1、 電磁流量計基本知識、安裝、維護與故障分析處理藺永強2012年3月17日世界電磁流量計發(fā)展歷史發(fā)展電磁流量計的里程碑1953 工業(yè)領域第一套的電磁流量計1973 第一套直流方波勵磁的電磁流量計信號轉換器1982 第一套夾持式設計的電磁流量計陶瓷管襯里1987 第一套一體防爆的信號轉換器1994 第一套強磁場的直流電磁流量計1995 第一套適用于非滿管的電磁流量計1998 第一套非接觸式電磁流量計2001 第一套混合激磁技術的二線型電磁流量計2004 第一套帶有自診斷技術的電磁流量計 流量檢測的背景知識流量 ？所謂流量，是指單位時間內流經封閉管道或明渠有效截面的流體量，又稱瞬時流量。在某一時段內

2、流過流體的總和，及瞬時流量在某一時段的累積量稱為累積流量。流量表示方法：質量流量qm，標準狀態(tài)下的體積流量qvn，工作狀態(tài)下的體積流量qv。對于液體而言，后二者是一致的。流量測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬凱撒時代已采用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國著名的都江堰水利工程應用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。17世紀托里拆利奠定差壓式流量計的理論基礎，這是流量測量的里程碑。自那以后，18、19世紀流量測量的許多類型儀表的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計等。20世紀由于過程工業(yè)、能量計量、城市公

3、用事業(yè)對流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術和計算機技術的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新換代，新型流量計如雨后春筍般涌現出來。至今，據稱已有上百種流量計投向市場。我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，早期所需的流量儀表均從國外進口。流量檢測的發(fā)展流量的檢測方法1、測量質量流量2、測量體積流量 容積法：容積式流量計相當于一個標準容積的容器，它接連不斷地對流動介質進行度量。流量越大，度量的次數越多，輸出的頻率越高。 速度法：先測出管道內的平均流速，在乘以管道截面積求得流體的體積流量。用于測管道內流速的方法及儀表有差壓式、電磁式、旋渦式、渦輪式、聲學式、熱學式等。其中電磁流量計的準確性

4、僅次于差壓式，該類型流量計在國外已經有近100年時間，在我國也已經有近60年歷史。上百種的流量檢測方法中有10多種常用于工業(yè)生產中，流量檢測方法大致可以分成2大類：常見流量計的種類及特點 測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表流量計是工業(yè)測量中重要的儀表之一隨著工業(yè)生產的發(fā)展，對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高，流量測量技術日新月異為了適應各種用途，各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。從不同的角度出發(fā)，流量計有不同的分類方法。常用的分類方法有兩種，一是按流量計采用的測量原理進行歸納分類：二是按流量計的結構原理進行分類。一、按測量原理分類 (1) 力學原理：屬于此

5、類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉子式；利用動量定理的沖量式、可動管式；利用牛頓第二定律的直接質量式；利用流體動量原理的靶式；利用角動量定理的渦輪式；利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式；利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。 (2) 電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。(3) 聲學原理：利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式聲學式(沖擊波式)等。 (4) 熱學原理：利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。(5) 光學原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。 (6) 原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是屬于此類原理的儀表(

6、7) 其它原理：有標記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關原理等。 二、按流量計結構原理分類 按當前流量計產品的實際情況，根據流量計的結構原理，大致上可歸納為以下幾種類型： 1容積式流量計 容積式流量計相當于一個標準容積的容器，它接連不斷地對流動介質進行度量。流量越大，度量的次數越多，輸出的頻率越高。 容積式流量計的原理比較簡單，適于測量高粘度、低雷諾數的流體。根據回轉體形狀不同，目前生產的產品分：適于測量液體流量的橢圓齒輪流量計、腰輪流量計(羅茨流量計)、旋轉活塞和刮板式流量計；適于測量氣體流量的伺服式容積流量計、皮膜式和轉簡流量計等2葉輪式流量計 葉輪式流量計的工作原理是將葉輪置于被測流體

7、中，受流體流動的沖擊而旋轉，以葉輪旋轉的快慢來反映流量的大小。 典型的葉輪式流量計是水表和渦輪流量計，其結構可以是機械傳動輸出式或電脈沖輸出式。 一般機械式傳動輸出的水表準確度較低，誤差約2，但結構簡單，造價低，國內已批量生產，并標準化、通用化和系列化。電脈沖信號輸出的渦輪流量計的準確度較高，一般誤差為0.2一0.5。 3差壓式流量計 差壓式流量計由一次裝置和二次裝置組成一次裝置稱流量測量元件，它安裝在被測流體的管道中，產生與流量(流速)成比例的壓力差，供二次裝置進行流量顯示。二次裝置稱顯示儀表。它接收測量元件產生的差壓信號，并將其轉換為相應的流量進行顯示 差壓流量計的一次裝置常為節(jié)流裝置或動

8、壓測定裝置(皮托管、均速管等)。二次裝置為各種機械式、電子式、組合式差壓計配以流量顯示儀表差壓計的差壓敏感元件多為彈性元件。由于差壓和流量呈平方根關系，故流量顯示儀表都配有開平方裝置，以使流量刻度線性化。多數儀表還設有流量積算裝置，以顯示累積流量，以便經濟核算。 這種利用差壓測量流量的方法歷史悠久，比較成熟，世界各國一般都用在比較重要的場合，約占各種流量測量方式的70。發(fā)電廠主蒸汽、給水、凝結水等的流量測量都采用這種表計。4變面積式流量計 放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動的流體的作用力而移動。當此作用力與浮子的“顯示重量” (浮子本身的重量減去它所受流體的浮力)相平衡時，浮子即靜

