電磁流量計(jì)在使用時(shí)首先要確保流體的穩(wěn)定性,流體在管道中要是滿管狀態(tài)且達(dá)到一定的流速;其次是要注意定期清理電極;再次是要遠(yuǎn)離干擾源。
1.液體應(yīng)具有測量所需的電導(dǎo)率.并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻。
因此流量變送器安裝要避開容易產(chǎn)生電導(dǎo)率不均勻場所,例如其上游附近加入藥液,加液點(diǎn)盡量設(shè)在變送器下游。
2.變送器測量管必須充滿液體(非滿管型例外)。變送器應(yīng)安裝在任何時(shí)候測量導(dǎo)管內(nèi)都能充滿液體的地方,以防止由于測量導(dǎo)管內(nèi)沒有液體而指針不在零位所造成的錯(cuò)覺。
測量管保持是垂直安裝,使被測液體自下而上流經(jīng)儀表。
這樣,可以避免在導(dǎo)管中有沉淀物或在介質(zhì)中有氣泡而造成測量誤差。如不能垂直安裝時(shí),也可水平安裝,但要使兩電極在同一水平面上。
3.電磁流量計(jì)的信號(hào)比較弱,在滿量程時(shí)只有2.5~8mV,流量很小時(shí),輸出僅有幾微伏,外界略有干擾就能影響測量的精度。
因此,變送器的外殼、屏蔽線、測量導(dǎo)管、以及變送器兩端的管道都要接地。并且要求單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn),絕對不要連接在電機(jī)、電器等的公用地線或上下水管道上。
轉(zhuǎn)換部分已通過電纜線接地,故匆再行接地。以免因地電位的不同而引入干擾。
電磁流量計(jì)是一種具有精度高、重復(fù)性好、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)的速度式儀表。適用于石油、化工、城市燃?xì)?、冶金、礦山等行業(yè)潔凈或基本潔凈的管線壓力相對于恒定的燃?xì)饧皢蜗鄽怏w,如天然氣、丙烷、丁烷、乙烯、氮?dú)狻⒖諝獾取?/p>
電磁流量計(jì)采用渦輪進(jìn)行測量。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速,再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)。這種流量計(jì)用于檢測瞬時(shí)流量和總的積算流量,其輸出信號(hào)為頻率,易于數(shù)字化。感應(yīng)線圈和永久磁鐵一起固定在殼體上。
當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過磁鐵時(shí),磁路的磁阻發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)放大器放大和整形,送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì),顯示總的積算流量。同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過頻率-電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量,葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。
電磁流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號(hào),不僅提高了檢測電路的抗干擾性,而且簡化了流量檢測系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1,精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的電磁流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。
電磁流量計(jì)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(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。
在電磁流量計(jì)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(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。
當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)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(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的速度式電磁流量計(jì)。
在闡述電磁流量計(jì)測量原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于MSP430F149單片機(jī)的LDE型電磁流量計(jì);
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(jì),實(shí)現(xiàn)了液體流量的測量和累積。
文中給出了設(shè)計(jì)的總體框圖,部分硬件電路和控制軟件流程圖。
本文設(shè)計(jì)的LDE型電磁流量計(jì)已經(jīng)投入生產(chǎn),經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明,該設(shè)計(jì)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(jì)要求。
2、電磁流量計(jì)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)嵩春洼椛湓吹挠绊懀荛_強(qiáng)烈震動(dòng)場所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等,同時(shí)要考慮安裝維修方便。
3、電磁流量計(jì)具有保存每天24小時(shí)的流量數(shù)據(jù)、停電時(shí)間、零流量時(shí)間等多種數(shù)據(jù)及報(bào)警等功能。
每天,只需一次、二次短信息就能獲得一個(gè)測量點(diǎn)的一天24小時(shí)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(jì)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(tái)方式的1/3到1/5;
系統(tǒng)建立后的運(yùn)行費(fèi)用每個(gè)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(chǔ)是儀表的重要組成部分。
傳統(tǒng)電磁流量計(jì)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(chǔ)方面,信息存儲(chǔ)一般以二進(jìn)制方式存儲(chǔ),不具有通用性且存儲(chǔ)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(shí),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(shí),液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會(huì)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(shí),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(jì)。
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(chǔ),且存儲(chǔ)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(xiǎn)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(hào)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(jí)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(shí)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(jì)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(dòng)。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(dòng)等,應(yīng)及時(shí)清除干擾或?qū)⒘髁坑?jì)移位;檢查測試信號(hào)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(jì)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(jì)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(shí)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(jì)測量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)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(hào),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(dòng)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(huì)使儀表無法工作。
2、雷電擊
雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流,進(jìn)入儀表就會(huì)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(hào)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(jì)出現(xiàn)故障,控制室中其他儀表電常常同時(shí)出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識(shí)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(jì)單位隊(duì)識(shí)和探索解決這一問題,如齊魯石化設(shè)計(jì)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(tái)接地保護(hù)并不理想的電磁流量計(jì),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(hào)大幅度波動(dòng)。