电磁流量计的选型与安装

郝继运

(莘县华祥盐化有限公司,山东 聊城 252429)

【仪表与自动化】

电磁流量计的选型与安装

郝继运*

(莘县华祥盐化有限公司,山东 聊城 252429)

电磁流量计；工作原理；特点；选型;安装;注意事项

介绍了电磁流量计的工作原理、性能特点及其在选型、安装时应注意的事项。

在莘县华祥盐化有限公司36万t/a离子膜法烧碱技改项目实施过程中，烧碱、盐酸、盐水等介质的流量采用电磁流量计进行测量。该种流量计测量准确、精度高、维护量少，在氯碱行业得到广泛应用。

1 测量原理

电磁流量计是根据电磁感应的原理来测量导电介质的。由电磁感应定律可知：导体在磁场中运动而切割磁力线时，在导体中便会产生感应电动势。同理，导电的介质在磁场中做垂直方向流动而切割磁力线时，也会产生感应电势。在管道直径已确定并维持磁场强度不变的情况下，感应电势的大小与体积流量具有一定的线性关系，把此感应电势引出、放大，就能由仪表显示介质流量[1]。

2 特点

(1)优点。①测量管与工艺管的口径可以相同，管内无可动部件及节流元件，没有压力损失，并且可以测量含有颗粒、悬浮物的介质。②可以用来测量具有强腐蚀性的介质。③输出信号不受介质的物理性质如压力、黏度、温度的影响，输出信号与流量大小具有很好的线性关系。④测量范围宽，流量比达1∶100，管径可以做到3 m。

(2)缺点。①介质温度、压力不影响信号输出大小与精度，但是管道承压及衬里性质影响其使用范围，一般使用压力不超过4 MPa，温度不超过150 ℃。②不能测量气体、蒸汽和石油制品等非导电性介质，要求介质电导率大于5 μS/cm[1]。③根据电磁感应定律，感应电势的大小跟介质流速成正比，因此流速不能太低，一般要求流速下限为50 cm/s，当流速不能达到要求时，可以通过缩径的方式实现。

3 选型注意事项

3.1 环境条件

电磁流量计安装分为两种：一体式和分体式。

(1)现场和环境较好的条件下，一般选用一体式，即传感器和转换器组装成一体。

(2)分体式电磁流量计即传感器和转换器分开装于不同地点，一般出现以下情况时选用分体式：①环境温度或流量计转换器表面受辐射温度超过60 ℃;②管道振动较大的场合;③对传感器的铝壳严重腐蚀的场合;④现场湿度较大或有腐蚀性气体的场合;⑤流量计装在高空或不方便调试的场合。

3.2 防爆及防护等级

根据环境要求，选择本安、隔爆或普通型的电磁流量计，并且满足一定的防护等级，按规范进行安装，提高仪表的安全性。

3.3 电极材料

导电介质在电磁流量计管内通过时，在外加磁场的作用下产生感应电势，电极的作用就是把产生的电动势引出来，然后放大、输出标准信号。电极直接跟介质接触，因此，应根据介质的化学性质，选择合适的电极，以免出现腐蚀。常用的电极材质有钽、钛、316L、HC、铂铱合金、碳化钨等。

3.4 接地环或接液环

电磁流量计的输出信号比较小，一般只有2.5～8 mV，小流量时信号可能低至几微伏，外界稍有干扰就会影响测量精度[1]。因此，仪表外壳、测量管、介质、仪表屏蔽线等要做好等电位连接，并进行可靠、单独接地。与介质连接的金属部分，就叫接地环或接液环。接地环的材料选择一般考虑经济性和耐腐蚀性，对于大口径的金属管道上的电磁流量计，为了节约成本，可以不设接地环，将流量计的法兰和管道连起来然后再接地；如果电磁流量计用在小口径的管道上或用在非金属管道上，必须设置接地环。

3.5 内衬材料

内衬主要作用是绝缘，预防电极短路，同时保护测量管不受介质腐蚀。常用的内衬材料包括：聚氨酯橡胶、PFA、天然软橡胶、EPDM橡胶，选择时应根据介质温度、腐蚀性、是否含有固体颗粒、耐磨性能等情况，选择合适的内衬，延长仪表使用寿命。