9、止。浮子靜止的高度可作為流量大小的量度。 由于流量計的通流截面積隨浮子高度不同而異，而浮子穩(wěn)定不動時上下部分的壓力差相等，因此該型流量計稱變面積式流量計或等壓降式流量計。該式流量計的典型儀表是轉子(浮子) 流量計。5動量式流量計 利用測量流體的動量來反映流量大小的流量計稱動量式流量計由于流動流體的動量P與流體的密度及流速v的平方成正比，即pv2，當通流截面確定時，v與容積流量Q成正比，故pQ2。 設比例系數為A，則QA因此，測得P，即可反映流量Q這種型式的流量計，大多利用檢測元件把動量轉換為壓力、位移或力等，然后測量流量。這種流量計的典型儀表是靶式和轉動翼板式流量計。6沖量式流量計 利用沖量定

10、理測量流量的流量計稱沖量式流量計，多用于測量顆粒狀固體介質的流量，還用來測泥漿、結晶型液體和研磨料等的流量。流量測量范圍從每小時幾公斤到近萬噸。 典型的儀表是水平分力式沖量流量計，其測量原理是當被測介質從一定高度h自由下落到有傾斜角的檢測板上產生一個沖力，沖力的水平分力馬質量流量成正比，故測量這個水平分力即可反映質量流量的大小。按信號的檢測方式，該型流量計分位移檢測型和直接測力型。7電磁流量計 電磁流量計是應用導電體在磁場中運動產生感應電動勢，而感應電動勢又和流量大小成正比，通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。其測量精度和靈敏度都較高。工業(yè)上多用以測量水、礦漿等介質的流量?？蓽y最大管徑達

11、2m，而且壓損極小。但導電率低的介質，如氣體、蒸汽等則不能應用。 電磁流量計造價較高，且信號易受外磁場干擾，影響了在工業(yè)管流測量中的廣泛應用。為此，產品在不斷改進更新，向微機化發(fā)展 8超聲波流量計 超聲波流量計是基于超聲波在流動介質中傳播的速度等于被測介質的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設計的。它也是由測流速來反映流量大小的。 超聲波流量計雖然在70年代才出現，但由于它可以制成非接觸型式，并可與超聲波水位計聯動進行開口流量測量，對流體又不產生擾動和阻力，所以很受歡迎，是一種很有發(fā)展前途的流量計。超聲波流量計按測量原理分可分為時差式和多普勒式利用時差式原理制造的時差式超聲流量計近年來得到

12、廣泛的關注和使用，是目前企事業(yè)使用最多的一種超聲波流量計。利用多普勒效應制造的超聲多普勒流量計多用于測量介質有一定的懸浮顆?；驓馀萁橘|，使用有一定的局限性，但卻解決了時差式超聲波流量計只能測量單一清澈流體的問題，也被認為是非接觸測量雙相流的理想儀表。 9流體振蕩式流量計 流體振蕩式流量計是利用流體在特定流道條件下流動時將產生振蕩，且振蕩的頻率與流速成比例這一原理設計的當通流截面一定時，流速與導容積流量成正比。因此，測量振蕩頻率即可測得流量這種流量計是70年代開發(fā)和發(fā)展起來的由于它兼有無轉動部件和脈沖數字輸出的優(yōu)點，很有發(fā)展前途。目前典型的產品有渦街流量計、旋進旋渦流量計。 10質量流量計 由于

13、流體的容積受溫度、壓力等參數的影響，用容積流量表示流量大小時需給出介質的參數。在介質參數不斷變化的情況下，往往難以達到這一要求，而造成儀表顯示值失真。因此，質量流量計就得到廣泛的應用和重視。 質量流量計分直接式和間接式兩種。直接式質量流量計利用與質量流量直接有關的原理進行測量，目前常用的有量熱式、角動量式、振動陀螺式、馬格努斯效應式和科里奧利力式等質量流量計。間接式質量流量計是用密度計與容積流量直接相乘求得質量流量的。在現代工業(yè)生產中，流動工質的溫度、壓力等運行參數不斷提高，在高溫高壓的情況下， 由于材質和結構等方面的原因，直接式質量流量計的應用遇到困難，而間接式質量流量計由于密度計受濕度和壓

14、力適用范圍的限制，往往也不好實際應用。 因此，在工業(yè)生產中廣泛采用的是溫度壓力補償式質量流量計?？砂阉醋饕环N間接式質量流量計，不是配用密度計，而是利用溫度、壓力與密度間的關系，用溫度、壓力信號經函數運算為密度信號，與容積流量相乘而得到質量流量目前溫度、壓力補償式質量流量計雖已實用化，但當被測介質參數變化范圍很大或很迅速時，正確地補償將很困難或不可能，因此進一步研究在實際生產中適用的質量流量計和密度計還是一個課題。流量計一覽表差壓式流量計孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計、楔形流量計、彎管流量計容積式流量計橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板式流量計浮子流量計 玻璃錐形、金屬錐形流量計速度式流

15、量計渦輪流量計、電磁流量計、旋渦流量計超聲波流量計單聲道、多聲道科里奧利流量計熱式質量流量計磁共振流量計 各種流量計都有其使用要求和自身特點感性認識分體型一體型法蘭安裝夾持安裝 E+H電磁流量計日本山武電磁流量計西門子電磁流量計科隆電磁流量計電磁流量計變送器部分電磁流量計變送器部分電磁流量計傳感器部分電磁流量計Promag 產品類型H型食品及飲料制藥P型化工食品及飲料W型飲用水污水502353HPW電磁流量計十種不同分類型式按傳感器和轉換器安裝位置劃分：一體型、分體型和墻掛型和盤裝型按使用與防爆區(qū)域劃分：防爆型和非防爆型按傳感器結構劃分：管道式和插入式按防護等級劃分：防噴淋型和潛水型按勵磁方式

