[引言]流量是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用的過(guò)程控制參數(shù)，流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否將對(duì)企業(yè)的成本核算、能源消耗等重要指標(biāo)的正確計(jì)算及可信度產(chǎn)生影響，因此，選擇高質(zhì)量、運(yùn)行穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確的流量?jī)x表是至關(guān)重要的。在眾多流量?jī)x表中，電磁流量計(jì)是發(fā)展較快的流量檢測(cè)儀表，它具有反應(yīng)靈敏、線(xiàn)性好、精確度高的特點(diǎn)，以及在測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)介質(zhì)溫度、密度、黏度、壓力等因素影響的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在液體測(cè)量上優(yōu)勢(shì)突出，能測(cè)量其他流量計(jì)不易準(zhǔn)確測(cè)量的流體，如污水、泥漿、礦漿及腐蝕性流體等，所以電磁流量計(jì)已成為液體流量測(cè)量的首選儀表。

電磁流量計(jì)的測(cè)量原理主要是利用導(dǎo)電介質(zhì)通過(guò)流量計(jì)時(shí)切割電極產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)而在電極兩端產(chǎn)生電壓來(lái)測(cè)量介質(zhì)流速的。該方法在正常情況下不受介質(zhì)密度、黏度、溫度的影響，其顯著特點(diǎn)是該流量計(jì)無(wú)阻礙流體流動(dòng)的部件，對(duì)流體幾乎無(wú)阻力，但這種流量計(jì)對(duì)外界的電磁干擾很敏感，需要良好地接地、屏蔽外界電磁場(chǎng)等。筆者根據(jù)在流量室工作的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電磁流量計(jì)在標(biāo)定和使用中遇到的各種問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)。

 

１、電磁流量計(jì)的安裝

        仕樂(lè)克電磁流量計(jì)從結(jié)構(gòu)上講，主要由傳感器和變送器組成。傳感器安裝在工業(yè)過(guò)程管道上，其作用是將流進(jìn)管道內(nèi)的液體體積流量值線(xiàn)性地變換成感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)，并通過(guò)傳輸線(xiàn)將此信號(hào)送到轉(zhuǎn)換器。變送器安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方，它將傳感器送來(lái)的流量信號(hào)放大，并轉(zhuǎn)換成與流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出，以進(jìn)行顯示、累積和調(diào)節(jié)控制。

 

１．１　傳感器的安裝

傳感器在管線(xiàn)上的安裝過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（１）安裝環(huán)境：平臺(tái)常用的電磁流量計(jì)傳感器的外殼需要防水防爆，對(duì)安裝場(chǎng)所的要求是：①當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為多相流體時(shí)，應(yīng)選擇不會(huì)引起相分離的安裝場(chǎng)所；②場(chǎng)所內(nèi)的測(cè)量管線(xiàn)內(nèi)不應(yīng)有負(fù)壓；③避免安裝在電動(dòng)機(jī)、變壓器等強(qiáng)電設(shè)備附近，以免引起電磁場(chǎng)干擾；④避免安裝在周?chē)袕?qiáng)腐蝕性氣本的場(chǎng)所；⑤環(huán)境溫度一般應(yīng)在－２５℃～６０℃范圍內(nèi)，盡可能避免陽(yáng)光直射；⑥安裝在無(wú)振動(dòng)或振動(dòng)小的場(chǎng)所，如果振動(dòng)過(guò)大，則應(yīng)在傳感器前、后的管道加固定支撐，如圖１所示；⑦ 環(huán)境相對(duì)濕度一般應(yīng)在１０％ ～９０％ 的范圍內(nèi)；⑧ 安裝仕樂(lè)克流量計(jì)的場(chǎng)所因盡量避免雨水潮濕。

 

 

