 里 材 質(zhì)測(cè) 量 流 體 實(shí)例 特 點(diǎn) 備 注陶瓷 硬 質(zhì) 泥 漿 、腐蝕性流體、附著性流體、高 溫 流 體 、高壓流體 耐 磨 損 性 約為 聚 氨 酯 橡膠的10倍，高 溫 高 壓 下不 變 形 ， 具有 適 用 于 耐泥 漿 躁 聲 和滲 透 性 流 體的電極結(jié)構(gòu) 用于氫氰酸、磷 酸 、 強(qiáng) 堿時(shí)、

6、需注意2021/6/2115電極材質(zhì)特點(diǎn) 電極材質(zhì) 測(cè)量流體實(shí)例 特 點(diǎn) SUS316L 自來水、污水 不適用于海水，鹽酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉 哈式合金C 醋酸、氫氧化鈉 不適用于鹽酸、硫酸、硝酸等 電極：電極：316L 、哈氏合金、鈦、鉭、鉑、哈氏合金、鈦、鉭、鉑-銥合金銥合金2021/6/2116電極材質(zhì)特點(diǎn) 電極材質(zhì)測(cè)量流體實(shí)例 特 點(diǎn) 鉭 海水、醋酸、硫酸、硝酸、鹽酸、氯化銅、醋酸鉛、次氯酸 適用于大部分藥品 鈦 海水、醋酸、氯化鈉不適用于鹽酸、硫酸、硝酸等 2021/6/2117電極材質(zhì)特點(diǎn)電極材質(zhì)測(cè)量流體實(shí)例 特 點(diǎn)鉑-銥 鉑鋁 含陶合金 （僅陶瓷襯里用 海水、醋酸、氫氧化鈉、硫

7、酸、硝酸、次氯酸鈉 適用于大部分藥品， 不適用于王水、次氯酸、氯化銅、氰化鹽 碳化鎢 紅泥泥漿、礦石泥漿、氧化鐵泥漿、高濃度紙漿 適用于磨耗性液體，尤其是泥漿流體，不適用于腐蝕性流體 2021/6/2118輸出信號(hào)的確定 1）電流輸出4-20mA HART 2） 脈沖頻率輸出 3）頻率輸出2021/6/2119四、電磁流量計(jì)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無可動(dòng)部件或凸出于管道內(nèi)的部件，因而壓力損失小、并可以測(cè)量含有顆粒、懸浮物等流體的流量，例如紙漿、礦漿和煤粉漿的流量，這是電磁流量計(jì)的突出特點(diǎn)。由于電磁流量計(jì)的襯里和電極是防腐的，可以用來測(cè)來測(cè)量腐蝕性介質(zhì)的流量。 2、電磁流量計(jì)輸出電流與流量間具有

8、線性關(guān)系，并且不受液體的物理性質(zhì)（溫度、壓力、黏度）的影響。特別是不受黏度的影響，這是一般流量計(jì)所達(dá)不到的。3、只要符合電導(dǎo)范圍, 測(cè)量特性與流體的性質(zhì)無關(guān)4、電磁流量計(jì)的測(cè)量范圍寬,對(duì)于同一臺(tái)電磁流量計(jì)可達(dá)100:1,精度高,可達(dá)0.2%,重復(fù)型好優(yōu)于0.1%.口徑可以從1mm做到2m以上 5、更換不同的內(nèi)襯及電極材料可測(cè)強(qiáng)酸強(qiáng)堿6、電磁流量計(jì)反應(yīng)迅速，可以測(cè)量脈動(dòng)流量。2021/6/2120缺缺 點(diǎn)點(diǎn)1.不能測(cè)不導(dǎo)電的液體，液氣兩相流， 氣體及絕緣類的油類。2. 由于內(nèi)襯材料及勵(lì)磁線圈耐溫的限制， 一般只能測(cè) 180以下的流體。3.受流體流速及流場(chǎng)分布的影響，要求流體流速 對(duì)軸心均勻?qū)ΨQ分

9、布，所以要有前后直管段。 一般只需前一般只需前5D后后2D即可即可2021/6/2121五、日常維護(hù)1、變送器管內(nèi)壁沉積垢層要定期清理，以防電極短路，甚至于無法測(cè)量流量。始終保持一次表的導(dǎo)管內(nèi)絕緣襯里良好狀態(tài)，以免酸堿鹽等腐蝕，導(dǎo)致儀表無法檢測(cè)。 2、定期檢查端蓋、接線口的密封性，保證濕氣和水不會(huì)進(jìn)入儀表內(nèi)3、零位標(biāo)定注意：只有在零流量及流體完全充滿測(cè)量管時(shí)，才能執(zhí)行這一功能4、信號(hào)轉(zhuǎn)換器殼體蓋開啟注意點(diǎn)和要求信號(hào)轉(zhuǎn)換器殼體與上下蓋均有嚴(yán)密配合的螺紋連接。2021/6/2122信號(hào)轉(zhuǎn)換器殼體蓋開啟注意點(diǎn)和要求 1） 凡開啟和旋緊蓋殼部分必須使用專用扳手(廠方作附件提供）2） 殼體蓋的螺紋決不能

10、碰撞損壞,并任何時(shí)間均要保持有潤滑黃油 2021/6/2123信號(hào)轉(zhuǎn)換器殼體蓋開啟注意點(diǎn)和要求3）殼體蓋螺紋上決不允許有污物積聚,保證旋入旋出殼體的順利4）為達(dá)到規(guī)定的密封要求,殼體蓋上墊圈損壞應(yīng)當(dāng)立即更換2021/6/2124六、電磁流量計(jì)常見故障 電磁流量計(jì)使用中的常見故障，有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障，有的是由于選用不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障，如顯示波動(dòng)、精度下降甚至儀表損壞等。一般可以分為兩種類型：安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障（）和正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障（運(yùn)行期故障）。2021/6/2125六、電磁流量計(jì)常見故障1、調(diào)試期故障一般出現(xiàn)在儀表安裝調(diào)試階段，一經(jīng)排除

11、，在以后相同條件下一般不會(huì)再出現(xiàn)。常見的調(diào)試期故障一般由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起 1) 安裝方面通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管系最高點(diǎn)；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓，流體直接排入大氣而形成測(cè)量管內(nèi)非滿管。 2021/6/21262）環(huán)境方面通常主要是管道雜散電流干擾，空間強(qiáng)電磁波干擾，大型電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強(qiáng)大的雜散電流（如電解車間管道，有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢(shì)峰值Vpp可高達(dá)1V），尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等

12、?？臻g電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。 2021/6/2127調(diào)試期故障（3）流體方面被測(cè)液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)更大的波動(dòng)。 2021/6/2128運(yùn)行期故障 2、運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障，常見的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。 若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率，則電極回路將出現(xiàn)短路，儀表也不能正常工作。所以，應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。2) 雷電打擊雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線或勵(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線等途徑引入，