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摘要：在丹东国资化学纤维有限公司水处理工艺中，电磁流量计是主要的水处理计量检测仪表，它能连续检测各工艺用水参数，根据这些参数的数据进行手动或自动控制，从而使水处理工艺设备正常运行，为系统自动化控制提供依据。因此，对电磁流量计的故障判断和处理就尤为重要。
关键词：电磁流量计；电动势；法拉第电磁感应定律；电导率；传感器；电极
一、前言
化纤行业对水的需求量是非常大的，丹东国资化学纤维有限公司每年用水量达500万余吨。作为一项基本生产原料，成本计量核算是必要的。丹化公司使用的是VUB、VKB电磁流量计，它需要使用二次仪表显示数值，自动化程度不高，已基本淘汰；另一种是E-mag电磁流量计，它是传感器和显示表一体化的计量仪表，自动化程度非常高，也是公司主要的生产用水计量仪表。
二、电磁流量计工作原理
电磁流量计主要由信号转换器与传感器构成，其原理是基于法拉利电磁感应定律，在其传感器中与被测管轴线垂直方向安装一对检测电极，当其接入液态介质管道，导电液态物质沿管轴侧运动时，导电液体作切割磁力线运动而产生感应电动势，此感应电动势由其两个电极测出。
三、电磁流量计选型考虑要点
1、应用概况。电磁流量计应用领域广泛。大中口径仪表较多应用于给排水工程，小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所，丹东化纤公司水处理属于大中口径仪表。
2、精度等级和功能。E-mag电磁流量计的性能有较大差别，有些精度高、功能多，有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为±0.2%～±1%，精度低的仪表则为±1.5%～±2.5%，两者价格相差1～2倍。丹东化纤公司主要是计量，所以选用的是高精度、多功能的E-mag电磁流量计。
3、流速、满度流量、范围度和口径。丹东化纤公司主要是工业输送水等粘度不同的液体，管道流速一般是经济流速1.5～5m/s。E-mag电磁流量计用在这样的管道上，传感器口径与管径相同即可。丹东化纤公司50余台E-mag电磁流量计中，50mm以下小口径、65～250mm中口径、300～900mm大口径分别占20%、45%、35%。
4、与流体接触零部件材料的选择。与流体接触的传感器零部件有衬里（或绝缘材料制成的测量管）、电极、接地环和密封垫片，其材料的耐腐蚀性、耐磨耗性和使用温度上限等影响仪表对流体的适应性。
四、电磁流量计安装应注意的事项
1、流量传感器安装。 安装场所通常电磁流量传感器外壳防护等极为IP65（GB 4208规定的防尘防喷水级）。测量化学反应管道时，要装在反应充分完成段的下游；尽可能避免测量管内变成负压；选择震动小的场所，特别对一体型仪表避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰；易于实现传感器单独接地的场所；尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体。
2、直管段长度要求。为获得正常测量精确度，电磁流量传感器上游也要有一定长度直管段，但其长度与大部分其它流量仪表相比要求较低。
3、安装位置和流动方向。传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。但测量固液两相流体最好垂直安装，自下而上流动。水平安装时要使电极轴线平行于地平线，不要处于垂直于地平线，因为处于地步的电极易被沉积物覆盖，顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面，使输出信号波动。
4、 接地。传感器必须单独接地。分离型原则上接地应在传感器一侧，转换器接地应在同一接地点。
五、电磁流量计运行中故障的处理方法
电磁流量计运行中产生故障有：仪表本身故障、外界原因引起的故障；按照故障发生时期分为：调试期故障、运行期故障。調试期故障出现在新装用后调试初期，主要原因是仪表选用或设定不当，安装不妥等。运行期故障在运行一段时期后出现，主要原因有流体中杂质附着电极衬里，环境条件变化出现新干扰源等。
1、调试期故障。本类故障在电磁流量计初始装用调试时就出现，但一经改进排除故障，以后在相同条件下一般就不会再度出现。常见调试期故障主要有安装不妥、环境干扰两方面原因。
1.1、管道系统和安装等方面。通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的例如将流量传感器安装在易积聚潴留气体的管网高点；流量传感器后无背压，液体迳直排人大气，形成其测量管内非满管；装在自上向下流的垂直管道上，可能出现排空等。
1.2、环境方面。主要是管道杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量，但如遇管道有强杂散电流亦不一定能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施。空间电磁波干扰一般经信号电缆输入端，通常采用单层或多层及接地屏蔽予以保护，在长距离传输过程中，采用光电耦合器。
2、运行期故障
经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障，常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷电击，环境条件变化。
2.1、内壁附着层。 由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
2.2、雷电击。雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流，进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径：电源线，传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的，其他两条途径较少。
2.3、环境条件变化。主要原因同上节调试期故障环境方面，只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。现场干扰源太多，在仪器交流电源输入端串入干扰控制器或并联压敏电阻，从而削弱干扰的影响；野外安装地点增加防护箱等等措施
六、结束语
通过对电磁流量计在丹东国资化学纤维有限公司水处理控制系统中的应用，在仪表的选型、安装工艺的调整、运行等方面进行总结，为提高水处理控制系统中电磁仪表安装、调试的成功率积累了一定的技术经验，为水处理控制系统更高程度的集成化、自动化提供了实践经验。
参考文献：
[1] 懂高峰，谈电磁流量计的选用，技术论文。石化自动化2010-04-05.
