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電磁流量計基本知識 安裝 調(diào)試與故障處理 水和污水處理廠 生產(chǎn)供水使用的是50W系列今天講課以53為例 1 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?；蚶w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(chǎn)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 2 電磁流量計的測量特點 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 1 50 1 可選流量范圍寬 滿度值液體流速可在0 5 10m s內(nèi)選定 有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴大和縮小流量 例如設有4位數(shù)電位器設定儀表常數(shù) 不必取下作離線實流標定 3 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(zhì)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 4 測量原理 儀表結(jié)構(gòu) 5 測量原理 電磁流量計的理論 法拉第電磁感應定律 當一導電體經(jīng)過一個磁場時 就會產(chǎn)生感應電動勢 其電動勢的方向與導體運動和磁場的方向有關(guān)在電磁流量計中 測量管內(nèi)的導電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導電金屬桿 上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場 當有導電介質(zhì)流過時 則會產(chǎn)生感應電壓 管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應電壓 測量管道通過不導電的內(nèi)襯 橡膠 特氟隆等 實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離 6 管道直徑 測量原理 電磁流量計的理論 法拉第電磁感應定律 Uflow 感應電動勢v 流速Q(mào) 體積流量 Uflow v 感應電動勢U B L V Q v A 磁場強度 B L 7 測量原理 電磁流量計的理論 法拉第電磁感應定律 假設電磁感應線圈產(chǎn)生磁場強度 B 為恒定 產(chǎn)生的感應電壓 Ue 正比于流體速度 v 管道截面積 A 為已知 則體積流量 Qv 則可通過如下公式計算 Ue B L vQ v A 電磁流量計由流量傳感器和變送器兩大部分組成 傳感器測量管上下裝有勵磁線圈 通勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管 一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸 引出感應電勢 送到變送器 勵磁電流則由變送器提供 按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類 有分離型和一體型兩種 8 安裝和操作 安裝建議1 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 9 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(nèi)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 10 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 11 安裝和操作 儀表接線 端子1 2 24或220V的電源端子26 27 電流輸出端子24 25 頻率輸出端子22 23 狀態(tài)輸出端子20 21 狀態(tài)輸入 12 分體式 分體式儀表有兩根信號線 兩芯和四芯屏蔽線 兩芯 勵磁線圈電源41 42四芯 四電極信號線分別是 5 測量電極 7 測量電極 4 參考電極 37 空管檢測電極 注意 信號線的顏色和安裝位置要一一對應 安裝和操作 分離型儀表接線 13 ProlinePromag53顯示和操作 14 ProlinePromag53顯示和操作 Promag53都由三個按鍵來操作 1 和 選擇不同的參數(shù)和功能 同時按 就退回上一級菜單2 E 進入操作菜單和保存修改的參數(shù) 15 16 17 ProlinePromag53顯示和操作 1 QUICKSETUP 21 23 密碼 E H10型為0010 E H50型為0050 依次類推 體積流量單位4 20mA對應的量程TIMECONSTANT2 BASICFUNCTION 43 Processparameter小流量切除 EPD