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1、塔 里 木 油 田電 磁 流 量 計 工 作 原 理 及 應(yīng) 用 塔 里 木 油 田一 、 電 磁 流 量 計 結(jié) 構(gòu) 與 原 理二 、 電 磁 流 量 計 的 優(yōu) 點(diǎn)三 、 故 障 判 斷 和 處 理四 、 注 意 事 項五 、 選 型 規(guī) 則 塔 里 木 油 田 原 理 ： 電 磁 流 量 計 測 量 原 理 是 基 于 法 拉 第電 磁 感 應(yīng) 定 律 。 根 據(jù) 電 磁 感 應(yīng) 定 律 ， 在 非 磁 性管 道 中 ， 利 用 測 量 導(dǎo) 電 流 體 平 均 速 度 而 顯 示 流量 的 流 量 計 一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理 塔 里 木 油 田一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理法拉第定律：當(dāng)導(dǎo)體

2、在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運(yùn)動的速度成正比。 塔 里 木 油 田一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理 Ex=BDv-式（1） Ex感應(yīng)電勢，V； B磁感應(yīng)強(qiáng)度，T D管道內(nèi)徑，m v液體的平均流速，m/s 塔 里 木 油 田一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（D）/4的乘積，將式（1）代入該式得： Qv=(D/4B)* Ex -式（2）由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時，被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢Ex，測量此電

3、勢的大小，就可求得體積流量 塔 里 木 油 田一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理需要說明的是，要使式嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計測量條件滿足下列假定：磁場是均勻分布的恒定磁場;被測流體的流速軸對稱分布;被測液體是非磁性的;被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。 塔 里 木 油 田一 、 電 磁 流 量 計 結(jié) 構(gòu) 與 原 理結(jié)構(gòu) 塔 里 木 油 田電磁流量計的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。 塔 里 木 油 田 電磁感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)換信號放大顯示儀表變送器被測介質(zhì)一 、 電 磁 流 量 計 結(jié) 構(gòu) 與 原 理 塔 里 木 油 田二、電磁流量計的優(yōu)點(diǎn)電 磁 流 量 計 （ EMF） 的

4、 特 點(diǎn) ：一 .優(yōu) 點(diǎn)1.EMF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 粒 或 纖 維 的 液 固 二 相 流 體 ，如 紙 漿 、 煤 水 漿 、 礦 漿 、 泥 漿 和 污 水 等 。2.EMF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 。3.EMF所 測 得 的 體 積 流 量 ，

5、 實 際 上 不 受 流 體 密 度 、 粘 度 、 溫 度 、 壓 力 和 電 導(dǎo) 率 （ 只 要 在 某 閾 值 以 上 ） 變 化 明 顯 的 影響 。4.與 其 他 大 部 分 流 量 儀 表 相 比 ， 前 置 直 管 段 要 求 較 低 。 5.EMF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(kuò) 大 和 縮 小 流 量 （ 例 如 設(shè) 有 4位 數(shù) 電 位 器 設(shè) 定 儀 表 常 數(shù) ） 不 必 取 下

6、作 離 線 實 流 標(biāo) 定 。6.EMF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 。7.易 于 選 擇 與 流 體 接 觸 件 的 材 料 品 種 ， 可 應(yīng) 用 于 腐 蝕 性 流 體 。二 . 缺 點(diǎn) 1.EMF不 能 測 量 電 導(dǎo) 率 很 低 的 液 體 ， 如 石 油 制 品 和 有 機(jī) 溶 劑 等 。 不 能 測 量 氣 體 、 蒸 汽 和 含 有 較 多 較 大