16、劃分：單頻勵磁和雙頻勵磁按傳感器承壓能力劃分：普通型和高壓型按傳感器有無電極劃分：電極型和電容型按轉換器電路型式劃分：模擬電路型和智能型按電源和輸出線傳輸線數量劃分：二線制和四線制按電源供給類別劃分：交流供電、直流供電和電池供電型式一條基本原理電磁流量計基本原理基于法拉第電磁感應定律電磁流量計的基礎當一導電體經過一個磁場時，就會產生感應電動勢. 法拉第電磁感應定律B =磁場強度L = 導體長度v = 導體的速度FM010BPEA47LU/MSA測量原理 U vU = 感應電壓 v = 流速Q = v x AQ = 體積流量 v =流速A = 管道面積OHNE DETAILS大約300 V pe

17、r m/sB =磁場強度L =導體長度v =導體的速度FM010BPEA48LU/MSA法拉第電磁感應定律E : 感應電動勢K : 儀表常數B : 磁感應強度 D : 測量管直徑V : 平均流速電磁流量計 | 基本原理電磁流量計是一種應用法拉第電磁感應定律的流量計，當流體流過測量管線圈通電產生的磁場時切割磁感線，產生一個感生電動勢，電動勢的大小與流體的流速成正比，流速截面積得出流量。由基本原理引申三個重要概念（1）只能測量導電介質電導率限制條件 1-5us/cm（水20us/cm） (低電導率使用專用儀表）不能測量非導電介質,如氣體,油類，如介質含有大量 氣體，產生測量嚴重波動（2）必須存在磁

18、場勵磁電流流經測量管上下勵磁線圈產生磁場。勵磁線圈斷路， 流量計不工作，勵磁電流穩(wěn)定性直接影響儀表測量測量管必須為非導磁材料，保證磁場穿過導管 （測量管應采用不銹鋼材質）（3）實際測量值為流體流速電磁流量計實際測量介質的流速（它是速度式流量計）測量介質的體積流量 熟練流速換算 Q(流量）= /4*DN2*V V=Q 0.03537m/s/(DN/100)Q=V 28.274m3/h/(DN/100)傳感器系數GK（有時也叫儀表常數K）值分析問題引入：某一臺電磁流量傳感器，B、D為定值時，電極流量信號與被側介質流速成正比；不同口徑傳感器相同流速，無法達到相同的電極流量信號；相同口徑傳感器相同流速

19、，也有不同的電極流量信號；原因：是工藝條件限制，B（磁通密度）D（管道內徑）不能實現絕對相同。 E=BDV傳感器常數GK的重要作用：每臺傳感器均有自己的特征值，即傳感器系數GK 用GK值反映某一傳感器的流量信號特征（稱為傳感器常數）GK定義：當被測介質流速為1m/s時的流量信號E1m/s，與定值840uV之比值為此臺傳感器的GK值（即傳感器系數）已知GK值則能求得在流速為1m/s時此傳感器電極流量信號 E1m/s=840uV/GK已知GK值則能求得在流速為Vm/s時此傳感器電極流量信號 EVm/s=840/GK * Vm/s當GK=1時， E1m/s=840uV已知GK值傳感器則能與所有系列轉

20、換器實現配套和互換（轉換器中設定對應GK、D、Q 100%各參數后則完成配套目的）GK值為一無量綱單位的系數結構組成電磁流量計由檢測器（傳感器）和控制器（變送器、處理器）兩部分組成。傳感器和控制器分開安裝時，傳感器將流量信息轉換成感應電動勢利用電纜送到信號處理單元，經過放大，整形、A/D裝換后形成數字信號，以便顯示、存儲或輸出到其他計算機。電磁傳感器主要由測量管組件、勵磁系統(tǒng)、電極以及抗干擾調整系統(tǒng)等組成。二臺重要部件反映重要部件之一電磁流量傳感器OPTIFLUX1000 OPTIFLUX2000/4000 OPTIFLUX5000 OPTIFLUX6000 M900 IFS4000 IFS4

21、300 IFS5000EPD 電極襯里測量管參比電極線圈系統(tǒng)測量電極外殼傳感器結構示意圖重要部件之一傳感器組成部件 導管 線圈 電極 襯里 外殼 法蘭導管-測量管組件為了保證磁力線順利穿過測量管進入被測導電流體，測量管必須采用非導磁材料加工。其次，為了減小電磁渦流，測量管一般要求采用高阻抗材料。另外，為了防止電極上的感應電流被金屬管壁短路，測量管內壁必須鑲裝高強度絕緣襯里，襯里材料應選擇耐腐蝕、耐高溫、耐磨損材料制成。導管導管必須是非導磁材料，如不銹鋼、陶瓷、塑料等。導管是介質的流通途徑導管承受額定的工作壓力電磁流量計傳感器線圈和磁路為了產生感生電勢，需要產生磁場，線圈和磁路主要用于產生磁場。

22、當溫度不同時，線圈的漆包線的耐溫等級也不同。當最高溫度低于120時為E級，如最高溫度為180時則為H級，同時注意襯里材料也應和溫度相適應。電磁流量計傳感器勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)有勵磁線圈、高磁導率鐵心、磁軛組成。根據管徑大小有以下幾種結構。1）變壓器結構測量管徑小于10mm的傳感器一般采用這種形式，如右圖所示2）集中繞組結構該結構一般用于測量管徑10-100mm的電磁傳感器上，勵磁繞組被制成2只無骨架馬鞍形線圈，放置在測量管的上下兩側，為了防止磁力線散射，外圍加裝一層厚為0.5mm的高磁導率砂鋼片組成高斯屏蔽圈。另外為了保證磁場均勻性，在繞組間增加了2對磁靴，如圖右所示3）分布繞組結構這種結構一般用

23、于測量管徑大于100cm以上的電池傳感器上，勵磁繞組分層繞制成馬鞍型，疏密程度不等，致密的繞組放置于靠近電極處，稀疏的繞組放置于其他部位，目的是保持磁場均一性。繞組外層加一磁軛，由于測量管外壁均分布有勵磁線圈，所以無需加裝磁靴。另外，因分布繞組式可減少儀表體積，故大口徑電磁流量計一般采用這種結構，見右圖.電極 電極用于從介質中取信號，由于直接和介質接觸，因此，它的耐腐蝕特性應和介質相匹配。不銹鋼0Cr18Ni12Mo2Ti哈氏合金B(yǎng)、哈氏合金C鈦Ti鉭Ta鉑Pt鉑銥合金對電極的要求是：耐介質腐蝕,無電化學反應干擾. 電磁流量計傳感器電極 電極有三種不同型式，適應不同的應用場合。普通電極刮刀電極

