關於流量計的原（yuán）理特點與安裝和調試
點擊次數：2126 發布時間（jiān）：2020-07-05 01:44:04
在汙（wū）水處理過程中，原汙水的流量是一個需要檢測（cè）的關（guān）鍵參數。因原汙水是含有顆粒、懸浮物、固液混合、具有腐蝕（shí）性的介質，而流量計*大特點是能夠測量酸、堿、鹽溶液以及（jí）含有固體顆粒（如（rú）泥漿）或（huò）纖維液體的流量，因此，該汙水處理（lǐ）廠采用了（le）2台（tái）電磁流量（liàng）計，用（yòng）於原汙水的流量計量。
1 流量計的工作原理
電（diàn）磁流量計的基本原理是法拉*電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力運動時，其兩端產生感應電動勢E為：
式（shì）中，K為儀表常數；B為磁感應強度（T）；v為導體運動平均速（sù）度m/s；D為管道內徑（m）。
流量計工作原理（lǐ）和結構如圖（tú）1所（suǒ）示，由流量傳感器和轉換（huàn）器兩大部分組成。
測量流量時，導電（diàn）性液體相（xiàng）當於法拉*試驗中的導電金屬棒，以平均速度v流過（guò）垂直（zhí）於流動方向的磁場。導電性液體的流動，在測量電*上感應出與平均流速（sù）成正比的電壓。其感應電壓信號E通過一對或一對以上的與液（yè）體（tǐ）直接接觸的電*檢測出來。
根據流體（tǐ）的（de）體積流量公式為
由公式（2）可知，Q與v是成正比的一一對應函數（shù），那麽（me）E與Q也是成正比的一一對應函數，測出了（le）感應電壓E也即測出了（le）介質的體積流量Q。
測出的感應電壓E由電纜（lǎn）送至轉（zhuǎn）換器，通過智能化處理，然後LCD顯示，或轉換成標準信（xìn）號4～20mA輸出。
2 流量計特點
（1）測量管（guǎn）道內無（wú）阻力元件，沒有附加的壓力損失，不（bú）易發生堵塞，具有顯著的（de）節能意義；
（2）測（cè）量管道內無可動部件，不易磨損，因此傳感器壽命（mìng）長；
（3）傳感器所需的直管段較短（duǎn），方便安裝；
（4）合理選擇（zé）電*和內襯材（cái）料（liào），可（kě）耐（nài）腐蝕和耐磨損；
（5）雙向測（cè）量係統，可測正反向流量；
（6）流量的測量（liàng）為體積流（liú）量，不受流量的密度、粘度（dù）、溫度、壓力、和電導率變化的影響；
（7）傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關係，測量精度高（±0.3～-0.5％），量程比寬（1：150）。
3 流（liú）量（liàng）計（jì）選（xuǎn）型
儀表的選型（xíng）很重要，有關資料表明，儀表在實際應用中有2/3的故障是（shì）儀（yí）表選型錯（cuò）誤或使用不當造成的，因此，在確定選用電磁流量（liàng）計之後，還應根據不同的工藝、環境、測量、介質等綜合考慮。
3.1 口徑（jìng）選擇（zé）
根據該（gāi）汙水處理廠提（tí）供的工藝管道直徑、管道壓力及汙水流速（sù），選擇口（kǒu）徑D=600mm的電磁流量計，現（xiàn）場不需要縮管（guǎn）和擴管（guǎn）。
3.2 內襯、電*材料選擇
流量計主要用於（yú）測電導率≥5μS/cm的流體流量，應根據被測物（wù）質的腐蝕性、磨損性（xìng）、溫度及凝結性等特點和價格承受能力，應選（xuǎn）擇不同（tóng）內襯、電*材（cái）料。
