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电磁流量计的工作原理及故障分析

文章出处:华仁仪表 发表时间:2020-01-30 09:19

一、电磁流量计的工作原理

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律而工作的流量测量仪表。它能测量具有一定电导率的液体或液、固混合物的体积流量,常用于检测酸、碱、盐含固体颗粒(或纤维)液体的流量,这是它优越于其他流量计的特点。

电磁流量计由变送器和转换器组成,电磁流量变送器由磁路系统、测量导管、电极、外壳和干扰信号调整装置等部分组成,它将流量的变化转换成感应电势的变化。转换器由电子元器件组成,它将微弱的感应电势放大,并转换成统一的标准信号输出,以便进行远传指示、记录、积算和调节。

v=流速

A = 管道横截面

Q 体积流量= v * A

感应电动势U = B * L * V(L =电极距离,B =磁场强度)

二、电磁流量计的特点

1.被测介质的管内无可动部件,无突出管内的部件,所以压损很小。当流量计采取防腐蚀衬里的情况下,可检测具有腐蚀性介质的液体的流量,并能检测含有颗粒、悬浮物的液体的流量,如纸浆、泥浆的流量。

2。检测时与介质的温度、压力、粘度无关。输出电流I与流量F成线性关系。仪表刻度值可适应1~10m/s的流速变化,所以使用的流速范围较广。

3。可检测脉动流量,这是优于其他流量计的地方,检测时反应较快。

4.仪表的口径范围大,能从直径1mm~3m。此外测量范围大, 其量程比高达1:100,表的精度能达0。5级或更高。

5.被测介质须是导电的液体,不能检测气体、蒸汽。此外,结构复杂,成本高。

6.有的流量计还具有双向流量测量功能,能显示正、反向流量,并具备双向电流、频率输出,分别记录、保存。

三、电磁流量计与转换器的安装环境

(1)传感器应安装在干燥通风的地方,避免潮湿、容易积水受淹的场所,还应尽量避免阳光直射和雨水直接淋浇。

(2)应尽可能避免安装在周围环境温度过高的地方。一体型结构的电磁流量计还受制于电子元器件环境温度,要低些。

(3)安装传感器的管道上应无较强的漏电流,应尽可能地远离有强电磁场的设备,如大机电、大变压器等,以免引起电磁场干扰 。

(4)安装传感器的管道或地面不应有强烈的震动,特别是一体型仪表 。

(5)安装传感器的地点要考虑工作人员现场维修的空间。

(6)转换器周围环境温度在-10~45℃间(经济型电磁流量计)

(7)转换器空气的相对湿度≤85%

(8)转换器安装地点无强烈震动

(9)转换器周围空气不含有腐蚀性气体

(10)转换器应尽量安装在室内。安装在室外时,还应采取防日晒雨淋的措施。

四、电磁流量计常见故障

1。流量计开始投运或正常投运一段时间后发现仪表工作不正常,应首先检查流量计外部情况,如电源是否良好、管道是否泄露或处于非满管状态、管道内是否有气泡、信号电缆是否损坏、转换器输出信号(即后位仪表输入回路)是否开路。切记盲目拆修流量计。

2.安装方面:通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障,常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点;或安装在自上而下的垂直管上,可能出现排空;或传感器后无背压,流体直接排入大气而形成测量管内非满管。

3.传感器检查:(1)在管道充满介质的情况下,用万用表测量接线端子A、B与C之间的电阻值,A-C、B-C之间的阻值应大至相等。若差异在1倍以上,可能是电极出现渗漏、测量管外壁或接线盒内有冷凝水吸附。

(2) 在衬里干燥情况下,用MΩ表测A-C、B-C之间的绝缘电阻(应大于200MΩ)。再用万用表测量端子A、B与测量管内二只电极的电阻(应呈短路连通状态)。若绝缘电阻很小,说明电极渗漏,应将整套流量计返厂维修。若绝缘有所下降但仍有50MΩ以上且步骤(1)的检查结果正常,则可能是测量管外壁受潮,可用热风机对外壳内部进行烘干。

(3)检查X、Y与C之间的绝缘电阻,应在200MΩ以上,若有所下降,用热风对外壳内部进行烘干处理。实际运行时,线圈绝缘性下降将导致测量误差增大、仪表输出信号不稳定。

4。传感器内壁附着层:由于电磁流量计常用来测量脏污流体,运行一段时间后,常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层,则电极回路将出现断路,仪表不能正常工作;若附着层电导率显著高于流体电导率,则电极回路将出现短路,仪表也不能正常工作。所以,应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。

5.测量流体:被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作,但随着气泡的增大,仪 表输出信号会出现波动,若气泡大到足以遮盖整个电极表面时,随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时,也将产生浆液噪声,使输出信号产生波动。测量混合介质时,如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量,也将使输出信号产生波动。电极材料与被测介质选配不当,也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量。

6。环境方面:通常主要是管道杂散电流干扰,空间强电磁波干扰,大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果,但如遇到强大的杂散电流(如电解车间管道,有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V),尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护。

7.接地要求:(1)从电磁流量计的工作原理和流量感应信号电流的回路来分析,传感器和转换器的接地端必须与被测介质同电位。

(2)接地。以大地为零电位,减少外界干扰。一般情况下,工艺管道都是金属管,本身都是接地的,这点要求很容易满足。但是在外界电磁场干扰较大的情况下,电磁流量计应另行设置接地装置,接地线采用截面大于5mm2的多股铜线,传感器的接地线绝不能接在电机或其它设备的公共地线上,以避免漏电流的影响。接地电阻应小于10Ω。

五、电磁流量计的正确接线

(1)励磁电缆可选用YZ中型橡套电缆,其长度与信号电缆一样 。

(2)信号电缆和其他动力电源电缆必须严格分开,不能敷设在同一根管子内,不能平行敷设,不能绞合在一起,应分别单独穿在钢管内。

(3)信号电缆和励磁电缆尽可能短,不能将多余的电缆卷在一起,应将多余电缆剪掉,并重新焊接头,电缆进入传感器电气接口时,在端口处做成U型,这样可以防止雨水渗透到传感器中。

(4)分体型电磁流量计励磁电缆和转换器之间的连接用专用接线完成,转换器和外部的连接同一体型电磁流量计。

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