24、(RE)：可清除電極表面污垢可更換電極(WE)：可在線拆下清洗污垢電磁流量計傳感器電極組件一般情況下電極與導電流體接觸，當流體切割磁力線時，在兩電極間產生感應電動勢E，如右圖所示。特殊情況下，為避免電極污染，可采用電容式電磁流量計，即將電極隱蔽與于襯里內部，不與被測導電流體接觸。這種流量計的電極與襯里、導電流體形成一個電容，當流體作為電介質流動時，引起2電極間電容量交替變化，從而導致感應電動勢E的變化。見右圖襯里襯里直接與介質接觸，必須選擇與介質相適應的襯里材料：PTFE聚四氟乙烯 （DN25DN900） 耐溫性：180C 耐腐蝕性：優(yōu)異, 幾乎對所有常用的化學品和溶劑都不反應 。 耐負壓：差

25、PFA四氟乙烯全氟烷氧基乙烯基醚共聚物 （又：過氟烷基化物，可溶性聚四氟乙烯，相對來說是比較新的可熔融加工的氟塑料） （DN25DN150） 耐溫性： 180C 耐腐蝕性：同PTFE 耐負壓：優(yōu)異 適用流體：氫氟酸、鹽酸、醋酸等高滲透液體； 硫酸、燒堿等強腐蝕液體； 容易結垢、沉積、附著、固化的液體； 有衛(wèi)生要求的液體。電磁流量計傳感器襯里襯里直接與介質接觸，必須選擇與介質相適應的襯里材料：橡膠（DN25DN3000） 耐溫性：65C耐腐蝕性：一般耐磨性：一般適用流體：上水、下水、海水、工業(yè)用水電磁流量計傳感器聚氨脂橡膠（DN50DN1000）耐溫性：40C耐腐蝕性：差 耐磨性：優(yōu)異，是天然橡

26、膠的10倍適用流體：海水、泥漿、礦漿、煤漿陶瓷99.9%純度的Al2O3 （DN2.5DN150） 耐溫性： 180C耐腐蝕性：優(yōu)異（除氫氟酸等強酸）耐磨性：優(yōu)異缺點：易碎適用流體：硬質漿液、腐蝕性液外殼和側環(huán)外殼和側環(huán)用于防護環(huán)境對線圈及電極的侵害。外殼和側環(huán)用于屏蔽外界磁場有些口徑及型號的外殼是磁路的一部分。電磁流量計傳感器法蘭法蘭用于連接管道，需要符合標準，目前常用的主要有以下標準:國家標準 GB9115-2000,等同標準BS4504（英標），DIN2501（德標），ISO7005（國際標準） KROHNE規(guī)定，對于符合國標并且壓力等級符合下列要求的為標準壓力等級：4.0MPa，DN1

27、0DN801.6MPa，DN100DN1501.0MPa，DN200DN10000.6MPa，DN1200DN3000美國標準 ANSI B16.5RF,目前主要采用150lb,300lb,大致相當于2.0MPa,5.0Mpa日本標準JIS 2210,主要有2k,5k,10k,1k=0.1MPa另外還有其他標準，如澳洲標準，印度標準，國內還有化工部標準，機械部標準，石化標準等。電磁流量計傳感器重要部件之二電磁流量轉換器NEW T900 SC100 IFC110 K300 IFC090重要部件之二轉換器組成部件電源電路前置電路Up主機電路I/O輸出電流通訊接口電路顯示電路勵磁電流電路三個組成部分

28、小結：電磁流量計由傳感器、轉換器、電纜連接線三部分組成，缺一不可。如電纜連接線很短，安裝在流量計殼體內，傳感器與轉換器組成一體為一體型流量計。如傳感器與轉換器分開獨立安裝，則稱分體型電磁流量計。切記電纜連接線也是電磁流量計的重要組成部分。 一體型電磁流量計（C） 分體型電磁流量計（F）轉換器傳感器連接電纜傳感器轉換器連接電纜電磁流量計連接電纜兩種連接電纜傳輸不同信息（1）信號電纜 : 將傳感器流量信號傳輸到轉換器 信號電纜線分A型B型二類，常用型號為A型 根據被測介質電導率及分體型流量計需要電 纜長度由圖表選用信號電纜型號 被測介質電導率過低,電纜長度需求過長,選用B型電纜概率越高 不是所有電

29、磁流量計都能使用B型電纜（2）勵磁電纜: 將轉換器產生勵磁電流送到傳感器勵磁線圈A型電纜B型電纜電磁流量計的結構 內襯線圈變送器傳感器測量電極過程連接FM010BPEA77LU/MSA電磁流量計的銘牌參數襯里： 是指流量計測量管所用襯里材質。電極： 是指流量計測量感應電動勢所用電極的材質。勵磁頻率 是指流量計采用的恒定電流方波激磁方式產生磁場的方波頻率。K系數 把變送器在實際標定時求出的恒定電流的數值作為變送器的定值系數，并標記在變送器的銘牌上。例如，在實流標定時，當流速為1m/s，輸出感應電動勢為1mV時，得出恒定激磁電流為某一值，就作為這臺變送器的定值系數。DN 公稱直徑，是指儀表標稱通徑