電磁流量計（jì）的內襯材料有：耐腐蝕性中等、耐一（yī）般低濃度的（de）酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料（liào），耐磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠，耐腐蝕性能強和適於溫度高的聚（jù）四氟乙烯，化學性質等（děng）同於聚四（sì）氟乙烯的抗（kàng）拉、抗壓聚（jù）全氟乙丙烯，耐稀酸（suān）、堿、鹽的溫度＜60℃的聚乙烯和溫度＜100℃的（de）聚苯硫醚（mí）等。
電*材料（liào）裝（zhuāng）於其（qí）管道內壁，與被測物質直接（jiē）接觸，故應根據被測物質的腐蝕性選（xuǎn）定。電磁流（liú）量計電*的材料（liào）有：耐鹽和小於50%濃度堿溶液的鈦（Ti）電*，耐酸（suān）和鹽（yán）的（de）鉭（Ta）電*，耐腐蝕能力強的貴金屬（shǔ）鉑電*，不適於鹽酸的哈氏合金C電*和不適於硝酸的哈氏合金B電*，耐腐蝕（shí）能力一般、但價格低廉的（de）不鏽鋼316L等。
根據該汙水處理廠主要處理生（shēng）活廢水及（jí）工業廢水，再考慮（lǜ）用戶能接受的價格，選用氯丁（dīng）橡膠材料內襯和不鏽鋼（gāng）316L材料電*。
3.3 防護等級的（de）選定
根據**標準，傳感（gǎn）器有IP65噴水型和（hé）IP68潛水型兩種防護等級，根據用戶實際安裝地點在低矮的井道中，所（suǒ）以傳感器選IP68防塵潛水型。
3.4 附加功能的（de）選擇
（1）對於選定的基本型，流量（liàng）計已帶LCD顯示、4～20mA電（diàn）流輸出和0～1KHz頻率輸出，根據流（liú）量計和計算機通訊的要求，需增加RS-485通訊口功能，
（2）對於傳感器（qì）安裝在地麵以下，應（yīng）選擇分（fèn）體型。
4 流量計的安（ān）裝和調試
4.1 安裝要領
（1）安裝點選擇在管道（dào）*低處在確認被測物質流向（xiàng）之後（hòu），安裝點要選擇在任何時候測量導管內都能充滿液體（tǐ），以（yǐ）防止由於測量導管內無液而（ér）指示不在零位所引（yǐn）起的誤差如圖（tú）2所示。
（2）直管段保證在前5D後3D為（wéi）獲得儀表測量精（jīng）確度，在傳感器上遊（yóu）側的（de）直管段長度不小於5D，下（xià）遊側不（bú）小於3D（D為傳感器的（de）名義直徑）。若在傳感器（qì）上遊側有兩個以上的（de）彎頭（tóu）或其它（tā）阻流件（jiàn），則前置直管段應（yīng）大於（yú）10D。
（3）信號電*在水（shuǐ）平（píng）方向水平（píng）安裝時要使電*軸線（xiàn）平行於地平線，因為處於底部的電*易（yì）被沉澱物覆蓋，被測介質中偶存氣泡擦過遮住電*表麵（miàn），使輸出（chū）信號波動。
（4）盡量避開振（zhèn）動源、磁源（大功率（lǜ）電機、變（biàn）壓器）由於流量計的測量感應電壓很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時應（yīng）進行可靠的接地連（跨）接。金屬管道（dào）流量計接地（dì）連（跨）接方法如（rú）圖3所示
4.2 轉換器安裝和調試（shì）
一體（tǐ）化流量（liàng）計無單（dān）獨安裝轉（zhuǎn）換器，分（fèn）體式轉換器安裝在傳感（gǎn）器附近或儀表室，場所選擇餘（yú）地較大，環境條件好些。轉換器和傳感器間距離受製於被測介質（zhì）電導率和信號（hào）電纜型號，即（jí）電纜的分布電容、導線截麵和屏（píng）蔽層數、用製造廠儀表所附（或規定型號）的信號電纜。電導率較低傳輸距離較長時，應用二層屏蔽電纜。
為了避免幹擾（rǎo）信（xìn）號，信號電（diàn）纜必（bì）須單獨穿過接地保護（hù）鋼管（guǎn）內，不能把信號電纜和電源線（xiàn）安裝在同一鋼（gāng）管內。
