電磁流量計測量不準與校準分析

發(fā)布日期：2018-08-03 作者：暉祥自動化系統(tǒng)有限公司 點擊：361

　　電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。其測量原理是當導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中會產(chǎn)生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。如圖1所示，導電流體在磁場中作垂直方向流動切割磁力線時，也會在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應電勢。

　　其感應電勢為E=kBVD

　　其中：

　　K———儀表常數(shù)

　　B———磁感應強度

　　V———測量管道截面內(nèi)的平均流速

　　D———測量管道截面的內(nèi)徑

　　測量流量時，導電性的液體以速度v流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓，其感應電壓信號通過兩個或兩個以上與液體直接接觸的電極檢出，并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器通過智能處理，轉(zhuǎn)換成標準信號4~20mA或0~1kHz輸出。

　　2故障現(xiàn)狀介紹與原因分析

　　2.1電磁流量計使用概況

　　電磁流量計早在上個世紀50年代已經(jīng)實現(xiàn)了廣泛的工業(yè)化應用，也廣泛應用于制鹽化工等行業(yè)的計量，我公司真空制鹽采輸鹵應用過程中，部分電磁流量計出現(xiàn)的一些故障、測量不準確等現(xiàn)象。目前在我們公司電磁流量計主要對液體（鹽鹵，水）和渣漿流體進行流量檢測，獲得瞬時流量和累積流量。三個礦區(qū)有約100臺電磁流量計，使用時間長短不一，有的壽命在十年以上，但近幾年由于井組增多，注入井組介質(zhì)不斷變化，鹵水類型不斷轉(zhuǎn)換，以及管道切換頻繁導致的測量不準確時有發(fā)生。

　　前段時間我們使用電磁流量計，由于注水介質(zhì)發(fā)生改變，出現(xiàn)注水流量比平常顯著降低（由100m3/h降低至20~30m3/h），出鹵量明顯偏高的現(xiàn)象，針對這一現(xiàn)象曾做以下工作：

　　測量數(shù)據(jù)發(fā)生顯著變化的部分井組，在焊接管道時曾拆開流量計，流量計內(nèi)部結垢情況。

　　電磁流量計內(nèi)部結垢圖例

　　2.2電磁流量計故障原因主要有兩類

　　類是外部原因引發(fā)的故障，例如安裝不當導致流動畸變，傳感器內(nèi)壁沉積和結垢。由于鹵水和不同注水介質(zhì)在管道流動的過程中，由于溫度、壓力等的變化，介質(zhì)發(fā)生了化學反應，易在管路和流量計內(nèi)壁上結垢，受流量計流通截面積變化的影響，儀表的檢測準確性也會發(fā)生變化。另一方面，鹵水電導率隨濃度、成份等發(fā)生的變化。電導率(EC)表示溶液的導電能力，不同濃度之間和不同pH值之間，鹵水的電導率變化很明顯。通過現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)變化范圍較大。管路和流量計內(nèi)壁上結垢會明顯影響流體的電導率，增大管路截面的電阻值，降低電信號輸出，從而影響流量計的準確性。

　　第二類是儀表自身故障，即儀表自身結構件或元器件損壞引發(fā)的故障

　　3鹵水輸送管道流量數(shù)據(jù)不準原因分

　　結合我公司電磁流量計在鹵水輸送管道現(xiàn)狀，可流體的流通面積，將導致測量誤差的隱形故障，如果附著層是高電導率，電磁流量傳感器電極間的電勢易短路，如果附著層是絕緣性，電磁流量傳感器電極表面被絕緣將斷開了測量回路。后兩種現(xiàn)象需要清潔附著層或更換傳感器才能使儀表正常工作。

　　3.2雷電擊

　　線路遇雷擊時會瞬時產(chǎn)生很高電壓和浪涌電流，儀表遭雷擊后極易損壞。雷電擊主要通過三個途徑進入儀表：儀表電源線，轉(zhuǎn)換器和傳感器間的激磁線與流量信號線。從雷電故障中損壞的儀表零部件分析，雷電擊大部分經(jīng)電源線路進入儀表從而引發(fā)故障，而其他兩種途徑比較少。