30、。PN公稱壓力，是指設計時決定的儀表可承受的最大工作壓力。Tmax是指流量計能夠正常使用的最高溫度。一般在70左右。襯里材料主要性能適用范圍聚四氟乙烯PTFE改性聚四氟乙烯PFA塑料中化學性質最穩(wěn)定的一種材料，能耐沸騰的鹽、酸、硫酸、硝酸和王水、也能耐濃堿和各種有機溶劑耐磨性和粘接性能差-40+80酸、堿等強腐蝕介質衛(wèi)生類介質氯丁橡膠Neoprene有極好的彈性、耐磨性能較好能耐一般低濃度酸、堿、鹽介質的腐蝕，不耐氧化性介質的腐蝕低于65測一般水、污水、泥漿、礦漿硬橡膠可耐常溫下的鹽酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀忌強氧化劑低于90一般的酸、堿、鹽溶液電磁流量計襯里

31、材料電磁流量計電極材料電極材料特點及使用范圍含鉬耐酸鋼0Cr18Ni12Mo2Ti主要用于生活工業(yè)用水、原水、下水、廢水及稀酸等弱腐蝕性酸、堿鹽液、價格最低哈氏合金B(yǎng)HB低濃度鹽酸等非氧化性酸、氧化性鹽液適用，硝酸等氧化性不適用。哈氏合金CHC對常溫硝酸、其它氧化性酸、氧化性鹽有耐腐蝕性，鹽酸等還原性酸和氯化物不適用鈦耐腐蝕性略優(yōu)于耐酸鋼，對氯化物、次氯酸鹽、海水有優(yōu)良的耐腐蝕性，對常溫硝酸等氧化物有耐腐蝕性，鹽酸、硫酸等還原性酸不適用。鉭具有和玻璃相似的優(yōu)越耐酸腐蝕性，除氫氟酸，發(fā)煙硫酸等少數酸外，大部分酸液適用，氫氧化鈉等堿液不適用。鉑-銥合金對各種酸的耐腐蝕性都很好，耐堿和各類鹽的腐蝕，

32、但不耐王水、銨鹽的腐蝕，價格昂貴。六種顯示和輸出信息六種顯示和檢測內容1、顯示和測量介質的體積流量Volum flow m3/h,L/min,L/s 包括瞬時流量、累積流量m3、L（兩個計數器，正反向代數和計數） 當介質密度固定時，可顯示測量相對質量流量。Mass flow kg/h,kg/min,kg/s2、顯示和測量流體的流速 flow speed m/s3、顯示和測量被測介質的電導率 conductivity s/cm （在國際單位制中，電導率的單位稱為西門子/米（S/m），其它單位有：mS/m，S/cm，S/cm )4、顯示和測量傳感器勵磁線圈溫度 Coil temperature5、

33、顯示和測量轉換器累積工作時間 operating hours6、顯示自診斷信息 diagnosis value 六種輸出信息1、電流輸出信號 Current output 電流范圍0-20mA/測量量程*m3/h/有源無源選擇/極性選擇/時常數/小流切除2、頻率輸出信號 Frequency output 脈寬選擇、對稱、自動、固定/量程 10KHz/測量量程*m3/h/極性選擇/時常數/小流切除3、脈沖輸出信號 Pluse output 脈寬選擇、對稱、自動、固定/脈沖單位/脈沖當量/極性選擇/時常數/小流切除4、狀態(tài)輸出信號 Status output 模式選擇/流向/過載/計數器達預算值/

34、空管/出錯/常開常用選擇5、限位開關 Limit switch 流速/流量/線圈溫度/電導率/診斷值/極性選擇/時常數/常開常用選擇6、控制輸入信號 Control input 保持某輸出或所有輸出/保持某計數器或所有計數器/復位某計數器或所有計數器/某輸出或所有輸出為零/量程轉換/出錯復位電磁流量計的測量特點 電磁流量計的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等； 它不產生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合；電磁流量計的

35、測量特點電磁流量計所測得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響； 電磁流量計的測量范圍度大，通常為20：150：1，可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.510m/s內選定。有些型號儀表可在現場根據需要擴大和縮小流量（例如設有4位數電位器設定儀表常數）不必取下作離線實流標定；電磁流量計的測量特點電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m；可測正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質上是線性的； 當然，電磁流量計也有缺點。比如它不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等；不能測量氣體、蒸汽和含

36、有較多較大氣泡的液體；通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測量較高溫度的液體。 （1）測量管內無阻尼結構（空管） 壓損小，可測量固液二相介質的體積流量（2）測量體積流量與被測介質諸多物理量無關 如被測介質的溫度、壓力、密度、粘度、電導率（必須大于一定值）參數變 化,不必進行修正和補償（3）輸出信號與被測介質體積流量成線性管系 量程比寬（1：100），不需非線性修正（4）對流量測量管前后直管段要求低 前置直管段L15D，后置直管段L22D (D為測量管直徑) L1（前置直管段） L2 （后置直管段） 差壓：1520D 1015D 超聲：1015D 510D 電磁：510D 25

37、D電磁流量計四大特點電磁流量計的應用化工行業(yè)測量介質：各種酸、堿、鹽類、水以及混合介質。電力行業(yè)電廠等測量介質：冷卻水、煤漿。鋼鐵冶金行業(yè)鋼鐵廠等測量介質：冷卻水、糊狀混合介質、含有渣質的水。水泥廠水泥廠等測量介質：冷卻水、含有渣質的水、糊狀混合介質。選型要點儀表到現場后能否正常的使用，有兩個關鍵點，一：正確的選型是保證正常使用的前提；二：正確的安裝是正常使用的保障。針對電磁流量計的選型，必須向客戶詢問的幾個問題：1、測量管徑是多少？2、測量的介質是什么？（即被測物料是什么？水、酸堿液等等）是否有腐蝕性？3、介質的溫度、工程壓力是多少？4、過程連接方式：是法蘭還是夾持連接？5、法蘭尺寸要求是多