功能性調試時，由智能轉換器對儀（yí）表分別進行參（cān）數的讀取，臨界值（zhí）報警試驗等，然（rán）後進行（háng）流量係數值的寫入。
5 儀（yí）表投（tóu）運及故障處理
流量（liàng）計在投運（yùn）前，應對管道及流量計進行徹底檢查，包括管（guǎn）道雜（zá）物等清理，電*處幹燥（zào）處理。還包括電氣線（xiàn）路的檢（jiǎn）查，*先（xiān）應對線路的接地進行檢測，確保接地可靠後，還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。
該電磁流量計正常（cháng）投運一年（nián）多來，基本上未出現故障，但是一年後，出（chū）現工作異常，具體表現為測量值變大或變小，或者是不停地波動，且經現場檢查，已排除管道不（bú）滿管、介質含氣等現象的可能性，發現這類問題的出（chū）現可能是與電纜線故障有關。因為流量計隨管道（dào）埋敷在地下（xià），傳感器（qì）具有IP68防護結構，轉換器安（ān）裝在儀（yí）表箱或室內，兩者通過電纜連接（jiē），由（yóu）於地麵（miàn）沉陷（xiàn），山區環境（jìng）潮濕等現場情況的變化（huà），傳感器和轉換（huàn）器未徹底做好電纜接頭處的防潮（防水）等（děng）處理，恰逢該接頭處於一個潮濕的環境（jìng），如儀表井（jǐng）、電纜（lǎn）溝等（děng），潮氣侵入電纜接頭，都（dōu）有造成如下的可能：
（1）信號線對地絕緣下降，引起信號衰減，*終是測量結果偏小；
（2）信號電纜連接處接（jiē）觸電阻變（biàn）大，使（shǐ）測量值變小，若該接觸電阻不穩定，則測量值無法穩定，且易引入幹擾；
（3）勵磁線圈對地絕緣下降，造成測量結果偏小；
（4）信號線勵磁線對地絕（jué）緣性能下降，使得測量結果遠大於正常的數據，如這種幹擾不穩定，對儀表的影響也變化不定，繼而出現波動；
（5）勵磁回路電纜連接處接觸電（diàn）阻變大（dà），使轉換器的勵磁回路處於非恒流工作區（qū）域，勵磁（cí）電流下降，同樣造成測量結果（guǒ）偏小，若該接觸電阻不穩定，則測（cè）量值出現波動。
判別這類異常情況，因（yīn）發生在信號回路，判斷有一定難度，隻有深入現場，在排除流量計其它（tā）可（kě）能性故障後，就應檢（jiǎn）查電（diàn）纜是否有問題，現場儀表維護人員隻要把現場的勵磁回路電阻測量值與廠方（fāng）提供的數據作比（bǐ）較，測試接地電阻，逐步判定問題所在（zài），繼而采取措施，或更（gèng）換整根電纜，或保持電纜接頭處幹燥等。
6 結束語
由於流量計運行環境較為複雜，影（yǐng）響其正常工作的因素眾多，調試技術需要不斷總（zǒng）結和更新。總之，隻要（yào）我們合理（lǐ）選用、正（zhèng）確安（ān）裝電磁流量計，並采（cǎi）取有效的措施加以維護，就能避免或減（jiǎn）少故障的發生，延（yán）長儀表的使用壽命，為生產提供準確可靠的計量數據。
在（zài）現代化的汙水處理工藝中，配（pèi）備流量檢測儀表，構成可（kě）靠的自（zì）動控製係統，使汙水水質達到常規的排放標準，造福人類。
