电磁流量计在联合泵站的应用

所属栏目：电子技术论文
发布时间：2012-08-24 09:04:32  更新时间：2023-06-07 17:59:48

摘要：在现代工业生产过程中，电磁流量计是重要流量测量工具之一。流量是生产操作和控制的依据，因为在大多数工业生产中，常用测量和控制流量来确定物料的配比与耗量，实现生产过程自动化和最优控制。同时为了进行经济核算，也必须知道如一个班组流过的介质总量。所以，流量的测量与控制是实现工业生产过程自动化的一项重要任务。本文介绍了电磁流量计在联合泵站中的应用及日常故障、维护的事项。

关键词：电磁流量计 联合泵站 维护

1电磁流量计的基本原理

根据法拉第电磁感应定律，即导电液体在磁场中切割磁力线运动时，导体中产生感应电势(见图1-1)，其感应电势的大小与磁感应强度、流体做切割磁力线强度等因素成正比。

图1-1 感应电势产生原理图

图中各符号的含义记之间的关系：E=K×B×V×D，其中上式中：E—感应电压;K—仪表常数;B—磁感应强度;V—平均流速;D—测量管内直径。

电磁流量计的工作原理就是当流量流体通过仪表时，流体流过垂直于流动方向的磁场，导电性液体的流动感应出一个与平均流速或单位体积流量成正比的电压，因此只要被测的流体具有最低限度的电导率，其感应电压信号通过两个与液体直接接触的电极检出，并通过电缆传送到放大器，然后，转换成统一的输出信号，连接到相应的控制器上。

2电磁流量计在联合泵站的安装配置及使用情况

在联合泵站中，电磁流量计的测量介质是水，电磁流量计安装达到了防水等级，选择了震动小，远离发电机的管道上。根据安装原则达到满管工作，测量介质处于低电位，安装位置不会在测量管内造成负压

在联合泵站中，使用电磁流量计测水的流量前，操作员应先检查电磁流量计的安装和接线是否正确，然后慢慢开启传感器两侧的阀门，使液体流过，水必须充满管道，再关闭两侧阀门，在液体静止状态下检查和调整零输出。开启阀门，进行测量，测量结果最终在PC机上显示。在运行一个阶段后，应对仪表做定期检验，以保证仪表正常工作。

就目前的情况，电磁流量计在联合泵站的应用时测量管道水流流量，见图2-1。

图2-1电磁流量计对流向高炉本体出水管流量

在管道通往高炉本体上的电磁流量计的技术参数：公称通径：DN200～DN2100，精确等级：管道式：1.5级，流速范围：0.1-15m/s供电电源：AC220V、DC24V。防爆等级：mdIIBT4。压力范围：0-0.1MPa,温度范围：0—60摄氏度。由图2-2可见，高炉净环水池水由泵房经管带流出，经过电磁流量计，流量计的测量值经转换器转换成电流信号，由PLC反馈到PC机上，从而显示出流体的流量。

图2-2电磁流量计对流向热风炉出水管流量

在管道通往热风炉上的电磁流量计的技术参数：型号:M310645，公称通径：DN200～DN2100，精确等级：管道式：1.0级，流动方向 正，反，净流量，量程比：150：1，流速范围：0.1-18m/s供电电源：AC220V、DC24V。防爆等级：mdIIBT4。压力范围：0-0.1MPa,温度范围：0—60摄氏度。由图2-2可见，同图2-1流体到高炉本体的工作性质一样。

图2-3 电磁流量计流程图

基于电磁流量计的测量原理及测量特点，目前已成为供水行业广泛应用的产品。在联合泵站中，电磁流量计安装在管道上，供电后，当管道内有流体流过时，根据法拉第电磁感应定律，电磁流量计开始测量流量，它输出的测量值输入到电磁流量转换器，转换成4-20mA的电流信号，经信号线反馈到PLC，最终流体的流量显示在PC(控制计算机)上，从而实现了电磁流量计对联合泵站管道流量的测量与鉴定，如图2-3所示。

