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dn200電磁流量計的原理特點與安裝和調試
點擊次數：2407 發布時間：2021-01-01 12:11:10
隨著（zhe）**人口急劇增長，工業發（fā）展（zhǎn）迅速，**水資源狀況迅速惡化，“水危機”日趨嚴重。應（yīng）對（duì）這（zhè）種情況，我國政府將在“十一五”期間投資3000億（yì）元（yuán）新建、改建數千座汙水處（chù）理廠，以推進城市汙水處理和利用，汙（wū）染減排。在這樣的大背景下（xià），安徽省黃山市正投資興建某汙（wū）水處理廠，目前已建成日處理水（shuǐ）15000m3汙水一期工程，擔負著生活、工業汙水淨化的重要任務，改善水體環境質量，使黃山市成（chéng）為一座山清水秀的城（chéng）市。
2004年（nián）前，黃山（shān）市基本上沒有大型汙水集中處理廠等設施，更（gèng）別（bié）提用於汙（wū）水流量（liàng）檢測的流量計了。在汙水處理過（guò）程中，原汙水的流量是一個需要檢測的（de）關鍵參數。因原汙水是含有顆粒、懸浮物、固液（yè）混合、具有腐蝕性的介質，而dn200電磁流量計*大特點是能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（如泥漿）或纖維液體的流（liú）量，因此，該汙水處理廠采用了2台電磁流量計，用於原汙（wū）水的流量（liàng）計量。
1 dn200電磁流量計的工（gōng）作原理
電磁流量計的基（jī）本原理是法（fǎ）拉*電磁感應定律，即導體在（zài）磁場中切割磁力運動（dòng）時，其兩端產生感應電動勢E為：
式中，K為儀表常數；B為磁感應（yīng）強度（T）；v為導體運動平均速度m/s；D為管道內徑（m）。
dn200電磁流量計工作原理和結構如圖1所示（shì），由流量傳感器和轉（zhuǎn）換器兩大部（bù）分組（zǔ）成。
測量流量時，導電（diàn）性液體相當於法拉*試驗中的導電金屬棒，以（yǐ）平均速度v流過垂直於流動（dòng）方向（xiàng）的磁場。導電性液體的流動，在測量（liàng）電*上（shàng）感應出與平均流速成正比的電（diàn）壓。其感應電壓信號E通過一對或（huò）一對以上的與液體直接（jiē）接觸的電*檢測出來。
根據流體的（de）體積流量公（gōng）式為
由公式（shì）（2）可知，Q與（yǔ）v是成正比的一一對應函數，那麽E與Q也是成正比（bǐ）的一（yī）一對應函數，測出了感應電壓E也即測出了介質的體積流量Q。
測出的感應電壓E由電纜送至轉換器，通過智能化處（chù）理，然後LCD顯示，或（huò）轉換成標準信號（hào）4～20mA輸出。
2 dn200電（diàn）磁流量計特點
（1）測量管（guǎn）道內無阻力（lì）元件，沒有附加的壓力損（sǔn）失，不易發生堵塞，具有（yǒu）顯著的節能意義；
（2）測量管道內無可動部件（jiàn），不易磨（mó）損，因（yīn）此傳感器壽命長；
（3）傳感（gǎn）器所需的直（zhí）管段較短，方便安裝；
（4）合理選擇電*和（hé）內襯（chèn）材料，可耐腐蝕和耐磨損；
（5）雙向測量係統，可測正反向流量（liàng）；
（6）流量（liàng）的測量為體積流量，不受流量的密度、粘度、溫度、壓力、和電導率變化的影響；
（7）傳感（gǎn）器感應電壓信號與平均流速呈線（xiàn）性關（guān）係（xì），測量精度高（±0.3～-0.5％），量程比寬（1：150）。
3 dn200電（diàn）磁流量（liàng）計選型
儀表的選型很重要，有關資（zī）料（liào）表明，儀表（biǎo）在實際應用中有2/3的故障（zhàng）是儀表選型錯誤或使用不當（dāng）造成的，因此，在確定選用電磁流量計之後，還（hái）應根據不同的（de）工藝、環境、測量、介質等綜合考慮。
3.1 口徑選擇
根據該汙水處（chù）理廠（chǎng）提供的工藝管（guǎn）道直（zhí）徑（jìng）、管道壓力及（jí）汙水流速，選擇口徑D=600mm的電磁流量計，現場不需要縮管和擴管。
3.2 內襯、電*材料選（xuǎn）擇（zé）
dn200電磁流量計主要用於測電導率（lǜ）≥5μS/cm的（de）流體流量，應根（gēn）據被測物質的腐蝕（shí）性、磨損性、溫度及凝結性等特點和價格承受能力，應選擇不同內襯、電（diàn）*材料。