38、少？6、最大和最小流量是多少？7、介質是否導電？8、輸出信號類型以及流量計供電電源？選型原則： 保證滿足測量現場的工況條件達到儀表使用的精度與功能要求力求價格便宜適中電磁流量計選型應提供七方面資料（1）工藝管徑和流量范圍決定流量計口徑及是否需要用異徑管（2）使用環(huán)境工況條件要素：防護等級、防爆要求、電源電壓、工藝管道材質（金屬與絕緣管路）決定接地法蘭的需求（3）被測介質的理化性能:電導率、溫度、壓力、含氣泡，固體顆粒成分、腐蝕性 決定電極材料，型式、襯里材料（4）對儀表結構要求一體、分體選擇、分體型應提供電纜長度需求（5）對儀表精度要求確定使用轉換器規(guī)格（6）對儀表輸出信號、顯示內容、通訊接口

39、及自診斷功能的要求決定轉換器型號（7）對儀表價格的心理價位電磁流量計安裝調試中八項要求（1）傳感器上箭頭方向必須與實際流量方向一致 （如反向安裝，轉換器菜單中流動方向一項必須更正）（2）必須保證滿管測量狀態(tài)（3）必須確保前5后2的直管段(4)傳感器必須良好單獨接地 接地含義：給信號源參考零電位，使被測介質與大地相連通安全性要求（如雷擊）抗外界干擾接地點離傳感器越近越好,絕不能與其它設備接地點相連接 要求接地電阻10接地要求 電磁流量計變送器外殼、屏蔽線、測量導管及變送器兩端的管道都要接地且單獨設置接地點，絕不能接在電機電氣等公用地線或上下水官道上； 轉換器部分已通過電纜線接地，毋須再行接地，以

40、免因電位不同而引入干擾。帶接地環(huán)的接地方法：如工藝管道為絕緣材料，必須配用接地環(huán)穩(wěn)定邊界條件. 提高測量定性和精度(5)分體型電磁流量計必須配套對號安裝分體型電磁流量計應確保電磁流量轉換器與傳感器對號配套使用，轉換器與配套傳感器儀表號碼一致（張冠李戴將不能正常工作）（6）必須正確接線和鋪設電纜傳感器和轉換器的連接電纜必須對號入座，正確連接（理解各線編號含義）電纜安裝注意事項：信號電纜與勵磁電纜分開穿管(鐵管),可防止干擾,機械損傷，必須采用公司提供的專用電纜信號電纜、勵磁電纜與電源線分開安裝脈沖輸出線應考慮線間分布電容影響，不宜過長接地屏蔽端、信號端、勵磁端勵磁線圈連接中點、電源端（7）必須合

41、理配置電磁流量計的后位儀表要根據后位儀表要求確定有源還是無源輸出無源輸出時外加電源應符合技術規(guī)范 若需串接電阻時，電阻值應在允許范圍內（8）調試前必須校對接入電源電壓（24VDC儀表被220VAC電源燒壞現象層出不窮）調試中只允許零位調整，出廠經實流標定設好各種參數，無須任意變更基本安裝要求任何流量計的技術指標都建立在理想安裝上的任何流量計的安裝指導都是最低要求電磁流量計的安裝要求：流量計必須全充滿流量計必須有足夠的直管段若用空管檢測必須注意變送器安裝方向電磁流量計必須接地流量計的首選安裝 垂直安裝并且有足夠長的直管段：流量計或者全充滿或者全空流體中的固體不會沉淀并且流體中的空氣會往上而不影響

42、測量安裝時避免真空產生 問題:電磁流量計PTFE 內襯慎用于真空狀態(tài). 特別是大的公稱直徑的內襯在高溫真空狀態(tài)下會永久損壞真空狀態(tài)下會產生氣穴或氣泡解決方案:把流量計安裝在泵后使它有足夠的系統(tǒng)壓力. 盡量減少氣穴 的產生并且 PTFE 內襯也不會損壞僅考慮 PTFE內襯的電磁流量計。 管道必須全充滿 (1)問題:若流量計安裝在管道的頂端就可能產生氣泡，而聚集的氣泡就會影響測量若流量計安裝在向下的敞開管線的上游，氣泡就會大量通過流量計引起測量誤差解決方案:把流量計安裝在管道的下游使之產生足夠的背壓來避免產生氣穴 按右圖安裝流量計就不會氣泡 管道必須全充滿 (2)問題:若不能保證管道全充滿就會產生

43、測量誤差或流量計不能正常工作（如廢水管道）解決方案:一個簡單的 U型管或上升管道也是解決辦法確?？展軝z測電極安裝在管子的頂端問題: 電磁流量計水平安裝時要把空管檢測電極安裝在最高點解決方案: 電磁流量計水平安裝時，使變送器正面朝上如下安裝就能檢測出管道是否充滿：空管檢測開 空管檢測 (EPD)參考電極測量電極注意要有足夠長的直管段問題: 電磁流量計安裝在短于所要求直管段時就會 產生流體擾動現象引起測量誤差 解決方案:按照安裝指導使流量計有足夠長的直管段按照測量原理，電磁流量計對擾動的流體不是很敏感，但此時很難保證其測量精度 5 x NB 5 x NB 5 x NB 2 x NB實際使用中要盡量

44、注意下列問題在拆卸電磁流量計之前，決不能作焊工活。電磁流量計水平安裝時，變送器頭朝上。.保持流體滿管的條件是要有足夠壓力。若管子不導電的話，請選接地環(huán)。電磁流量計接地電磁流量計有一參考電極使之合適的接地。建議連一根導線從鋼管到電磁流量計的外殼對特殊的應用有不同的接地方法. 詳細資料見有關技術手冊提問: 良好接地對電磁流量計意味什么?測量電壓是非常小的, 所以通過管子的雜散接地電流一定要用合適的方法放電. 借助于接地環(huán)就能做到. 所以必須保證流體的良好接地. 如果管子是金屬的,流體的良好接地就不成問題. 保持上游和下游的直管段 避免氣蝕 避免劇烈振動 最好使用垂直安裝 安裝和操作 - 安裝建議1