關於汙水流（liú）量計（jì）的安裝規範與安裝圖 關（guān）於汙水流量計的工（gōng）作原理及組成部分介紹 汙（wū）水流量計的適用範圍特點及（jí）如何選型 汙（wū）水流量計公稱通徑與流量範圍對（duì）照圖（tú） 汙水流量計電*與襯裏材料選型對照表（biǎo） 汙水流量計的外形（xíng）和安裝尺寸圖（tú）示與對照表 汙水流量計的故障檢查與分析匯總 分體式與一體式汙水流量計如何接線圖解 汙水流量計顯示波動大的原因分（fèn）析 介質密度對渦街流量計的影響 渦（wō）街流量計安裝對直管段的要求 渦街流量計應用中常見問題及分析 渦街流量計夾持型和法蘭型的區別 渦街流（liú）量計傳感器的（de）類型有哪些 影響渦街流量（liàng）計準確性的因（yīn）素有哪些 孔板流量計與文丘裏流（liú）量計的比較 孔板流量計的選型原則 孔板流量計的主要（yào）特點 孔板流量計與楔形流量計的差別 孔板流量計和阿牛巴流量計的區別 孔板流量計和v錐流量計的優缺點比較 孔板流量計的故（gù）障及處理方法 孔板流（liú）量計（jì）維護保養操（cāo）作（zuò）規程 質量流量計適用哪些領域（yù） 質量流量計使用方法和注意（yì）事項 超聲波流量計在線校（xiào）準（zhǔn）方法 超聲波流（liú）量計出現負（fù）值的原因與處理 橢圓齒輪流（liú）量計的精度範圍 橢圓齒輪流量計齒輪卡住處（chù）理方法 超聲波流量計波動的原因
1 流量計的工作原理
電（diàn）磁流量計的基本原理是法拉*電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力運動時，其兩端產生感應電動勢E為：
式（shì）中，K為儀表常數；B為磁感應強度（T）；v為導體運動平均速（sù）度m/s；D為管道內徑（m）。
流量計工作原理（lǐ）和結構如圖（tú）1所（suǒ）示，由流量傳感器和轉換（huàn）器兩大部分組成。
測量流量時，導電（diàn）性液體相（xiàng）當於法拉*試驗中的導電金屬棒，以平均速度v流過（guò）垂直（zhí）於流動方向的磁場。導電性液體的流動，在測量電*上感應出與平均流速（sù）成正比的電壓。其感應電壓信號E通過一對或一對以上的與液（yè）體（tǐ）直接接觸的電*檢測出來。
根據流體（tǐ）的（de）體積流量公式為
由公式（2）可知，Q與v是成正比的一一對應函數（shù），那麽（me）E與Q也是成正比的一一對應函數，測出了（le）感應電壓E也即測出了（le）介質的體積流量Q。
測出的感應電壓E由電纜（lǎn）送至轉（zhuǎn）換器，通過智能化處理，然後LCD顯示，或轉換成標準信（xìn）號4～20mA輸出。
2 流量計特點
（1）測量管（guǎn）道內無（wú）阻力元件，沒有附加的壓力損失，不（bú）易發生堵塞，具有顯著的（de）節能意義；
（2）測（cè）量管道內無可動部件，不易磨損，因此傳感器壽命（mìng）長；
（3）傳感器所需的直管段較短（duǎn），方便安裝；
（4）合理選擇（zé）電*和內襯材（cái）料（liào），可（kě）耐（nài）腐蝕和耐磨損；
（5）雙向測（cè）量係統，可測正反向流量；
（6）流量的測量（liàng）為體積流（liú）量，不受流量的密度、粘度（dù）、溫度、壓力、和電導率變化的影響；
（7）傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關係，測量精度高（±0.3～-0.5％），量程比寬（1：150）。
3 流（liú）量（liàng）計（jì）選（xuǎn）型
儀表的選型（xíng）很重要，有關資料表明，儀表在實際應用中有2/3的故障是（shì）儀（yí）表選型錯（cuò）誤或使用不當造成的，因此，在確定選用電磁流量（liàng）計之後，還應根據不同的工藝、環境、測量、介質等綜合考慮。
3.1 口徑（jìng）選擇（zé）
根據該（gāi）汙水處理廠提（tí）供的工藝管道直徑、管道壓力及汙水流速（sù），選擇口（kǒu）徑D=600mm的電磁流量計，現（xiàn）場不需要縮管（guǎn）和擴管（guǎn）。
3.2 內襯、電*材料選擇
