闡述電磁流量計(jì)在凈水廠中的使用及安裝要求
1 前言
近年來，隨著國內(nèi)供水行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平不斷提高以及貿(mào)易結(jié)算計(jì)量的要求,，越來越普遍的應(yīng)用和推廣,，特別是在供水行業(yè)中SGAIC型電磁流量計(jì)得到了應(yīng)用已經(jīng)得了廣泛的認(rèn)可。
2 基本原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,，即導(dǎo)電液體在磁場中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(見圖1)，其感應(yīng)電勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度,、流體做切割磁力線強(qiáng)度等因素成正比,。
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圖1 感應(yīng)電勢產(chǎn)生原理圖
電勢由下式給出：
E=KxBxVxD式中：E一感應(yīng)電壓；K一儀表常數(shù),；B一磁感應(yīng)強(qiáng)度,；V一平均流速；D一測量管內(nèi)直徑,。
流量流體時(shí),，流體流過垂直于流動(dòng)方向的磁場，導(dǎo)電性液體的流動(dòng)感應(yīng)出一個(gè)與平均流速或單位體積流量成正比的電壓,，因此只要被測的流體具有最低限度的電導(dǎo)率,，其感應(yīng)電壓信號通過兩個(gè)與液體直接接觸的電極檢出，并通過電纜傳送到放大器,，然后,，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號,。
3 主要技術(shù)特點(diǎn)和使用安裝要求
3．1 電磁流量計(jì)的主要技術(shù)特點(diǎn)
(1)由于測量結(jié)果與液體的壓力、溫度,、電導(dǎo)率等物理參數(shù)無關(guān),，所以測量精確度高、工作可靠,。
(2)測量管內(nèi)無阻流件,，因此無附加壓力損失，即對自來水測量無附加水頭損失,。
(3)只有管道和電極與被測液體接觸,，因此，只要合理選擇電極材料,，即可達(dá)到耐腐蝕,、耐磨損的要求。具有使用壽命長,，維護(hù)要求低的特點(diǎn)。
(4)可以測定正,、反方向流體的流量。
(5)輸出信號方式比較靈活,。有脈沖、電流,、頻率等方式,。
3．2 電磁流量計(jì)的使用和安裝要求
(1)電磁流量計(jì)的上游管道至少有5倍管徑長度的直管段,，它的下游至少有3倍管徑長度的直管段,。在條件允許的情況下,，放寬流量計(jì)前置直管道長度在1 0倍管徑以上,。
(2)在電磁流量計(jì)的安裝中,，傳感器接地環(huán)要可靠地接地，接地電阻要不大于10Q,。
(3)要在使用環(huán)境的選擇中注意避免外部的電磁干擾,，特別是避免工頻電磁場的干擾,。
(4)對流量計(jì)上游管道中在前置距離外安裝閥門,，特別是蝶閥或直角彎管等嚴(yán)重影響流態(tài)特性的場合，最好在流量計(jì)上游5～10倍管徑的直管內(nèi)安裝整流器,，以達(dá)到穩(wěn)定水流流態(tài)，提高計(jì)量準(zhǔn)確度的目的,。
4 電磁流量計(jì)在供水行業(yè)安裝配置及使用情況
基于電磁流量計(jì)的測量原理及測量特點(diǎn)，目前已成為供水行業(yè)廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品,。從1989年使用第一臺電磁流量計(jì)以來，到目前為止,，市自來水公司使用了光華愛而美特公司的電磁流量計(jì)總計(jì)400余臺,，直徑從DN1 5～N3000不等,，主要用于水廠原水的貿(mào)易計(jì)量、加礬計(jì)量,、反沖洗水量計(jì)量,、出水泵房單管計(jì)量、廠用水計(jì)量以及出廠水總管貿(mào)易計(jì)量,。還有區(qū)域公司的管網(wǎng)連接邊界用于相互饋水的貿(mào)易計(jì)量,。
由于水質(zhì)腐蝕性和磨損性都不強(qiáng),，除了原水選用刮刀式電極和加礬計(jì)量選用白金電極外，一般選用橡膠襯里和不銹鋼電極即達(dá)到測量要求。
5 電磁流量計(jì)在線校驗(yàn)方法
電磁流量計(jì)出廠時(shí)其精確度已經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定。但一旦使用于現(xiàn)場,，由于受環(huán)境條件、流體特性以及儀表本身如元器件損壞等原因引起儀表運(yùn)行故障等情況,，對于首次安裝投運(yùn)前或長期使用后的流量計(jì)有必要進(jìn)行一次常規(guī)的現(xiàn)場校驗(yàn),。由于電磁流量計(jì)的傳感器安裝在供水管道中,，難以拆下送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢查,，而目前在流量計(jì)量范圍內(nèi)，國家和地方對大口徑流量計(jì)尚未有現(xiàn)場條件下進(jìn)行在線檢驗(yàn)的規(guī)程和其它法規(guī)文件。為了保證電磁流量計(jì)在首次安裝,、故障修復(fù)以《城市公用事業(yè)》及長期使用后的精度和可靠性，而又不影響自未水的日常供應(yīng),，我公司1995年制訂了《電磁流量計(jì)檢驗(yàn)規(guī)程》作為本企業(yè)內(nèi)部計(jì)量管理標(biāo)準(zhǔn)的一部分,，經(jīng)過幾年的現(xiàn)場檢驗(yàn)，摸索經(jīng)驗(yàn),，不斷完善,，在1998年我公司進(jìn)行ISO9002質(zhì)量管理評審中獲得通過，并已在市原水及各區(qū)域公司各水廠中推廣應(yīng)用,。