45、不能安裝在泵入口。泵的入口會造成負壓，損壞襯里保證測量管是滿管。標準安裝方式：豎直 安裝和操作 - 安裝建議2不允許利用外框承住傳感器的重量這會使外框變形并破壞內部勵磁線圈如果振動劇烈注意支撐管道和傳感器如果可能, 安裝傳感器最好避免例如閥門三通彎頭等組件，滿足直管段要求 安裝和操作 - 安裝建議3：接地 對于金屬接地的管道，儀表的接地端直接連到管道上即可。對于非金屬的管道，儀表與管道之間安裝接地環(huán)，并將兩個環(huán)連接起來，然后用金屬線將接地環(huán)接地。對于金屬非接地的或帶襯里的金屬管道，儀表與管道的配對法蘭連接，然后用金屬線將管道法蘭接地。115日常維護電磁流量計的維護注意事項維護保 養(yǎng)（1）電磁流

46、量計運行可靠，一般無需做保養(yǎng)。只需要定期檢查檢測器的法蘭連接處是否漏水以及法蘭螺絲是否清潔。（2）如果發(fā)現流量計顯示存在嚴重不準的情況，則需要對流量計進行調零操作。（3）每年可根據需要對利用流量計的功能菜單對流量計進行輸入輸出信號的回路檢查和勵磁電流檢查。（4）對于間斷使用的流量計，閑置期間可能會由于檢測器電極受到雜物污染?？蛇M行沖洗。 電磁流量計使用維護的注意事項1. 保證測量管的滿管狀態(tài)，含氣量和含固量不能超過8%。否則影響測量精度。2. 電磁流量計必須充分接地，保證測量不受干擾。電磁流量計空管和滿管的標定： 儀表出廠前，都用水進行了空/滿管的標定，電導率500us/cm，如所測介質的電導

47、率與此相差很大，建議在現場進行空/滿管的標定?？?滿管標定：進入菜單：PROCESS PARAMETER EPD/OED ADJUSTMENT清空管道，但確保電極表面是濕的，進行空管標定”EMPTY PIPE ADJUST”將管道注滿，但保證靜止，進行滿管標定“FULL PIPE ADJUST”空/滿管標定完成后，將”EPD”功能打開 0000000KROHNEKROHNEIFC 090I.POverrangeFlowrate+.-.Stotalizer00095210019042002856300380480047605005712600666470076168008568900952100

48、1047310114252012377301332940142815015233601618570171378018109901904200199941020946202190030228504023802502475460256995026658802758480285630029494503046720315877032371403347440344620035228803617950371319038111603903610399600Start, 開始計算Stop停止計算測量值0400000 參考值脈沖（容量）比如 1個脈沖代表1升水0,1% 偏差液位開關閥門最大流量: 30.000

49、m3/h容量: 500 m3不確定度: 5s/cm，被測介質中不能含有較多鐵磁性物質及氣泡，不能用于氣體、蒸汽、石油制品等非導電性液體測量。安裝與調試的常見問題1.最好垂直安裝，使介質自下而上流經儀表。如不能垂直安裝，水平安裝也可，但要保證兩電極在同一水平面上。當被測介質中固體顆粒多時，應垂直安裝使襯里不受磨損（水平安裝會造成局部磨損）。2.流量計安裝位置應避免強烈震動，應避免強干擾源，要遠離一切磁源（如大功率電機、變壓器等）。3.流量計安裝時接地非常重要。因儀表信號較弱，外界略有干擾就會影響測量準確度。因此，變送器外殼、屏蔽線、測量管及變送器兩端管道都要接地，并設置單獨接地點。4.流量計水平

50、安裝時，上游側應有大于5D的直管段，當有閥門、擴大管時應加長到10D，上游的截止閥應全部打開。下游直管段應有大于3D的直管段，調節(jié)應安裝在流量計的下游側。為防止流體擾動，擴大管的圓錐角應小于15。5.流量計安裝時，前后直管段如有縮管將影響儀表的測量準確度。6.流量計安裝使用時，不能在負壓的情況下使用。因為變送器的襯里容易剝落，所以流量計只能在正壓的工藝管線上安裝使用。7.流量計安裝完畢初次使用時，設置管徑非常重要，一定要將管內徑設置準確。故障類型 電磁流量汁運行中產生故障的第一類為儀表本身故障，即儀表結構件或元器件損壞引起的故障；第二類為外界原因引起的故障，如安裝不妥流動畸變，沉積和結垢等。本

51、章重點討論的是應用方面和上述第二類外界原因的故障。 按照故障發(fā)生時期分類，可分為：調試期故障；運行期故障。調試期故障出現在新裝用后調試初期，主要原因是儀表選用或設定不當，安裝不妥等。運行期故障足在運行一段時期后出現，主要原因有流體中雜質附著電極襯里，環(huán)境條件變化出現新干擾源等。 按故障外界源頭分析故障來自3個方面：管道系統(tǒng)和安裝等方面引起的；環(huán)境方面引起的；流體方面引起的。來源主要在調試期表現出來；來源和則在調試期和運行期均會出現。 一、調試期故障 本類故障在電磁流量計初始裝用調試時就出現，但一經改進排除故障，以后在相同條件下一般就不會再度出現。常見調試期故障主要有安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性

52、影響三方面原因。 1、管道系統(tǒng)和安裝等方面 通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網高點；流量傳感器后無背壓，液體逕直排人大氣，形成其測量管內非滿管；裝在自上向下流的垂直管道上，可能出現排空等。 2、環(huán)境方面主要是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨接地保護可獲得滿意測量，但如遇管道有強雜散電流（如電解車間管道）亦不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施（參見下文案例12）?？臻g電磁波干擾-般經信號電纜弓I入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護，但也曾遇到屏蔽保護還不能克服。3、流體方面 液