[2]蔡武昌，等.电磁流量计[M]，北京；中国石化出版者，2004.
（作者单位：丹东国资化学纤维有限公司）
关键词：电磁流量计；电动势；法拉第电磁感应定律；电导率；传感器；电极
一、前言
化纤行业对水的需求量是非常大的，丹东国资化学纤维有限公司每年用水量达500万余吨。作为一项基本生产原料，成本计量核算是必要的。丹化公司使用的是VUB、VKB电磁流量计，它需要使用二次仪表显示数值，自动化程度不高，已基本淘汰；另一种是E-mag电磁流量计，它是传感器和显示表一体化的计量仪表，自动化程度非常高，也是公司主要的生产用水计量仪表。
二、电磁流量计工作原理
电磁流量计主要由信号转换器与传感器构成，其原理是基于法拉利电磁感应定律，在其传感器中与被测管轴线垂直方向安装一对检测电极，当其接入液态介质管道，导电液态物质沿管轴侧运动时，导电液体作切割磁力线运动而产生感应电动势，此感应电动势由其两个电极测出。
三、电磁流量计选型考虑要点
1、应用概况。电磁流量计应用领域广泛。大中口径仪表较多应用于给排水工程，小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所，丹东化纤公司水处理属于大中口径仪表。
2、精度等级和功能。E-mag电磁流量计的性能有较大差别，有些精度高、功能多，有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为±0.2%～±1%，精度低的仪表则为±1.5%～±2.5%，两者价格相差1～2倍。丹东化纤公司主要是计量，所以选用的是高精度、多功能的E-mag电磁流量计。
3、流速、满度流量、范围度和口径。丹东化纤公司主要是工业输送水等粘度不同的液体，管道流速一般是经济流速1.5～5m/s。E-mag电磁流量计用在这样的管道上，传感器口径与管径相同即可。丹东化纤公司50余台E-mag电磁流量计中，50mm以下小口径、65～250mm中口径、300～900mm大口径分别占20%、45%、35%。
4、与流体接触零部件材料的选择。与流体接触的传感器零部件有衬里（或绝缘材料制成的测量管）、电极、接地环和密封垫片，其材料的耐腐蚀性、耐磨耗性和使用温度上限等影响仪表对流体的适应性。
四、电磁流量计安装应注意的事项
1、流量传感器安装。 安装场所通常电磁流量传感器外壳防护等极为IP65（GB 4208规定的防尘防喷水级）。测量化学反应管道时，要装在反应充分完成段的下游；尽可能避免测量管内变成负压；选择震动小的场所，特别对一体型仪表避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰；易于实现传感器单独接地的场所；尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体。
2、直管段长度要求。为获得正常测量精确度，电磁流量传感器上游也要有一定长度直管段，但其长度与大部分其它流量仪表相比要求较低。
3、安装位置和流动方向。传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。但测量固液两相流体最好垂直安装，自下而上流动。水平安装时要使电极轴线平行于地平线，不要处于垂直于地平线，因为处于地步的电极易被沉积物覆盖，顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面，使输出信号波动。
4、 接地。传感器必须单独接地。分离型原则上接地应在传感器一侧，转换器接地应在同一接地点。
五、电磁流量计运行中故障的处理方法
电磁流量计运行中产生故障有：仪表本身故障、外界原因引起的故障；按照故障发生时期分为：调试期故障、运行期故障。調试期故障出现在新装用后调试初期，主要原因是仪表选用或设定不当，安装不妥等。运行期故障在运行一段时期后出现，主要原因有流体中杂质附着电极衬里，环境条件变化出现新干扰源等。
1、调试期故障。本类故障在电磁流量计初始装用调试时就出现，但一经改进排除故障，以后在相同条件下一般就不会再度出现。常见调试期故障主要有安装不妥、环境干扰两方面原因。
1.1、管道系统和安装等方面。通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的例如将流量传感器安装在易积聚潴留气体的管网高点；流量传感器后无背压，液体迳直排人大气，形成其测量管内非满管；装在自上向下流的垂直管道上，可能出现排空等。
1.2、环境方面。主要是管道杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量，但如遇管道有强杂散电流亦不一定能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施。空间电磁波干扰一般经信号电缆输入端，通常采用单层或多层及接地屏蔽予以保护，在长距离传输过程中，采用光电耦合器。
2、运行期故障
经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障，常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷电击，环境条件变化。
2.1、内壁附着层。 由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
2.2、雷电击。雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流，进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径：电源线，传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的，其他两条途径较少。
2.3、环境条件变化。主要原因同上节调试期故障环境方面，只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。现场干扰源太多，在仪器交流电源输入端串入干扰控制器或并联压敏电阻，从而削弱干扰的影响；野外安装地点增加防护箱等等措施
六、结束语
通过对电磁流量计在丹东国资化学纤维有限公司水处理控制系统中的应用，在仪表的选型、安装工艺的调整、运行等方面进行总结，为提高水处理控制系统中电磁仪表安装、调试的成功率积累了一定的技术经验，为水处理控制系统更高程度的集成化、自动化提供了实践经验。
参考文献：
[1] 懂高峰，谈电磁流量计的选用，技术论文。石化自动化2010-04-05.
[2]蔡武昌，等.电磁流量计[M]，北京；中国石化出版者，2004.
（作者单位：丹东国资化学纤维有限公司）