7、氣 泡 的 液 體 。2.通 用 型 EMF由 于 襯 里 材 料 和 電 氣 絕 緣 材 料 限 制 ， 不 能 用 于 較 高 溫 度 的 液 體 ； 有 些 型 號 儀 表 用 于 過 低 于 室 溫 的 液 體 ，因 測 量 管 外 凝 露 （ 或 霜 ） 而 破 壞 絕 緣 。 塔 里 木 油 田 三 、 故 障 判 斷 和 處 理1)安 裝 方 面 通 常 是 電 磁 流 量 傳 感 器 安 裝 位 置 不 正 確 引 起 的 故 障 ， 常 見 的 如 將 傳 感 器 安 裝 在 易 積 聚 氣 體 的 管 系 最 高點(diǎn) ； 或 安 裝 在 自 上 而 下 的 垂 直 管 上 ，

8、 可 能 出 現(xiàn) 排 空 ； 或 傳 感 器 后 無 背 壓 ， 流 體 直 接 排 入 大 氣 而 形 成 測量 管 內(nèi) 非 滿 管 。2)環(huán) 境 方 面 通 常 主 要 是 管 道 雜 散 電 流 干 擾 ， 空 間 強(qiáng) 電 磁 波 干 擾 ， 大 型 電 機(jī) 磁 場 干 擾 等 。 管 道 雜 散 電 流 干 擾 通 常 采取 良 好 的 單 獨(dú) 接 地 保 護(hù) 就 可 獲 得 滿 意 結(jié) 果 ， 但 如 遇 到 強(qiáng) 大 的 雜 散 電 流 (如 電 解 車 間 管 道 ， 有 時 在 兩 電極 上 感 應(yīng) 的 交 流 電 勢 峰 值 Vpp可 高 達(dá) 1V)， 尚 需 采 取 另 外

9、措 施 和 流 量 傳 感 器 與 管 道 絕 緣 等 。 空 間 電 磁 波干 擾 一 般 經(jīng) 信 號 電 纜 引 入 ， 通 常 采 用 單 層 或 多 層 屏 蔽 予 以 保 護(hù) 。 3)流 體 方 面 被 測 液 體 中 含 有 均 勻 分 布 的 微 小 氣 泡 通 常 不 影 響 電 磁 流 量 計 的 正 常 工 作 ， 但 隨 著 氣 泡 的 增 大 ， 儀表 輸 出 信 號 會 出 現(xiàn) 波 動 ， 若 氣 泡 大 到 足 以 遮 蓋 整 個 電 極 表 面 時 ， 隨 著 氣 泡 流 過 電 極 會 使 電 極 回 路 瞬 間斷 路 而 使 輸 出 信 號 出 現(xiàn) 更 大 的

10、 波 動 。低 頻 方 波 勵 磁 的 電 磁 流 量 計 測 量 固 體 含 量 過 多 漿 液 時 ， 也 將 產(chǎn) 生 漿 液 噪 聲 ， 使 輸 出 信 號 產(chǎn) 生 波 動 。測 量 混 合 介 質(zhì) 時 ， 如 果 在 混 合 未 均 勻 前 就 進(jìn) 入 流 量 傳 感 進(jìn) 行 測 量 ， 也 將 使 輸 出 信 號 產(chǎn) 生 波 動 。電 極 材 料 與 被 測 介 質(zhì) 選 配 不 當(dāng) ， 也 將 由 于 化 學(xué) 作 用 或 極 化 現(xiàn) 象 而 影 響 正 常 測 量 。 應(yīng) 根 據(jù) 儀 表 選 用 或 有關(guān) 手 冊 正 確 選 配 電 極 材 料 。 塔 里 木 油 田 三 、 故 障