（２）仕樂(lè)克流量計(jì)安裝所需直管段長(zhǎng)度：一般情況下，對(duì)于９０°彎頭、Ｔ形三通、異徑管、全開(kāi)閥門(mén)等流動(dòng)阻力件，離傳感器電極軸中心線(xiàn)（不是傳感器進(jìn)口端面）應(yīng)有３Ｄ～５Ｄ（Ｄ 為管直徑）的直管段長(zhǎng)度；對(duì)于不同開(kāi)度的閥門(mén)，則要求有１０Ｄ 的直管段長(zhǎng)度；傳感器后一般應(yīng)有２Ｄ 以上的直管段長(zhǎng)度，如圖２所示。當(dāng)閥門(mén)不能全開(kāi)時(shí)，需使閥門(mén)截流方向與傳感器電極軸成４５°安裝，便可以減小誤差。但各規(guī)程《電磁流量計(jì)檢定規(guī)程》和標(biāo)準(zhǔn)《國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范》、《流量測(cè)量技術(shù)及儀表》所提出的上、下游直管段的長(zhǎng)度亦不一致，統(tǒng)計(jì)結(jié)果是前直管段在５Ｄ～１０Ｄ，后直管段在２Ｄ～５Ｄ范圍。

 

 

（３）管線(xiàn)上流量計(jì)的安裝方式和介質(zhì)流向［３］：傳感器的安裝可以采用傾斜、豎直、水平方式，如圖３所示。其中，（ａ）和（ｂ）為良好的安裝位置。水平安裝時(shí)，傳感器電極軸必須水平安置，這樣可以防止由于流體所夾帶的氣泡而產(chǎn)生的電極短時(shí)間絕緣，也可以防止電極被流體中沉積物覆蓋，不應(yīng)將傳感器安裝在最高點(diǎn)，以免有氣體積聚。圖３中（ｃ）安裝在管系最高處，為不良的安裝位置，應(yīng)予以避免。

 

 

垂直安裝時(shí)，應(yīng)使流動(dòng)方向向上，這樣可在無(wú)流量或流量很小時(shí)使流體中所夾帶的較重的固體顆粒下沉，而使較輕的脂肪類(lèi)物質(zhì)上升離開(kāi)傳感器極區(qū)。測(cè)量泥漿、礦漿等液固二相流時(shí)，垂直安裝可以避免相沉淀和傳感器襯里的不均勻磨損。圖３中（ｄ）安裝在一向下管道出口處，為不良的安裝位置，應(yīng)予以避免。傳感器安裝處應(yīng)具有一定背壓，圖３中（ｅ）位置傳感器出口直接排空，易造成測(cè)量管內(nèi)液體非滿(mǎn)管，為不良的安裝位置，應(yīng)予以避免。為避免傳感器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，傳感器應(yīng)安裝在泵的后面，而不應(yīng)該安裝在泵的前面。圖３中（ｆ）為不良安裝位置。

 

（４）接地：為測(cè)量準(zhǔn)確和電極不會(huì)發(fā)生電流腐蝕，電磁流量傳感器必須單獨(dú)接地，并使傳感器和流體大約處于相同的電位。分體式電磁流量計(jì)原則上接地應(yīng)在傳感器側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點(diǎn)。在大多數(shù)情況下，傳感器的內(nèi)裝參比電極或金屬管能確保所需的電位平衡。因此，可以通過(guò)內(nèi)裝的參比電極和金屬管中的流體接地，將傳感器的接地片與接地線(xiàn)相連。如果傳感器安裝于帶陰極腐蝕保護(hù)管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用粗銅線(xiàn)繞過(guò)傳感器跨接在管道的兩法蘭上，使陰極保護(hù)電流與傳感器之間隔離，如圖４所示。

（５）維修、旁通管路的安裝：為方便仕樂(lè)克流量計(jì)的定期檢定、故障維修以及傳感器的清晰工作，電磁流量計(jì)旁通管線(xiàn)應(yīng)采用如圖５所示的安裝方式。

１．２　轉(zhuǎn)換器的安裝

轉(zhuǎn)換器與傳感器之間的距離是有限制的，它與被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率和信號(hào)電纜的型號(hào)有關(guān)，因此，一般應(yīng)采用制造廠(chǎng)為流量計(jì)所配送的電纜，廠(chǎng)家會(huì)根據(jù)所測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率的不同制定出相應(yīng)的信號(hào)傳輸范圍，可供使用方參考。在進(jìn)行長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸時(shí)，屏蔽電纜可以采用多層的。如果流量計(jì)采用四線(xiàn)制，為避免干擾，必須保證信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)分開(kāi)安裝，最好將信號(hào)線(xiàn)通過(guò)鋼管安裝，屏蔽效果較好。