電磁流（liú）量計（jì）的內襯材料有：耐腐（fǔ）蝕性中等、耐一般低（dī）濃度的酸、堿、鹽（yán）的氯丁橡膠材料，耐磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠，耐腐蝕性能（néng）強和適於溫度高的（de）聚四氟乙烯，化學性質等同（tóng）於聚四氟乙烯的抗拉、抗壓聚全氟乙丙烯，耐稀酸、堿、鹽的溫度＜60℃的聚乙烯（xī）和溫度＜100℃的聚苯硫醚等。
電*材（cái）料裝於其管道內壁，與被測物質直接接觸，故應根據被測物質的腐蝕性選定。電磁流量（liàng）計電（diàn）*的材（cái）料有：耐鹽和小於50%濃度堿（jiǎn）溶液的鈦（Ti）電*，耐酸和鹽的鉭（Ta）電*，耐腐蝕能（néng）力強的貴金屬鉑電*，不（bú）適於鹽酸的（de）哈氏合金C電*和不適於硝酸的哈氏合金B電*，耐腐蝕能（néng）力一般、但價格（gé）低廉的不（bú）鏽鋼316L等。
根據該汙水（shuǐ）處理廠主要處理生活廢水及工業廢水（shuǐ），再考慮用戶能（néng）接受的價格，選用氯丁橡膠材料內襯（chèn）和不鏽鋼316L材料電*。
3.3 防護等級的選定
根據**標準，傳感器有IP65噴水型（xíng）和IP68潛水型兩種防護等級（jí），根據用戶實際（jì）安裝地（dì）點在低矮的井道中，所以傳感器選IP68防塵潛水型。
3.4 附加功能的選擇
（1）對（duì）於選定的（de）基本型，dn200電磁流量計（jì）已帶LCD顯示、4～20mA電流輸出和0～1KHz頻率輸出，根據流量計和計算機通訊的要求，需增加RS-485通訊（xùn）口功（gōng）能，
（2）對於傳感器安裝在地麵以下，應選擇分體型。
4 dn200電磁流量計的安裝（zhuāng）和調試
4.1 安裝要領
（1）安裝（zhuāng）點選擇在管道*低處在確認被測物（wù）質流向（xiàng）之後，安裝點要選擇在任何時候測量導管內都能充滿液體（tǐ），以防止由於測量導管內（nèi）無液而指（zhǐ）示不在零位所引起的（de）誤差如圖2所示。
（2）直管段保證在前5D後3D為獲得儀表測量精確度，在傳感器上遊側的直管段長度不小於5D，下遊側不小於3D（D為傳（chuán）感器的名義直（zhí）徑）。若在傳感器上遊側有兩個（gè）以上的彎（wān）頭或其它阻流件（jiàn），則前置直管段應大於10D。
（3）信號電（diàn）*在水平方向水（shuǐ）平安裝時要使電*軸線平行於地平（píng）線（xiàn），因為處於底部（bù）的電*易被（bèi）沉澱物（wù）覆蓋，被測介質中偶存（cún）氣泡擦過遮住電*表麵，使輸出信號波動。
（4）盡量（liàng）避開振動源、磁源（大功率電機、變壓器（qì））由於dn200電磁流量計的測量感應（yīng）電壓很小（xiǎo），電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時應進行可靠（kào）的接地連（跨）接（jiē）。金屬管道dn200電磁流量（liàng）計接地連（跨）接方法如圖3所示
4.2 轉換器安裝和調試
一體化dn200電磁（cí）流量計無單獨安裝轉換器（qì），分體式轉換器安裝在（zài）傳感器附近或儀表室，場所選擇餘地較大，環（huán）境條件好些。轉換器（qì）和傳感器間距離受製於被測介質電導率和信號電纜（lǎn）型號（hào），即電纜的分布電（diàn）容、導線截麵和屏蔽層數、用製造廠儀（yí）表所（suǒ）附（或規定（dìng）型號）的信號電纜。電導率較低傳輸（shū）距離（lí）較長時，應（yīng）用二層屏蔽電纜。
為了避（bì）免幹（gàn）擾信號，信號電纜必須單獨穿過接地保護鋼（gāng）管內（nèi），不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內。
功能性調試時，由智能轉換器對儀表分別進行參數的讀取，臨界值（zhí）報警（jǐng）試驗等，然後進行流量（liàng）係數值的（de）寫（xiě）入。
5 儀（yí）表投運及故障處理
dn200電磁流量計在（zài）投運前，應對管道及（jí）流量計進行徹底檢查，包括管道（dào）雜物等清理，電*處幹燥處（chù）理。還包括電氣線路的檢查，*先應對線路的（de）接地進行檢測，確保接地可靠後，還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。
