電磁流(liú)量計測量不準與校準分析

發布日(rì)期： 2018-08-03 作者(zhě)：晖祥自動化系(xì)統有限公司  點擊： 361

　　電磁流量計 是利用法拉第電磁感應定律制(zhì)成的一種(zhǒng)測量導電液體體積流量的儀表。其測(cè)量(liàng)原理是當導體在磁場中作切割磁(cí)力線運動時，在導(dǎo)體中會産生感應(yīng)電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中(zhōng)的有效長度及導體(tǐ)在磁場中作垂直于(yú)磁(cí)場方向運動的速(sù)度成正比。如圖 1所示，導電(diàn)流體在磁場中作垂直方向流動切割磁力線時，也會在管道兩邊的電極上産生感應電勢。

　　其感應電勢爲 E=kBVD

　　其(qí)中：

　　K———儀表常(cháng)數

　　B———磁感應強度

　　V———測量管道截面内的平均流速

　　D———測量管道截面的内徑

　　測量(liàng)流量時，導電性(xìng)的液體以速度 v流(liú)過垂直(zhí)于流動方向(xiàng)的磁場，導電性液(yè)體的流動感應(yīng)出一個與平均流速成正比的電壓，其感應電(diàn)壓信号通過兩個或兩(liǎng)個以上與液(yè)體直接接觸的電極檢出，并通過電纜送至轉換器通(tōng)過(guò)智能處理，轉換成标準信(xìn)号 4~20mA或 0~1kHz輸出。

　　2故障現狀介紹與(yǔ)原因分析

　　2.1電(diàn)磁 流(liú)量計 使用概(gài)況

　　電磁流量計早(zǎo)在上個世(shì)紀 50年代已經實現了廣泛的工業化應用，也廣(guǎng)泛應用于制鹽化工等行業的(de)計量，我公(gōng)司真(zhēn)空制鹽采輸鹵應用(yòng)過程中(zhōng)，部分電磁流(liú)量計出現的(de)一些故障、測量不準确等現象。目前在我們公司電磁(cí)流量計主要對液體（鹽鹵，水）和渣漿流(liú)體進行流量檢測，獲得瞬時流量和累(lèi)積流量。三個礦區有約 100台(tái)電磁流量計(jì)，使用時間長短不一，有的壽命在十年以上，但近幾年由于井組增多，注入井組(zǔ)介質不斷變化，鹵水類(lèi)型不斷轉換(huàn)，以及管道(dào)切換頻繁導緻的測量不準确時有發生。

　　前段時間我們(men)使用電磁流量計，由于注水介質發生改變，出現注水流量比平常顯(xiǎn)著降低（由(yóu) 100m3/h降低至 20~30m3/h），出鹵量明顯偏高的現象，針對這一現象曾做(zuò)以(yǐ)下工作(zuò)：

　　測量數據發生顯著變化的部分井組，在(zài)焊接管道時曾(céng)拆開流量計，流量計内部結垢情況。

　　電磁流量計内部結垢圖例

　　2.2電磁流量計故障原因主要有兩(liǎng)類

　　類是外部原因引發的故障，例如安裝不當導緻(zhì)流動畸變，傳感器内壁沉積和結垢。由于鹵水和不(bú)同注(zhù)水介質在(zài)管道流動的過程中(zhōng)，由于溫度、壓力等的變化，介質發生了化學反應，易在管路和流量計内(nèi)壁上結垢，受流量計流通截面積變化的影響，儀表的檢測準确性也會發生變化。另一方面(miàn)，鹵水電導率随(suí)濃度、成份等發生的變化。電導率 (EC)表示溶液的導電能力，不同(tóng)濃度(dù)之間和不同 pH值之間，鹵水的電(diàn)導率變化很明顯。通過現場儀表數據分析，數據變化範圍較大。管路和流量計内壁上結(jié)垢會明顯影(yǐng)響流體的電導率，增大管路截面的電阻(zǔ)值，降低電信号輸(shū)出，從而影響流量計的準确性。

　　第二類是儀表自(zì)身故障，即儀表自身結構件或(huò)元器件損壞引發的故障

　　3鹵水輸送管道流量數據不準原因分

　　結(jié)合我公司電磁流量計在鹵水輸送管道現狀，可流體的流通面積(jī)，将導緻測量誤差的(de)隐形故障，如果附着層是高電導(dǎo)率，電磁(cí)流量傳感器電(diàn)極間的電勢易短路，如果(guǒ)附着層是絕緣性，電磁流量(liàng)傳(chuán)感器(qì)電極表面被絕緣将斷開(kāi)了測量回路。後兩種現象(xiàng)需要(yào)清潔附着層或更換傳感器(qì)才能使儀表正常工作。