11、 判 斷 和 處 理2. 運(yùn) 行 期 故 障 運(yùn) 行 期 故 障 是 電 磁 流 量 計 經(jīng) 調(diào) 試 并 正 常 運(yùn) 行 一 段 時 期 后 出 現(xiàn) 的 故 障 ， 常 見 的 運(yùn) 行 期 故 障 一 般 由 流 量傳 感 器 內(nèi) 壁 附 著 層 、 雷 電 打 擊 以 及 環(huán) 境 條 件 變 化 等 因 素 引 起 。1)傳 感 器 內(nèi) 壁 附 著 層 由 于 電 磁 流 量 計 常 用 來 測 量 臟 污 流 體 ， 運(yùn) 行 一 段 時 間 后 ， 常 會 在 傳 感 器 內(nèi) 壁 積 聚 附 著 層 而 產(chǎn) 生 故 障 。這 些 故 障 往 往 是 由 于 附 著 層 的 電 導(dǎo) 率 太

12、大 或 太 小 造 成 的 。 若 附 著 物 為 絕 緣 層 ， 則 電 極 回 路 將 出 現(xiàn) 斷路 ， 儀 表 不 能 正 常 工 作 ； 若 附 著 層 電 導(dǎo) 率 顯 著 高 于 流 體 電 導(dǎo) 率 ， 則 電 極 回 路 將 出 現(xiàn) 短 路 ，儀 表 也 不 能 正 常 工 作 。 所 以 ， 應(yīng) 及 時 清 除 電 磁 流 量 計 測 量 管 內(nèi) 的 附 著 結(jié) 垢 層 。 2)雷 電 打 擊 雷 擊 容 易 在 儀 表 線 路 中 感 應(yīng) 出 高 電 壓 和 浪 涌 電 流 ， 使 儀 表 損 壞 。 它 主 要 通 過 電 源 線 或 勵 磁 線 圈 或 傳感 器 與 轉(zhuǎn) 換

13、 器 之 間 的 流 量 信 號 線 等 途 徑 引 入 ， 尤 其 是 從 控 制 室 電 源 線 引 入 占 絕 大 部 分 。3)環(huán) 境 條 件 變 化 在 調(diào) 試 期 間 由 于 環(huán) 境 條 件 尚 好 (例 如 沒 有 干 擾 源 )， 流 量 計 工 作 正 常 ， 此 時 往 往 容 易 疏 忽 安 裝 條 件 (例如 接 地 并 不 怎 么 良 好 )。 在 這 種 情 況 下 ， 一 旦 環(huán) 境 條 件 變 化 ， 運(yùn) 行 期 間 出 現(xiàn) 新 的 干 擾 源 (如 在 流 量 計附 近 管 道 上 進(jìn) 行 電 焊 ， 附 近 安 裝 上 大 型 變 壓 器 等 )， 就 會

14、干 擾 儀 表 的 正 常 工 作 ， 流 量 計 的 輸 出 輸 出 信號 就 會 出 現(xiàn) 波 動 塔 里 木 油 田四、注意事項 1、 精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，應(yīng)該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級; 用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計。 塔 里 木 油 田四、注意事項 2、測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般

15、的介質(zhì)時，電磁流量計的滿度 流量可以在測量介質(zhì)流速0.512m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即當(dāng)管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準(zhǔn) 確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。 塔 里 木 油 田四、注意事項 3、盡量避開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場的設(shè)備，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。 塔 里 木 油 田四、注意事項 4、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，避免日曬雨淋，環(huán)境溫度應(yīng)在-20+60，相對濕度小于85% 塔 里 木 油 田五、選型規(guī)則口徑與量程的選擇變送器口徑通常選用與管道系統(tǒng)和同的口徑。如果份道系統(tǒng)有待設(shè)計，則可根據(jù)流母范圍和流速來選擇口徑。對于電磁流量計來說，流速以2-4m/s較為適宜。在特殊情況下. 如液體中帶有固體顆粒，考慮到磨損的情況，可選常用流速3m/s,對于易附管壁的流體，可選用流速2m/s,流速確定以后，可根據(jù) 來確定變送器口徑。 塔 里 木 油 田五、選型規(guī)則變送器的量程可以根據(jù)兩條原則來選擇:一是儀表滿量程大于預(yù)計的最大流最值二是正常流址大于儀表滿量程的50%，以保證一定的測量精度。