3 电磁流量计常见故障及解决方法

3.1电磁流量计常见故障—仪表无流量信号输出

1、原因分析

这类故障在使用过程中较为常见，原因一般有：(1)仪表供电不正常;(2)电缆连接不正常;(3)液体流动状况不符合安装要求;(4)传感器零部件损坏或测量内壁有附着层;(5)转换器元器件损坏。

2、解决方案

(1)确认已接入电源，检查电源线路板输出各路电压是否正常，或尝试置换整个电源线路板，判别其好坏。

(2)检查电缆是否完好，连接是否正确。

(3)检查液体流动方向和管内液体是否充满。对于能正反向测量的电磁流量计，若方向不一致虽可测量，但设定的显示流量正反方向不符，必须改正。若拆传感器工作量大，也可改变传感器上的箭头方向和重新设定显示仪表符号。管道未流满液体主要是传感器安装位置不妥引起的，应在安装时采取措施，避免造成管道内液体不满管。

(4)检查变送器内壁电极是否覆盖有液体结疤层，对于容易结疤的测量液体，要定期进行清理。

(5)若判断为是转换器元器件损坏引起的故障，更换损坏的元器件即可。

3.2电磁流量计常见故障—输出值波动

1、原因分析

造成此类故障大多是由测量介质或外界环境的影响造成的，在外界干扰排除后故障可自行消除。为保证测量的准确性，此类故障也不可忽视。在有些生产环境中，由于测量管道或液体的震动大，会造成流量计的电路板松动，也可引起输出值的波动。

2、解决方案

(1)确认是否为工艺操作原因，流体确实发生脉动，此时流量计仅如实反映流动状况，脉动结束后故障可自行消除。

(2)外界杂散电流等产生的电磁干扰。检查仪表运行环境是否有大型电器或电焊机在工作，要确认仪表接地和运行环境良好。

(3)管道未充满液体或液体中含有气泡时，两者皆为工艺原因引起的。此时可请求工艺人员确认，待液体满管或气泡平复后，输出值可恢复正常。

(4)变送器电路板为插件结构，由于现场测量管道或液体震动大，常会造成流量计的电源板松动。如松动，可将流量计拆卸开，重新固定好电路板。

3.3电磁流量计常见故障—流量测量值与实际值不符

1、原因分析

(1)变送器电路板是否完好;(2)当液体流速过低时，被测液体中含有微小气泡，气泡上升在管道上方逐渐聚集，则液体流通面积发生变化，气体多时还会产生干扰信号，影响测量准确度;(3)信号电缆出现连接不好现象或使用过程中电缆的绝缘性能下降引起测量不准确;(4)转换器的参数设定值不准确。

2、解决方案

检查变送器电路板是否完好。若接线盒进水或被腐蚀性被测液体腐蚀，可导致电器性能下降或损坏。此时应更换电路板。

4 电磁流量计的维护

电磁流量计如安装保养不当，会影响测量精度和其它性能，严重时会使仪表工作不正常，日常维护主要包含巡回检查及定期维护。

4.1 巡回检查

每班至少进行两次巡回检查，内容包括：

(1)向当班工艺人员了解仪表运行情况;

(2)查看仪表指示是否正常;

(3)查看仪表供电是否正常;

(4)查看表体(连接管路、线路)是否有泄漏、损坏、腐蚀;

(5)发现问题应及时处理，并做好巡回检查记录。

4.2 定期维护

定期维护内容包括：

(1)每班做好运行情况的检修记录;

(2)每周进行一次仪表清洁工作;

(3)每月进行一次仪表运行情况的阻尼检查;

(4)每三个月进行一次仪表零位调校;

(5)每六个月进行一次传感器电极清洗。

5 结束语

总之，电磁流量计所具有的测量精度高、稳定性好和适用范围广的特点，为联合泵站实现自动化控制提供了有力的技术保证，发挥巨大的作用。今后，随着技术、应用和性价比的不断完善提高，电磁流量计必将在工业中取得越来越广泛的应用。

参考文献：

[1]蔡武昌主编. 流量计应用指南:电磁流量计.北京：中国石化出版社.2004

[2]蔡武昌主编.新型流量检测仪器. 北京：化学工业出版社.2007

[3]孙宏军.智能仪器仪表.北京：清华大学出版社.2007

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