5．1 校驗(yàn)的主要內(nèi)容
(1)對電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈進(jìn)行安全絕緣測試,，應(yīng)大于 2OM Q。
(2)對電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈進(jìn)行銅電阻測試,，應(yīng)與原出廠值相同(環(huán)境溫度相同時(shí)),。
(3)對電磁流量計(jì)傳感器電極對地電阻進(jìn)行測試，若電阻值在2-20kQ之間,，并伴有充放電現(xiàn)象,，兩只電極的電阻相近，則認(rèn)為好的,。
(4)對電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器勵(lì)磁電流進(jìn)行測試,，觀察其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流的值,，誤差不超過4-0．25mA,。
(5)對電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器模擬量輸出及頻率輸出進(jìn)行測試，觀察其線性變七情況,，并計(jì)算其最大線性誤差,；應(yīng)不超過土4- 0．5％
(6)對DN1200以上的電磁流量計(jì)，應(yīng)測試推動(dòng)級NB,，電流誤差不超過4-2mA。
5．2在線測試情況分析
以2001年市水廠周期檢驗(yàn)為例，共檢驗(yàn)28臺,，其中有出廠水計(jì)量、加礬計(jì)量,、原水進(jìn)水計(jì)量等,。
從傳感器一部份測試情況看：編號為71620—418， 63325—956的電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈絕緣電阻分別為3MQ,、 0．5MQ 小于20MQ仔細(xì)分析檢查，原來在開挖過程中,，由于施工不當(dāng)，將勵(lì)磁電纜絕緣損壞。解決辦法是更換損壞的勵(lì)磁電纜,，使傳感器恢復(fù)正常絕緣值,，其余均符合安全性要求：電極對地電阻對稱性較好，并伴有充放電現(xiàn)象,；勵(lì)磁電流其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流標(biāo)稱值相符,，其誤差不超過-t-O 25mA 從轉(zhuǎn)換器測試情況看：編號為81141—413,，81139—413電磁流量計(jì)電流輸出最大誤差超過0．5％ ，與生產(chǎn)廠聯(lián)系,，由生產(chǎn)廠家進(jìn)行維修解決,。
通過對電磁流量計(jì)在線檢驗(yàn)，我們可以及時(shí)正確地發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)是否存在故障或隱患,，為保證電磁流量計(jì)的正確計(jì)量提供了可靠的依據(jù)和保障,，有利于今后更好地管理好、使用好電磁流量計(jì),。
6 使用過程中存在的難點(diǎn),、故障以及解決辦法
電磁流量計(jì)具有較高的穩(wěn)定性，儀表設(shè)備本身一般很少發(fā)生故障,。但是由于環(huán)境條件的變化或安裝工況條件所限,，也發(fā)生了一些問題或故障，應(yīng)該加以解決或避免,，主要表現(xiàn)為以下幾種情況：
(1)沒有滿足流量計(jì)的安裝條件,，電磁流量計(jì)對管道的直管段要求較高，在新建水廠設(shè)計(jì)時(shí)可以盡量滿足,，而對老水廠改造或加裝來說,，以上條件就變得幾乎苛刻。由此影響了測量穩(wěn)定性。其解決方法為加裝整流管以改善流動(dòng)特性,。
(2)被測水的流速過低,，由此影響測量的精度。特別是在一些區(qū)域邊界安裝的流量計(jì),，由于處于區(qū)域公司管網(wǎng)末梢，壓差小而造成流速過低,。其解決辦法是盡量開啟邊界兩邊閥門,。
(3)管道水中有氣，造成測量波動(dòng)大影響穩(wěn)定性,。其解決辦法要設(shè)法找到氣的來源并加以解決,，必要時(shí)在管道中加裝排氣閥。
(4)安裝在原水管道中流量計(jì)的傳感器電極表面被淤泥沉積污染,，影響測量,。其解決方法為選用刮刀式電極，并定期進(jìn)行維護(hù)清洗,。
(5)雷擊造成電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器損壞,，以致無法測量。其解決辦法為在轉(zhuǎn)換器信號輸入端,、勵(lì)磁電流輸入端和工作電源端分別加裝相應(yīng)的避雷器,。
(6)電磁流量計(jì)入口管道中異物堆積，造成被測水體流動(dòng)特性突變由此影響測量精度造成較大的誤差,。其解決方法為及時(shí)清除管道中堆積的異物,。
7 結(jié)論
隨著技術(shù)、應(yīng)用和性價(jià)比的不斷完善提高,，電磁流量計(jì)必將在供水行業(yè)中取得越來越廣泛的應(yīng)用,。上文論述了電磁流量計(jì)工作的基本原理和在供水行業(yè)中的使用情況。并根據(jù)市自來水公司的實(shí)際使用情況,，對大口徑電磁流量計(jì)的安裝,、使用、維護(hù)作了較為詳細(xì)的分析,。
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