電磁流量計用于測量導(dǎo)電液體介質(zhì)流量,介質(zhì)溫度不宜超過120攝氏度,壓力不宜超過1.6MPa,不宜在負(fù)壓狀態(tài)下使用,流速不得低于0.3m/s,被測介質(zhì)中不能含有較多的磁鐵性物質(zhì)和氣泡,被測流體基本無壓損,測量精度可達(dá)0.5%,量程比寬為1:20,其測量原理為法拉第電磁感應(yīng)定理。
電磁流量計的組成:
包括傳感器、變送器和顯示單元三部分,傳感器安裝在管道上,變送器和顯示單元單獨(dú)安裝在傳感器旁便于觀察和維護(hù)的地方,二者之間有專用的多芯屏蔽電纜進(jìn)行電氣連接,也可二者組合為一體式。
電磁流量計的安裝要求:
A、安裝地點(diǎn)不能有大的振動源,并應(yīng)采取加固措施來穩(wěn)定儀表附近的管道;
B、不能安裝在大型變壓器、電動機(jī)、機(jī)泵等產(chǎn)生較大磁場的設(shè)備附近,以免受到電磁場的干擾;
C、傳感器與管道連接時應(yīng)保證滿管運(yùn)行,建議垂直安裝;
D、變送器外殼、屏蔽電纜、測量本體及兩端的管道都要接地,接地極應(yīng)單獨(dú)設(shè)置,接地電阻應(yīng)小于10歐姆,不能接到電氣或公共接地網(wǎng)上;
E、要求有前5倍后3倍管道直徑的直管段。
電磁流量計的投用與停用方法:
A、電磁流量計投用前,應(yīng)檢查其安裝是否符合要求、管道是否吹洗干凈、壓力試驗(yàn)是否已完成;
B、打開閥門,使液體充滿系統(tǒng),排除殘留氣體后,接通儀表電源通電預(yù)熱,關(guān)閉閥門使流量計充滿靜態(tài)液體,檢查調(diào)整零點(diǎn),重新打開閥門使流量達(dá)100%,檢查輸出是否正確和穩(wěn)定;
C、打開上、下游閥門,關(guān)閉旁路閥,將流量計投入使用;
D、流量計停用時,對于易結(jié)垢的介質(zhì)應(yīng)打開排污閥將流量計中的介質(zhì)排凈,對于易凝固的介質(zhì)應(yīng)排凈并用低壓蒸汽或工廠風(fēng)進(jìn)行掃線,保證測量管內(nèi)不結(jié)垢、不殘留固體雜質(zhì)。
電磁流量計廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體,如自來水、鋼鐵、石油、化工、電力、工業(yè)、水利、水政水資源等部門的導(dǎo)電流體的流量,亦可測量酸、堿、鹽等腐蝕性導(dǎo)電液體。
電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。
在電磁流量計中,測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。
當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時,則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。
測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
1、電磁流量計是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的速度式電磁流量計。
在闡述電磁流量計測量原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種基于MSP430F149單片機(jī)的LDE型電磁流量計;
電路以MSP430F149單片機(jī)為核心,從而簡化了外圍硬件電路的設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了液體流量的測量和累積。
文中給出了設(shè)計的總體框圖,部分硬件電路和控制軟件流程圖。
本文設(shè)計的LDE型電磁流量計已經(jīng)投入生產(chǎn),經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明,該設(shè)計具有高精度,低功耗和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),基本滿足設(shè)計要求。
2、電磁流量計能有效避開強(qiáng)電力設(shè)備,高頻設(shè)備,強(qiáng)電源開關(guān)設(shè)備;
避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊?,避開強(qiáng)烈震動場所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等,同時要考慮安裝維修方便。
3、電磁流量計具有保存每天24小時的流量數(shù)據(jù)、停電時間、零流量時間等多種數(shù)據(jù)及報警等功能。
每天,只需一次、二次短信息就能獲得一個測量點(diǎn)的一天24小時的測量數(shù)據(jù),它也能根據(jù)用戶的需求設(shè)定。
采用電磁旋渦流量計和gsm網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù),建立水流量監(jiān)測系統(tǒng)的前期投資只是采用無線電臺方式的1/3到1/5;
系統(tǒng)建立后的運(yùn)行費(fèi)用每個點(diǎn)每天只是一到二次短信息的費(fèi)用。省去了頻率的使用費(fèi)及使用中的電費(fèi)及維護(hù)費(fèi)用。
4、流量檢測儀表的顯示方式、通訊方式和數(shù)據(jù)存儲是儀表的重要組成部分。
傳統(tǒng)電磁流量計在顯示方式上一般采用LED或段式LCD,只能顯示數(shù)字、字母、漢字和一些粗糙的圖案;
在數(shù)據(jù)存儲方面,信息存儲一般以二進(jìn)制方式存儲,不具有通用性且存儲容量小;
在通訊方式上,一般采用RS232或RS485,其開放性不高。
5.傳感器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時,傳感器可以安裝在垂直管道上,流向不限。若被測氣體中含有少量的液體,
氣體流向應(yīng)由下向上。