流量計主要用於（yú）測電導率≥5μS/cm的流體流量，應根據被測物（wù）質的腐蝕性、磨損性（xìng）、溫度及凝結性等特點和價格承受能力，應選（xuǎn）擇不同（tóng）內襯、電*材（cái）料。
電磁流量計（jì）的內襯材料有：耐腐蝕性中等、耐一（yī）般低濃度的（de）酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料（liào），耐磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠，耐腐蝕性能強和適於溫度高的聚（jù）四氟乙烯，化學性質等（děng）同於聚四（sì）氟乙烯的抗（kàng）拉、抗壓聚（jù）全氟乙丙烯，耐稀酸（suān）、堿、鹽的溫度＜60℃的聚乙烯和溫度＜100℃的（de）聚苯硫醚（mí）等。
電*材料（liào）裝（zhuāng）於其（qí）管道內壁，與被測物質直接（jiē）接觸，故應根據被測物質的腐蝕性選（xuǎn）定。電磁流（liú）量計電*的材料（liào）有：耐鹽和小於50%濃度堿溶液的鈦（Ti）電*，耐酸（suān）和鹽（yán）的（de）鉭（Ta）電*，耐腐蝕能力強的貴金屬（shǔ）鉑電*，不適於鹽酸的哈氏合金C電*和不適於硝酸的哈氏合金B電*，耐腐蝕（shí）能力一般、但價格低廉的（de）不鏽鋼316L等。
根據該汙水處理廠主要處理生（shēng）活廢水及（jí）工業廢水，再考慮（lǜ）用戶能接受的價格，選用氯丁（dīng）橡膠材料內襯和不鏽鋼（gāng）316L材料電*。
3.3 防護等級的（de）選定
根據**標準，傳感（gǎn）器有IP65噴水型和（hé）IP68潛水型兩種防護等級，根據用戶實際安裝地點在低矮的井道中，所（suǒ）以傳感器選IP68防塵潛水型。
3.4 附加功能的（de）選擇
（1）對於選定的基本型，流量（liàng）計已帶LCD顯示、4～20mA電（diàn）流輸出和0～1KHz頻率輸出，根據流（liú）量計和計算機通訊的要求，需增加RS-485通訊口功能，
（2）對於傳感器（qì）安裝在地麵以下，應（yīng）選擇分（fèn）體型。
4 流量計的安（ān）裝和調試
4.1 安裝要領
（1）安裝點選擇在管道（dào）*低處在確認被測物質流向（xiàng）之後（hòu），安裝點要選擇在任何時候測量導管內都能充滿液體（tǐ），以（yǐ）防止由於測量導管內無液而（ér）指示不在零位所引（yǐn）起的誤差如圖（tú）2所示。
（2）直管段保證在前5D後3D為（wéi）獲得儀表測量精（jīng）確度，在傳感器上遊（yóu）側的（de）直管段長度不小於5D，下（xià）遊側不（bú）小於3D（D為傳感器的（de）名義直徑）。若在傳感器（qì）上遊側有兩個以上的（de）彎頭（tóu）或其它（tā）阻流件（jiàn），則前置直管段應（yīng）大於（yú）10D。
（3）信號電*在水（shuǐ）平（píng）方向水平（píng）安裝時要使電*軸線（xiàn）平行於地平線，因為處於底部的電*易（yì）被沉澱物覆蓋，被測介質中偶存氣泡擦過遮住電*表麵（miàn），使輸出（chū）信號波動。
（4）盡量避開振（zhèn）動源、磁源（大功率（lǜ）電機、變（biàn）壓器）由於流量計的測量感應電壓很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時應（yīng）進行可靠的接地連（跨）接。金屬管道（dào）流量計接地（dì）連（跨）接方法如（rú）圖3所示
4.2 轉換器安裝和調試（shì）
一體（tǐ）化流量（liàng）計無單（dān）獨安裝轉（zhuǎn）換器，分（fèn）體式轉換器安裝在傳感（gǎn）器附近或儀表室，場所選擇餘（yú）地較大，環境條件好些。轉換器和傳感器間距離受製於被測介質（zhì）電導率和信號（hào）電纜型號，即（jí）電纜的分布電容、導線截麵和屏（píng）蔽層數、用製造廠儀表所附（或規定型號）的信號電纜。電導率較低傳輸距離較長時，應用二層屏蔽電纜。