　　3.3環(huán)境條件變化

　　環(huán)境條件變化所引起的故障主要是因為儀表在運行期間出現(xiàn)了新的干擾源。例如一臺接地保護并不良好的電磁流量計，調(diào)試期因無外界干擾源，儀表能夠正常運行，然而在運行期出現(xiàn)新的干擾源后(例如：管道旁新增高壓電網(wǎng)、測量點附近管道或較遠處實施管道電焊，車輛過往頻繁振動加大等等)，干擾了儀表正常運行，出現(xiàn)了電磁流量計信號輸出較大振蕩。

　　3.4突發(fā)事件對表計影響

　　傳感器長時間浸泡水中，本廠區(qū)閥門井遇到暴雨外加斷電的情況，導致儀表全部浸泡在水中，長達8小時。事后經(jīng)過及時檢查處理，大部分恢復，而密封不嚴實的儀表，內(nèi)部勵磁線圈、電路板等全部損壞，傳感器無法工作，只能更換儀表。

　　4解決方法與思路

　　根據(jù)電磁流量計工作原理和工作環(huán)境要求，解決電磁流量計測量不準主要是從前期選型、保證工作環(huán)境、消除干擾因素、定期校準等幾方面入手。

　　4.1前期選型

　　首先不同測量介質(zhì)的類型選取合適的儀表，這里涉及的內(nèi)容主要有管道口徑大小、壓力等級、測量介質(zhì)酸堿性、腐蝕性、噪音、電極特點、襯里材質(zhì)、接地性能等；盡量選用陶瓷襯里的電磁流量計，如果預算允許，就用電容式電磁流量計，因沒有接液電極，同時又是陶瓷內(nèi)襯里，這樣效果會好一些；有條件情況下，要求供貨商對陶瓷襯里進行鏡面拋光處理，這樣處理后，襯里不易結垢，即使有輕微結垢，也會在維護時容易處理掉。

　　第二是根據(jù)現(xiàn)場工況選擇分體式、一體式，防護等級等。

　　4.2安裝地點、方式選擇

　　1）流量計前后直管段長度直接影響測量準確度，很多儀表前期設計合符要求，但后期因為生產(chǎn)檢修等各種原因，需要增加各種閥門、沖洗管道等管件，會導致直管段要求不夠，直接導致測量不準確；因此，前期設計安裝盡量放大表計前后直管段長度。

　　2）保證安裝儀表的管道充滿測量介質(zhì)。流量計測量段長度范圍內(nèi)不可以有氣室、氣袋等。

　　4.3采取防垢措施及裝置

　　根據(jù)流量計自身性能特點及安裝要求，結合在我公司使用現(xiàn)狀以及故障原因分析，在電磁流量選型、使用等方面可采取以下措施：

　?。?/span>1）選擇合適的安裝位置。當停流時，漿液中的沉渣不在流量計測量管的位置聚集，減少結垢的機率。在易結垢的管路段上，加裝除垢超聲波流量計，可保證流量計段30m以內(nèi)管路不結垢。

　?。?/span>2）加旁路沖洗裝置。在流量計不運行時或產(chǎn)生管道阻礙時，及時用清水對流量計進行沖洗處理。

　　（3）選擇大口徑。在滿足生產(chǎn)需求情況下，選擇稍大口徑的流量計，雖然計量精度會略有下降，但維保量會減少許多。

　?。?/span>4）選擇沒有外部干擾的環(huán)境。安裝在沒有震動的位置，流量計兩邊的管道要用支架支撐，減少工作時的管道震動，同時流量計檢修時便于拆裝；給流量計安裝外防護罩，減少環(huán)境對表計的損害和影響。

　?。?/span>5）定期校準。已安裝的無法拆除的流量計，進行定期校準標定，該維護工作量較大。