測量液體流量時,液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
6、傳感器在水平管道的側(cè)裝
無論測量何種流體,傳感器可以在水平管道上側(cè)裝,特別是測量過熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體,
若條件允許建議采用側(cè)裝,這樣流體的溫度對放大器的影響較小。
7.傳感器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽??捎糜跍y量飽和蒸汽,適用于測量
高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。
8.傳感器在有保溫層管道上的安裝
測量高溫蒸汽時,保溫層較多不能超過支架高度的三分之一。
9.為了解決了上述不足,采用32位的ARM處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)研制出了具有信息化、圖形化和網(wǎng)絡(luò)化的電磁流量計。
它采用TFT彩色液晶屏顯示方式,不僅可以顯示流量數(shù)據(jù)還可以顯示流量曲線,提高了顯示的質(zhì)量和內(nèi)容;
通過JFFS2文件系統(tǒng)采用文件的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲,且存儲容量可達(dá)1MB。
1. 無流量輸出。檢查電源部分是否存在故障,測試電源電壓是否正常;測試保險絲通斷;檢查傳感器箭頭是否與流體流向一致,如不一致調(diào)換傳感器安裝方向;檢查傳感器是否充滿流體,如沒有充滿流體,更換管道或垂直安裝。
2. 信號越來越小或突然下降。測試兩電極間絕緣是否破壞或被短路,兩電極間電阻值正常在(70~100)Ω之間;測量管內(nèi)壁可能沉積污垢,應(yīng)清洗和擦拭電極,切勿劃傷內(nèi)襯。測量管襯里是否破壞,如破壞應(yīng)予以更換。
3. 零點(diǎn)不穩(wěn)定,檢查介質(zhì)是否充滿測量管及介質(zhì)中是否存在氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器,如水平安裝可改成垂直安裝;檢查儀表接地是否完好,如不好,應(yīng)進(jìn)行三級接地(接地電阻≤100Ω);檢查介質(zhì)電導(dǎo)率應(yīng)不小于5μs/cm;檢查介質(zhì)是否淤積于測量管中,清除時注意不要將內(nèi)襯劃傷。
4. 流量指示值與實(shí)際值不符。檢查傳感器中的流體是否充滿管,有無氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器;檢查各接地情況是否良好;檢查流量計上游是否有閥,如有,移至下游或使之全開;檢查轉(zhuǎn)換器量程設(shè)定是否正確,如不對,重新設(shè)定正確量程。
5. 示值在某一區(qū)間波動。檢查環(huán)境條件是否發(fā)生變化,如出現(xiàn)新干擾源及其他影響儀表正常工作的磁源或震動等,應(yīng)及時清除干擾或?qū)⒘髁坑嬕莆?;檢查測試信號電纜,用絕緣膠帶進(jìn)行端部處理,使導(dǎo)線、內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層、殼體之間不相互接觸。
選用電磁流量計測量流量的流體必須是導(dǎo)電的,因此不導(dǎo)電的氣體、蒸汽、油類、丙銅等物質(zhì)不能選用電磁流量計測量流量。
運(yùn)行故障
經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障,常見故障原因有:流量傳感器內(nèi)壁附著層,雷電擊,環(huán)境條件變化。
1、內(nèi)壁附著層
由于電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會遠(yuǎn)比其他流量儀表多,出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近,儀表還能正常輸出信號,只是改變流通面積,形成測量誤差的隱性故障;若是高電導(dǎo)率附著層,電極間電動勢將被短路;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現(xiàn)象均會使儀表無法工作。
2、雷電擊
雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時高電壓和浪涌電流,進(jìn)入儀表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑:電源線,傳感器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析,引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的,其他兩條途徑較少。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場了解到,不僅電磁流量計出現(xiàn)故障,控制室中其他儀表電常常同時出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性?,F(xiàn)任已有若于設(shè)計單位隊(duì)識和探索解決這一問題,如齊魯石化設(shè)計院[1]。
3、環(huán)境條件變化
主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(huán)境方面,只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的。例如一臺接地保護(hù)并不理想的電磁流量計,調(diào)試期因無廠擾源,儀表運(yùn)行正常,然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源(例如測量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊)干擾儀表正常運(yùn)行,出現(xiàn)輸出信號大幅度波動。