3.6 供电电源

一般厂家的电磁流量计采用四线制接线，信号线与电源线分开，可以采用交流220 V电源供电，也可以采用直流24 V电源供电。原则上采用直流24 V安全电源供电，特别是在易燃易爆的环境。

4 安装注意事项

4.1 安装地点的选择

①尽量避免将电磁流量计安装在温度经常变化的地点，降低温度变化引起的温漂，减少流量不稳情况。如果现场受到热源的辐射，必须采用热隔离或通风设施。②避免将流量计安装在受振动或撞击的地方。③尽量避免将电磁流量计安装在腐蚀性环境中，若不能避免，尽量选择通风良好的环境。④电磁流量计尽量避免阳光直晒。⑤请勿将电磁流量计安装在电动机、变压器和其他强电源附近，减少电磁干扰。⑥留足必要的安装及检修空间。

4.2 安装注意事项

①为了保证测量精度，在阀门、弯头、变径、三通等影响介质状态稳定的管段上，电磁流量计应满足前10D后3D(D为管径)的直管段，条件不能满足时，上游直管段不能少于5D。②管路上的手动阀或自动阀应安装在电磁流量计下游，避免介质通过阀门时引起介质状态发生变化，影响测量精度。③如果管道上须注入化学物质，注入地点应选择在流量计的下游，以免引起介质电导率失衡，影响测量精度。如果必须从管道上游侧注入，注入点距离流量计大于50D。④安装时应保证管道内充满介质，介质应由下而上垂直通过流量计，即便安装在水平管道上，也必须保证介质高于流量计的安装位置。⑤避免在管道内聚集气泡，否则流量显示会受到影响。管道的顶部容易聚集气泡，避免将流量计安装在管道顶部；介质通过阀门后，因为压力突然减小，也容易产生气泡，不能紧随阀门后安装电磁流量计。⑥当介质中含有固体沉淀物时，电磁流量计应垂直安装，避免安装在水平管道的最低点，以防物料堆积在管道内。⑦尽量远离泵出口安装，因为泵出口介质状态不稳定并且距离电动机太近，容易产生干扰。

4.3 其他安装注意事项

①电磁流量计接地装置应独立设置，不能与电气系统共用接地装置，接地电阻≤10 Ω。②仪表安装完毕，通过2 mm2铜芯软线将电磁流量计接地极连接到接地装置。③为了保护电磁流量计内衬不被机械划伤，建议管道吹扫完毕后，再安装电磁流量计。同时，在焊接管道时，严格控制电焊机接地线搭接位置，避免用电磁流量计本体作为导体通过焊接电流，以防电子线路被击穿，造成仪表损坏。④为了防止电磁流量计受到管道的振动、热胀冷缩的影响，避免将电磁流量计单独固定，可以通过管道一起进行支撑。⑤电磁流量计中心轴应与管道中心轴保持同心，以免引起测量误差。⑥搬运电磁流量计时，应保证流量计测量管部位均衡受力，或通过本体的吊环进行搬运，不能让流量计信号引出管和接线盒受力。

5 结语

电磁流量计是化工生产中常用的一种流量计，在设计、选型、安装过程中，应结合安装地点、使用现场环境情况(防爆)以及介质的物理、化学性质，选择合适的规格型号，进行规范安装，以满足不同的生产需要。

[1] 范玉久.化工测量与仪表[M].北京：化学工业出版社，2002：187-193.

Selectionandinstallationofelectromagneticflowmeters

HAOJiyun

(Shenxian Huaxiang Salt Chemicals Co., Ltd., Liaocheng 252429, China)

electromagnetic flowmeter; working principle; characteristics; selection; installation; matters needing attention

The working principle and performance characteristics of electromagnetic flowmeter and the matters needing attention in its selection and installation were introduced.

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郝继运(1969—)，男，高级工程师，1992年毕业于山东纺织工学院(现青岛大学)，现于莘县华祥盐化有限公司从事电气、仪表技术管理工作，多次参加公司改扩建项目建设。

2017-06-30

TQ056

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1008-133X(2017)09-0044-02

[编辑：董红果]