 

２　電磁流量計(jì)故障分析及處理

２．１　介質(zhì)中含有氣泡

        在陸豐１３－２項(xiàng)目中，污水處理撬中經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢定合格的電磁流量計(jì)安裝后，發(fā)現(xiàn)表頭顯示的數(shù)值出現(xiàn)晃動(dòng)且不準(zhǔn)確，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查證是由于管線(xiàn)中混有氣泡，并且污水流動(dòng)過(guò)程中在電極處發(fā)生聚集，將電極包裹，造成傳感器、變送器回路瞬間斷路，采集的信號(hào)不穩(wěn)定，致使輸出來(lái)回波動(dòng)。

解決辦法便是更換安裝位置，但由于平臺(tái)管線(xiàn)已經(jīng)敷設(shè)，更改管線(xiàn)較難，經(jīng)綜合考慮后，在流量計(jì)上游安裝排氣閥和集氣包，有效地排放和吸收了污水中的氣體，使得問(wèn)題得以解決。

 

２．２　電極腐蝕變形

        在金縣１－１項(xiàng)目中，一臺(tái)８寸管徑的仕樂(lè)克電磁流量計(jì)因檢定時(shí)間到期進(jìn)行復(fù)檢，實(shí)驗(yàn)室檢定過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)變送器輸出數(shù)值晃動(dòng)不穩(wěn)，與標(biāo)準(zhǔn)表的示數(shù)不相符，在排除氣泡、介質(zhì)流速不穩(wěn)等因素后，將流量計(jì)拆下仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)其電極已腐蝕變形，出現(xiàn)很多凹點(diǎn)，且由于此現(xiàn)象短時(shí)間不易發(fā)現(xiàn)，不利于流量計(jì)的維修和保養(yǎng)。應(yīng)及時(shí)更換新的電極，并每隔一段時(shí)間對(duì)電極進(jìn)行清理和維護(hù)。

 

２．３　電磁流量計(jì)安裝不正確

        綏中３６－１項(xiàng)目中，污水系統(tǒng)排海管線(xiàn)上裝有一６寸管徑的電磁流量計(jì)，投用發(fā)現(xiàn)其讀數(shù)始終顯示不正確，反復(fù)跳變，后經(jīng)查證，是由于流量計(jì)安裝存在問(wèn)題，造成流量計(jì)出口處產(chǎn)生負(fù)壓，即下游管線(xiàn)中介質(zhì)壓力不穩(wěn)，造成仕樂(lè)克流量計(jì)示數(shù)跳變，輸出有誤。因此在流量計(jì)下游５Ｄ 處安裝一排放閥，以保證管線(xiàn)內(nèi)壓力。

        電磁流量出現(xiàn)的故障大同小異，應(yīng)根據(jù)具體問(wèn)題具體分析。此外，電磁流量計(jì)故障中還存在電極結(jié)垢和電磁干擾等問(wèn)題，都會(huì)造成仕樂(lè)克電磁流量計(jì)讀數(shù)波動(dòng)和錯(cuò)誤。結(jié)垢的電極主要是管壁上附著沉淀、絕緣物質(zhì)，致使回路斷開(kāi)，輸出錯(cuò)誤，可對(duì)電極進(jìn)行清理，或更換刮刀電極或半球形電極；電磁干擾主要是外界磁場(chǎng)和空氣中雜散電流所致，為防止磁場(chǎng)干擾，通常只有將傳感器遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)源或加強(qiáng)屏蔽。

 

３　結(jié)論

        隨著電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，電磁流量計(jì)在當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)程中所起的作用也日益突出，其功能也在不斷完善，如誤差補(bǔ)償、空管報(bào)警、支持ｈａｒｔ通信等。在海洋石油平臺(tái)應(yīng)用中，流量計(jì)量在單位成本核算中的位置越來(lái)越重要，正確選擇仕樂(lè)克電磁流量計(jì)已成為成本核算的重要組成部分。（本文來(lái)源于天津海洋石油工程股份有限公司）