　　3.2雷電擊

　　線路遇雷擊時會瞬時産生(shēng)很高電壓和浪湧電流，儀表遭雷擊後極易(yì)損壞。雷電擊(jī)主要通過三個(gè)途徑進入儀表：儀表電源線，轉換器(qì)和傳感器(qì)間的激磁(cí)線與流量信号(hào)線。從雷電故(gù)障中損壞的儀表零部(bù)件分析，雷電擊大部分經電源線路進入(rù)儀表從而引(yǐn)發故障(zhàng)，而其他兩種途徑比較少。

　　3.3環境條件(jiàn)變化

　　環境條件變化所引起的故障(zhàng)主要是因(yīn)爲儀表在運行(háng)期間出現(xiàn)了新(xīn)的幹擾源。例如一台接地保護并不良好的電磁流量計，調試期因無外界幹擾源，儀表能夠正常運行，然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新的幹擾源後 (例如：管道旁新增高壓電網、測量點附近管道或(huò)較遠處實施管道(dào)電焊，車輛過往頻繁振動加大等等(děng) )，幹擾了儀(yí)表正常運行，出現了電磁(cí)流量計信号輸(shū)出較(jiào)大振蕩。

　　3.4突發事件對表計影響

　　傳感(gǎn)器長時間浸泡(pào)水中，本廠區閥(fá)門井(jǐng)遇到暴雨外加斷電的情況，導緻儀表全(quán)部浸泡在水中，長達 8小時。事後經過(guò)及時檢查(chá)處理，大部(bù)分恢複，而密封不嚴實(shí)的儀表，内部勵磁線圈、電路闆(pǎn)等全部損壞，傳感器無法工(gōng)作，隻能更換儀表。

　　4解決方法(fǎ)與思路

　　根據電磁流量計工作原(yuán)理和工作環境要求，解決電磁流量計測量不準(zhǔn)主要是從前期選(xuǎn)型、保證工作環境、消除幹擾因素(sù)、定期校準等幾方面入手。

　　4.1前(qián)期選(xuǎn)型

　　首先不(bú)同測量介質的(de)類型(xíng)選取合适的儀表(biǎo)，這裏涉及的内容主要(yào)有管道口徑大小、壓力等級、測量介質酸堿性、腐蝕性、噪音、電極特點、襯裏材質、接地(dì)性能等；盡量選用(yòng)陶瓷襯裏的電磁(cí)流(liú)量計，如果預算(suàn)允許，就用電容式(shì)電(diàn)磁流量計，因沒有接液電極，同時又是陶瓷内襯裏，這樣效果會好一些；有條件情況下(xià)，要求供貨商對陶瓷襯裏進行(háng)鏡面抛光處理，這樣處理後，襯裏不易結(jié)垢，即使有輕微結垢，也會在維護時容易處理掉。

　　第二是根據現場工(gōng)況選(xuǎn)擇分體式、一體式(shì)，防護等級(jí)等。

　　4.2安裝地點、方式選擇

　　1）流量計前後直管段長度直接影響測(cè)量準确度，很多儀(yí)表前期設計合符要求，但後期因爲生(shēng)産檢修等各種(zhǒng)原因，需要增加各種閥門(mén)、沖洗管道等管件，會(huì)導緻直(zhí)管段要求不夠，直接導(dǎo)緻測量不準确；因此，前期設計(jì)安裝盡量放大表計前後直管段長(zhǎng)度。

　　2）保證安裝儀表的管道充滿測量介質。流量(liàng)計測量段(duàn)長度範圍内不可以有氣室、氣袋等。

　　4.3采(cǎi)取(qǔ)防垢措施(shī)及裝置

　　根據流(liú)量計自身性能特點及(jí)安(ān)裝要求，結合在(zài)我公司(sī)使用現狀以及故障原(yuán)因分析，在電磁流量選型、使用等方面可采取以下措施：

　　（ 1）選擇合适(shì)的安裝位置。當停流時，漿液中的沉渣不在流(liú)量計測量管的位置聚集，減(jiǎn)少結垢(gòu)的機率。在易結垢的管路(lù)段上，加裝除垢超聲波流量計(jì)，可保證流量計段 30m以内管路不結垢。

　　（ 2）加旁路沖洗裝置。在流量計不運行時或産生管道阻(zǔ)礙時，及(jí)時用清水對流量計進行沖洗處理。

　　（ 3）選擇大口徑。在滿足生産需求情況下，選擇稍大口徑的(de)流量計，雖然計量精度會略有下降，但維(wéi)保量會減少許多。

　　（ 4）選擇沒(méi)有外(wài)部幹(gàn)擾的(de)環境。安裝在沒有震動的位置，流量計兩邊的管道要用支架支撐，減少工作時(shí)的管道震動(dòng)，同時流量計檢修時便于拆裝；給流量計安(ān)裝外防護罩，減少(shǎo)環境對表計的(de)損害(hài)和影響。

　　（ 5）定(dìng)期校(xiào)準。已安裝的無(wú)法(fǎ)拆除的流量計，進行定期校準标定，該(gāi)維護工作量較(jiào)大。