53、體含有均勻分布細小氣泡通常不影響正常測量，唯所測得體積流量是液體和氣體兩者之和；氣泡增大會使輸出信號波動，若氣泡大到流過電極遮蓋整個電極表面，使電極信號回路瞬時斷開，輸出信號將產生更大波動。低頻（5016 Hz-506 Hz）矩形波激磁電磁流量計測量液體中含有固體超過一定含量時將產生漿液噪聲，輸出信號亦會有一定程度波動。 兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時，若兩種液體電導率（或各自與電極間電位）有差異，在混合未均勻前即進入流量傳感器進行流量測量，輸出信號亦會產生波動。 電極材質與被測介質選配不善，產生鈍化或氧化等化學作用，電極表面形成絕緣膜，以及電化學和極化現象等，均會妨礙正常測量。二、運行期

54、故障經初期調試并正常運行一段時期后在運行期間出現的故障，常見故障原因有：流量傳感器內壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化。1、內壁附著層由于電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀表多，出現內壁附著層產生的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導率附著層，電極間電動勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現象均會使儀表無法工作。 2、雷電擊 雷電擊在線路中感應瞬時高電壓和浪涌電流，進入儀表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑：電源線，傳感器勺轉換器間的流量信號線和激磁線

55、。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。還從發(fā)生雷擊事故現場了解到，不僅電磁流量計出現故障，控制室中其他儀表電常常同時出現雷擊事故。因此使用單位要認識設置控制室儀表電源線防雷設施的重要性。 3、環(huán)境條件變化主要原因同上節(jié)調試期故障環(huán)境方面，只是干擾源不在調試期出現而在運行期間再介入的。例如一臺接地保護并不理想的電磁流量計，調試期因無廠擾源，儀表運行正常，然而在運行期出現新干擾源（例如測量點附近管道或較遠處實施管道電焊）干擾儀表正常運行，出現輸出信號大幅度波動。故障現象和檢查流程 電磁流量計常見故障現象有：（1）無流量信

56、號；（2）輸出晃動；（3）零點不穩(wěn)； （4）流量測量值與實際值不符；（5）輸山信號超滿度值通常檢查整個測量系統(tǒng)和判斷故障的程序如圖1所示，檢查環(huán)節(jié)包括電磁流量計本身的傳感器和轉換器以及連接兩者的電纜，電磁流量計上位的工藝管道，下（后）位顯示儀表連接電纜。 經常采用的檢查手段或方法及其檢查內容列舉如下：（1）通用常規(guī)儀器檢查 （2）替代法 利用轉換器和傳感器間以及轉換器內務線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。（3）信號蹤跡法 用模擬信號器替代傳感器，在液體未流動條件下提供流量信號，以測試電磁流量轉換器。 檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號傳送的方向進行。用模擬信號器測試轉

57、換器，以判斷故障發(fā)生在轉換器及其后位儀表還足在轉換器的上位傳感器發(fā)生的。若足轉換器故障，如有條件可方便地借用轉換器或轉換器內線路板作替代法調試；若是傳感器故障需要試調換時，因必須停止運行，關閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在作完其他各項檢查，最后才下決心，卸下管道檢查傳感器測量管內部狀況或調換。 具體故障的分析和處理（一）無流量信號輸出檢查和采取措施 1、故障原因 無流量信號輸出大體上可歸納為5個方面故障原因，它們是：（1）電源未通等電源方面故障；（2）連接電纜（激磁回路，信號回路）系統(tǒng)方面故障；（3）液體流動狀況方面故障；（4）傳感器零部件損

58、壞或測量內壁附著層引起等方面的故障；（5）轉換器元器件損壞方面的故障。2、檢查程序下圖所示是檢查電磁流量計無流量信號輸出的流程。先按流程全面考慮作初步凋查和判斷，然后再逐項細致檢查和試排除故障。流程所列檢查順序的先后原則是：可經觀察或詢問了解毋須較大操作的在前，即先易后難；按過去現場檢修經驗出現頻度較高而售后可能出現概率；檢查本身的先后要求較高者在前。若經初步調查確認是后幾項故障原因，亦可提前作細致檢查。 3、故障檢查和采取措施 1）、查電源方面故障檢查流程圖第1，第2項。首先確認己接入電源，再檢查電源各部分。查主電源和激磁電流熔絲，若接入符合規(guī)定電流值新熔絲再通電而又熔斷，必須找出故障所在點

59、。查電源線路板輸出各路電壓是否正常，或試置換整個電源線路板。 2）、查連接電纜系統(tǒng)方面故障 檢查流程圖第3項。分別查連接激磁系統(tǒng)和信號系統(tǒng)的電纜是否通，連接是否正確。 3）、查液體流動方向和管內液體充滿性 檢查流程圖第4、第5項。液體流動方向必須與傳感器殼體上箭頭方向一致。對于能正反向測量的電磁流量計，若方向不一致雖仍可測量，但沒定的顯示流動正反方向不符，必須改正之。若拆傳感器工作量大，也可改變傳感器上箭頭方向和重新設定顯示儀表符號。管道未充滿液體工要是管網工程設計或傳感器安裝位置不妥，使傳感器測量管內不能充滿液體。應采取措施，避免安裝如圖所示a，e位置和以虛線管排放時b位置，改裝到c，d位置

60、。 4）、查傳感器完好性和測量管內壁狀況 檢查流程圖第6，第7，第8，第9，第10項。主要檢查各接線端于和激磁線圈完好性，以及測量管內壁狀況。 激磁線圈及其系統(tǒng)出現的故障常有：線圈斷開，線圈或其端子絕緣下降匝間短路。三類故障中以絕緣下降出現的頻度相對較高。線圈斷開和絕緣下降可方便地川萬用電表和兆歐表檢查。匝間短路檢查就相對復雜些，首先新裝電磁流量計啟用前用惠斯登電極測其直流電阻值和測量時環(huán)境溫度，并記錄在案作為參照值。檢查故障時若出現人范圍匝間短路，用萬用表測量電阻就可作出判斷；若是少數匝間短路或要證明未發(fā)生短路。還必須用電橋測量，并作必要銅電阻溫度系數修正。 傳感器激磁線圈回路絕緣下降的故障