电磁流量计电极的封装

电磁流量计电极的封装

徐军

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摘要：目前，我国的电力行业建设的发展迅速，电磁流量计是一种新型的流量测量仪表，它的出现得益于电子技术的发展，采用电磁感应原理，利用电动势测量导电流体的流量。随着我国工业的发展，电磁流量计的应用领域更加广泛，常见于石油、化工、冶金、矿山、化工化纤、给排水等行业。掌握电磁流量计的使用方法，做好维护工作，能提高其使用性能、延长其使用寿命。

关键词：电磁流量计;电极;封装

引言

第二次工业革命给人类社会带来了电，在此推动下，各类设备、仪器如雨后春笋般出现，改变了人类的生活方式，也彻底颠覆了传统的生产方式。电磁流量计诞生于20世纪50年代～60年代，如今，这一仪器已经被广泛应用于污水、氟化工、生产用水、自来水行业、医药以及钢铁等诸多方面，尤其在酸、碱、盐、含固体颗粒或纤维液体的流量检测上的应用。在上述方面，电磁流量计的测量结果有着较强的可靠性，但是，在工作过程中，电磁流量计偶尔也会出现故障，正确认识故障产生的原因并采取相应措施予以解决是提高结果精确度的前提。因此，分析电磁流量计仪表的故障及其解决措施就成为一项值得研究的课题。

1电磁流量计的组成结构、工作原理和特点

１．１组成结构

一个典型的电磁流量计由以下几部分组成。（１）磁路系统，可产生均匀的交流磁场或直流磁场。（２）测量导管，引导被测液体，使用不导磁、低导电率和导热率、有一定机械强度的材料制成。（３）电极，引出感应电势信号，安装时与管道垂直。（４）外壳，为铁磁材质，可对外部磁场进行隔离。（５）衬里，与被测液体直接接触，促使测量导管耐腐蚀，防止导管管壁短路。（６）转换器，对感应电势信号进行放大，然后转换成统一的标准信号，还能抑制干扰信号。

１．２工作原理

电磁流量计的工作原理是电磁感应定律，当液体流经磁场时，会感应出一个电势，这个电势和平均流速成正比。两个电极检出的感应电压信号，通过电缆传输到转换器上，经数字化处理，最终的流量数据呈现在显示屏上。其中，电极检出的感应电势为：Ｅ＝ｋＢＶＤ（１）式中，Ｅ为感应电势，Ｖ；ｋ为仪表的常数；Ｂ为磁感应强度，Ｔ；Ｖ为测量管截面内的液体平均流速，ｍ／ｓ；Ｄ为测量管的内径，ｍ。

１．３特点

在实际应用中，电磁流量计的特点包括以下几点。（１）不受液体的密度、温度、压力、电导率等参数的影响。（２）测量管内液体流通顺畅，无压损，尤其适合测量浆液。（３）耐腐蚀性和耐磨损性较好，零点稳定，测量精确度高。（４）使用高性能的微处理器，方便参数设定，编程简单可靠。（５）具有自我诊断、自我检查功能，故障处理更简单方便。

2解决电磁流量计故障的有效措施

正所谓“对症下药”，在明确电磁流量计可能会产生的各种故障后，就应当有的放矢，采取具有针对性的方式加以解决，在实践过程中，常常采用如下六种方式排除故障，即：电阻法；电流法；电压法；替代法；模拟信号法；波形法。

2.1利用电阻法排除故障

电阻法是排除电磁流量计故障的基础方法，也是最为普遍的方法。依据电磁流量计故障的不同，电阻法的具体使用方法也不同，流量计电源保险丝、励磁保险的通断，电磁流量计信号电缆、励磁电缆的通断等是较为普遍的方法。

2.2采用电压法排除故障

电压法排除故障的核心在于判断工作电源。可以用数字式万用表分别测两电极与地之间的极化电压，如果两次测量值接近且几乎相等，说明电极未被污染或被覆盖，否则说明电极已被污染或被覆盖。极化电压大小决定于电极材料的“电极电位”和液体的性质，测量值可能在几伏至几百伏之间。

2.3采用替代法排除故障

替代法，即将两个不同部位互换，用同一件正常的器具来对两个部位进行检查，以判断某一部位是否存在故障，在实践中，比较普遍的是将流量计的转换器、放大板进行互换以检验转换器是否存在故障。

2.4采用模拟信号法排除故障

电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路，用模拟信号发生器提供流量信号是非常普遍的一种方式。

2.5采用波形法排除故障

采用关键点波形法排除故障建立在熟悉线路的基础上，电磁流量计检查内容为：外观检查、转换器特性试验、测量值校准、测量各部电压、测量绝缘电阻、确认电路等。仪表检查调整时因零点漂移，调整零点显得十分重要。

3优化措施分析

3.1检查转换器

首先要检查给转换器供电的电源电压是否和转换器的标称电压一致，并且确认电源已经接通，检查保险丝是否完好，确认转换器的电路板是否有烧坏的迹象，注意排查并纠正。若是转换器的故障，由于现在的转换器大部分都有互换性（出厂时经过标准信号源统一标定），就可方便地试调换转换器部件甚至转换器整机；然后再检查仪表设定的参数是否被更改，或和显示仪表（上位机）一致。因仪表参数设置不当或用户不小心把出厂参数更改后导致仪表不能正确测量的事例时有发生。

3.2检查传感器

到现场的第二步是要检查传感器本身是否发生故障，然后再对其它相关情况作分析，判断传感器是否故障的三个要点：（1）空管时，传感器的电极及引线对传感器外壳的绝缘电阻应为无穷大，管道潮湿时，电极对外壳的绝缘电阻也可能为几十兆欧姆；（2）传感器的励磁线圈对地的绝缘电阻值应为无穷大，且线圈电阻为16 Ω左右；（3）满管时，电极及引线对传感器外壳的电阻数量级应为几十千欧至几百千欧，电阻过大说明结垢或断线，电阻过小说明测量管沉积导电层。无论是结垢或是沉积导电层，都将影响测量值显示的稳定性，因此必须作相应处理。必要时要对传感器衬里的好坏作相应地判断，以及在传感器的上游是否有影响流速分布的堆积物等。

3.3检查接线系统

检查用户使用的导线型号是否与说明书要求的型号一致，电磁流量计的等电势接地是否牢固，若是分体型的电磁流量计，特别要注意励磁线及信号线的连接是否牢固，接线是否正确。有的用户在接线时用劲过大，导致接线端子根部折断，接触时断时续。有的用户对接地的概念不理解，屏蔽线不接地，或采用多点接地，造成测量值显示不稳定。电磁流量计在国内过程控制中使用的时间已经很长了，但在现场经常看到安装不合理的情况，如安装在管道的高处不能满管运行，直管段不够，离泵太近等情况。这些都是造成仪表不能准确测量的重要因素。但是有些用户或设计员对此认识不够。对于测量值显示不稳定的情况，还要考虑杂散电流干扰的影响。

结语

综上所述，电磁流量计在工业生产领域应用广泛，是一种新型的流量测量仪表。本文从精度等级、量程和口径、衬里材料、电极材料四方面介绍了流量计的选型；以管道式、插入式仪表为例指出安装要求，并总结了电极维护方法。此外，针对不同类型的管道，采取合理的接地方式，才能确保电磁流量计正常运行，提高测量精度。

参考文献

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