EMPTYPIPEDETECTION 18 常用的參數(shù)設定及設定值 FLOWRATEUNIT流量單位m3 hVOLUMEUNIT體積單位m3TIMECONSTANT時間常數(shù)2sCURRENTSPAN電流范圍4 20mAFAILSAFEMODE故障模式MIN CURRENT 0mAat0 20mA 2mAat4 20mA LOWFLOWCUTOFF小信號切除5 FULLACALEFLOW流量滿量程范圍 根據(jù)最大流量 但不允許超過儀表允許最大值 RESETTOTALIZER復位累積值NOEMPTYPIPEDET 空管檢測ONMEASURINGMODE測量模式STANDARD 19 技術(shù)特點 ProlinePromag空管檢測功能 EPD 報警可以狀態(tài) 繼電器形式輸出分離型最長可達100米 測量電極 參考電極 EPD電極 20 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(zhì)的電導率與此相差很大 建議在現(xiàn)場進行空 滿管的標定 空 滿管標定 進入菜單 PROCESSPARAMETEREPD OEDADJUSTMENT清空管道 但確保電極表面是濕的 進行空管標定 EMPTYPIPEADJUST 將管道注滿 但保證靜止 進行滿管標定 FULLPIPEADJUST 空 滿管標定完成后 將 EPD 功能打開 21 電磁流量汁運行中產(chǎn)生故障的類型 第一類為儀表本身故障 即儀表結(jié)構(gòu)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(jié)垢等 按照故障發(fā)生時期分類 可分為 調(diào)試期故障 運行期故障 調(diào)試期故障出現(xiàn)在新裝用后調(diào)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(xiàn) 主要原因有流體中雜質(zhì)附著電極襯里 環(huán)境條件變化出現(xiàn)新干擾源等 電磁流量計故障檢查和分析 22 電磁流量計常見故障現(xiàn)象有 1 無流量信號 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 電磁流量計故障檢查和分析 23 一般采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容 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(zhuǎn)換器 以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還是在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的 若是轉(zhuǎn)換器故障 如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試 若是傳感器故障需要試調(diào)換時 因必須停止運行 關(guān)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(nèi)部狀況或調(diào)換 電磁流量計故障檢查和分析 24 電磁流量計故障檢查和分析 1無流量信號 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 傳感器零部件損壞或測量內(nèi)壁附著層引起等方面的故障 5 轉(zhuǎn)換器元器件損壞方面的故障 25 電磁流量計故障檢查和分析 采取措施 1 查電源方面故障首先確認己接入電源 再檢查電源各部分 查主電源和勵磁電流熔絲 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 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)方面故障分別查連接勵磁系統(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(nèi)液體充滿性 26 電磁流量計故障檢查和分析 4 查傳感器完好性和測量管內(nèi)壁狀況主要檢查各接線端子和激磁線圈完好性 以及測量管內(nèi)壁狀況 激磁線圈及其系統(tǒng)出現(xiàn)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(xiàn)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 傳感器激磁線圈回路絕緣下降的故障出現(xiàn)頻度相對較高的原因是 傳感器常被短時間浸水 如傳感器裝在較低位置時周圍出事故浸水 經(jīng)常發(fā)生在接線完成后 引入電纜密封圈或端子盒蓋密封墊片未達到密封要求而形成事故 因操作疏忽密封圈墊部位進水造成的故障足屢見不鮮的 27 電磁流量計故障檢查和分析 接線端子受潮引起的絕緣下降 通常可采用熱吹風吹干噪 使之恢復絕緣 