為了避免幹擾（rǎo）信（xìn）號，信號電（diàn）纜必（bì）須單獨穿過接地保護（hù）鋼管（guǎn）內，不能把信號電纜和電源線（xiàn）安裝在同一鋼（gāng）管內。
功能性調試時，由智能轉換器對儀（yí）表分別進行參（cān）數的讀取，臨界值（zhí）報警試驗等，然（rán）後進行（háng）流量係數值的寫入。
5 儀（yí）表投（tóu）運及故障處理
流量（liàng）計在投運（yùn）前，應對管道及流量計進行徹底檢查，包括管（guǎn）道雜（zá）物等清理，電*處幹燥（zào）處理。還包括電氣線（xiàn）路的檢（jiǎn）查，*先（xiān）應對線路的接地進行檢測，確保接地可靠後，還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。
該電磁流量計正常（cháng）投運一年（nián）多來，基本上未出現故障，但是一年後，出（chū）現工作異常，具體表現為測量值變大或變小，或者是不停地波動，且經現場檢查，已排除管道不（bú）滿管、介質含氣等現象的可能性，發現這類問題的出（chū）現可能是與電纜線故障有關。因為流量計隨管道（dào）埋敷在地下（xià），傳感器（qì）具有IP68防護結構，轉換器安（ān）裝在儀（yí）表箱或室內，兩者通過電纜連接（jiē），由（yóu）於地麵（miàn）沉陷（xiàn），山區環境（jìng）潮濕等現場情況的變化（huà），傳感器和轉換（huàn）器未徹底做好電纜接頭處的防潮（防水）等（děng）處理，恰逢該接頭處於一個潮濕的環境（jìng），如儀表井（jǐng）、電纜（lǎn）溝等（děng），潮氣侵入電纜接頭，都（dōu）有造成如下的可能：
（1）信號線對地絕緣下降，引起信號衰減，*終是測量結果偏小；
（2）信號電纜連接處接（jiē）觸電阻變（biàn）大，使（shǐ）測量值變小，若該接觸電阻不穩定，則測量值無法穩定，且易引入幹擾；
（3）勵磁線圈對地絕緣下降，造成測量結果偏小；
（4）信號線勵磁線對地絕（jué）緣性能下降，使得測量結果遠大於正常的數據，如這種幹擾不穩定，對儀表的影響也變化不定，繼而出現波動；
（5）勵磁回路電纜連接處接觸電（diàn）阻變大（dà），使轉換器的勵磁回路處於非恒流工作區（qū）域，勵磁（cí）電流下降，同樣造成測量結果（guǒ）偏小，若該接觸電阻不穩定，則測（cè）量值出現波動。
判別這類異常情況，因（yīn）發生在信號回路，判斷有一定難度，隻有深入現場，在排除流量計其它（tā）可（kě）能性故障後，就應檢（jiǎn）查電（diàn）纜是否有問題，現場儀表維護人員隻要把現場的勵磁回路電阻測量值與廠方（fāng）提供的數據作比（bǐ）較，測試接地電阻，逐步判定問題所在（zài），繼而采取措施，或更（gèng）換整根電纜，或保持電纜接頭處幹燥等。
6 結束語
由於流量計運行環境較為複雜，影（yǐng）響其正常工作的因素眾多，調試技術需要不斷總（zǒng）結和更新。總之，隻要（yào）我們合理（lǐ）選用、正（zhèng）確安（ān）裝電磁流量計，並采（cǎi）取有效的措施加以維護，就能避免或減（jiǎn）少故障的發生，延（yán）長儀表的使用壽命，為生產提供準確可靠的計量數據。
在（zài）現代化的汙水處理工藝中，配（pèi）備流量檢測儀表，構成可（kě）靠的自（zì）動控製係統，使汙水水質達到常規的排放標準，造福人類。
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