線圈受潮對于兩半合攏保護外殼的傳感器 可拆卸外殼蓋置于烘箱 以適當溫度烘干之 對于氣密型 即焊接結(jié)構(gòu)的防護外殼 傳感器磁圈雖然結(jié)構(gòu)上保證不會受潮 但也有從電纜與密封膠交界面滲入的情況發(fā)生 測量管內(nèi)壁狀況附著絕緣層或?qū)щ妼拥淖羁煽繖z查判斷是卸下傳感器離線直接觀察 但工作量較大 亦可用在線間接檢查方法 即測量電極接觸電阻和電極極化電壓估計附著層狀況 28 電磁流量計故障檢查和分析 5 查轉(zhuǎn)換器的故障當前電磁流量計轉(zhuǎn)換器檢查方法常采用以線路板備件和替代法試排除故障 2輸出晃動一 故障原因輸出晃動大體上可歸納為5方面故障原因 它們是 1 流動本身是波動或脈動的 實質(zhì)上不是電磁流量計的故障 僅如實反映流動狀況 2 管道末充滿液體或液體中含有氣泡 3 外界雜散電流等電 磁干擾 4 液體物性方面 如液體電導率不均勻或含有較多變顆粒 纖維的漿液等 的原因 29 電磁流量計故障檢查和分析 1 流動本身的波動 或脈動 若流動本身波動 儀表輸出晃動則是如實反映波動狀況 檢查方法可在使用現(xiàn)場向操作人員和流程工藝人員詢問或巡視有否波動源 管系流動波動 或脈動 的原因通常有3個方面 1 電磁流量計上游的流動動力源采用了往復泵或膜片泵 經(jīng)常用于精細化工 食品 醫(yī)藥和給水凈化等加注藥液 這些泵的脈動頻率通常在每分鐘幾次到百余次之間 2 儀表下游的控制閥流動特性和尺寸選用不妥 從而產(chǎn)生獵振 hunting 這可觀察控制閥閥桿是否有振蕩性移動 30 電磁流量計故障檢查和分析 3 其他擾動源使流動波動 例如 電磁流量計上游管道中有否阻流件 如全開蝶閥 產(chǎn)生旋渦 如象渦街流量計旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的渦列 傳感器進口端墊圈伸人流通通道 墊圈條片狀碎塊懸在液流中擺動等等 在有脈動流動源的管線上 要減緩其對流量儀表測量的影響 通常采取流量傳感器遠離脈動源 利用管流流阻衰減脈動 或在管線適當位置裝上稱作被動式濾波器的氣室緩沖器 吸收脈動 31 電磁流量計故障檢查和分析 2 管道未充滿液體或液體中含有氣泡本類故障主要是傳感器的測量管未充滿液體或傳感器安裝不妥所致 液體中含有氣體液體中泡狀氣體形成有從外界吸入和液體中溶解氣體 空氣 轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡兩種途徑 液體中含有氣泡數(shù)量不多且氣泡球徑遠小于電極直徑 雖然減少了部分液體體積 但不會使電磁流量汁輸出晃動 較大氣泡則因擦過電極能遮蓋整個電極 使流量信號回路瞬間開路 則輸出信號晃動更大 32 電磁流量計故障檢查和分析 3 外界電磁干擾電磁流量計由于流量信號小易受外界干擾影響 干擾源主要有管道雜散電流 靜電 電磁波和磁場 管道雜散電流主要靠電磁流量計良好接地保護 通常接地電阻要小于100 不要和其他電機和電器共用接地 有時候電磁流量計雖然良好接地 由于管道雜散電流過于強大 影響電磁流量汁正常測量 此時卻須將電磁流量傳感器與所管道之間作電氣絕緣隔離 靜電和電磁波干擾會通過電磁流量計傳感器和轉(zhuǎn)換器間的信號線引入 通常若良好屏蔽 如信號線用屏蔽電纜 電纜置于保護鐵管內(nèi) 是可以防治的 33 電磁流量計故障檢查和分析 然而也曾遇到強電磁波防治無效的實例 此時將轉(zhuǎn)換器移近到傳感器附近 縮短連接的信號電纜 或改用無外接電纜的一體型儀表 磁場干擾通常只有采取電磁流量傳感器遠離強磁場源 電磁流量計抗磁場的能力視傳感器的結(jié)構(gòu)設計而異 如傳感器激磁線圈保護外殼由非磁性材料 如鋁 塑料 制成 抗磁場影響的能力較弱 鋼鐵制成則較強 4 液體物性液體物性中有3種因素會使輸出晃動 它們是 1 液體中含有固相顆?；驓馀?2 雙組分液體中二種液體電導率不同而末均勻混合 或管道化學反應尚未完全完成 3 液體的電導率接近下限值 34 電磁流量計故障檢查和分析 3 零點不穩(wěn)定檢查和采取措施一 故障原因零點不穩(wěn)定人體上可歸納為5方面故障原因 它們是 1 管道未充滿液體或液體中含有氣泡 2 主觀上認為管系液體無流動而實際上存在微小流動 其實不足電磁流量計故障 而是如實反映流動狀況的誤解 3 傳感器按地不完善受雜散電流等外界干擾 4 液體方面 如液體電導率均勻性 電極污染等問題 的原因 5 信號回路絕緣下降 35 電磁流量計故障檢查和分析 4 流量測量值與實際值不符的檢查和采取措施引起測量流量與實際測量不符的故障原因 大體上可歸納成以下6個方面 1 轉(zhuǎn)換器設定值不正確 2 傳感器安裝位置不妥 未滿管或液體中含有氣泡 3 未處理好信號電纜或使用過程中電纜絕緣下降 4 傳感器下游流動狀況不符合要求 5 傳感器極間電阻變化或電極絕緣下降 6 所測量管系存在未納入考核的流入 流出值 36 電磁流量計故障檢查和分析 怎樣檢測電極與液體間接觸電阻和電極絕緣電極與液體接觸電阻值主要取決于接觸面積和液體電導率 一般結(jié)構(gòu)電極在測量電導率為蒸餾水時電阻值為350