該電磁流量計正常投運一年多來，基本上（shàng）未出現故（gù）障，但是一年後，出現（xiàn）工（gōng）作（zuò）異常，具體表（biǎo）現為測量值變大或變小，或者是（shì）不停地波動，且經現場檢查（chá），已排除管道不滿管、介質含氣等現象的可能性，發現這類問題的出現可能是與電（diàn）纜線故障（zhàng）有關（guān）。因為流量計隨管道埋敷在地下，傳感器具有IP68防護結構，轉換器安裝在儀表（biǎo）箱或室內，兩者通過電纜連接，由於地麵沉陷，山區環境潮濕等現場情況的變化，傳感器和轉換（huàn）器（qì）未徹底（dǐ）做好（hǎo）電纜接頭處的防潮（防水）等（děng）處理，恰逢該（gāi）接頭處於一（yī）個潮（cháo）濕的（de）環（huán）境，如儀表井、電纜（lǎn）溝等，潮氣侵入電纜接頭，都有造成如下的可能：
（1）信號線對地絕緣（yuán）下降，引起信號衰減，*終是（shì）測量結果偏小（xiǎo）；
（2）信號電纜連接處接觸電（diàn）阻變大，使測（cè）量值變小，若該接觸電（diàn）阻不穩定，則測量值（zhí）無法穩定，且易引（yǐn）入幹擾；
（3）勵磁（cí）線圈對地絕緣下降，造成測量結果（guǒ）偏小；
（4）信號線勵磁線對地絕緣性能下降，使得（dé）測量結果遠大於正常的數據，如這（zhè）種幹擾不（bú）穩定（dìng），對儀表的影響也變化不定，繼而出（chū）現波動；
（5）勵（lì）磁回路電纜（lǎn）連接處接觸電阻變大，使（shǐ）轉換器的勵磁回路處於非恒流工作區域，勵磁電流下降，同樣造成測（cè）量結果偏小，若該接觸電阻不穩定，則測量值出現波動。
判別這類異常情況，因發（fā）生在信號回路（lù），判斷有一定難度，隻有（yǒu）深入現場，在排除流量計其它可能性故障後，就應檢查電纜是否有問題，現場儀表維護（hù）人員隻要把現場的勵磁（cí）回路電阻測（cè）量值與廠方提供的數據作比較，測試接地電阻，逐步判定（dìng）問題所在，繼而采取措施，或更換整根電纜，或保持電纜接頭處幹燥（zào）等。
6 結束語
由於dn200電磁流量計運行環境（jìng）較為複雜，影響其正常工作的因素眾（zhòng）多，調試技術需要不斷總結和更新。總之，隻要我們合理（lǐ）選用（yòng）、正確安裝電磁流量（liàng）計，並采取有效的措施加以維護，就能避免或減少故障的發生，延（yán）長儀表的使（shǐ）用壽命，為（wéi）生產提供準確可靠的計量數據。
在現代化的汙水處理工藝中（zhōng），配備流（liú）量（liàng）檢測儀表，構成可靠的自動（dòng）控製係統，使汙水水質達到常規（guī）的排放標準，造福人類。
2004年（nián）前，黃山（shān）市基本上沒有大型汙水集中處理廠等設施，更（gèng）別（bié）提用於汙（wū）水流量（liàng）檢測的流量計了。在汙水處理過（guò）程中，原汙水的流量是一個需要檢測的（de）關鍵參數。因原汙水是含有顆粒、懸浮物、固液（yè）混合、具有腐蝕性的介質，而dn200電磁流量計*大特點是能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（如泥漿）或纖維液體的流（liú）量，因此，該汙水處理廠采用了2台電磁流量計，用於原汙（wū）水的流量（liàng）計量。
1 dn200電磁流量計的工（gōng）作原理
電磁流量計的基（jī）本原理是法（fǎ）拉*電磁感應定律，即導體在（zài）磁場中切割磁力運動（dòng）時，其兩端產生感應電動勢E為：
式中，K為儀表常數；B為磁感應（yīng）強度（T）；v為導體運動平均速度m/s；D為管道內徑（m）。
dn200電磁流量計工作原理和結構如圖1所示（shì），由流量傳感器和轉（zhuǎn）換器兩大部（bù）分組（zǔ）成。
測量流量時，導電（diàn）性液體相當於法拉*試驗中的導電金屬棒，以（yǐ）平均速度v流過垂直於流動（dòng）方向（xiàng）的磁場。導電性液體的流動，在測量（liàng）電*上（shàng）感應出與平均流速成正比的電（diàn）壓。其感應電壓信號E通過一對或（huò）一對以上的與液體直接（jiē）接觸的電*檢測出來。
根據流體的（de）體積流量公（gōng）式為
由公式（shì）（2）可知，Q與（yǔ）v是成正比的一一對應函數，那麽E與Q也是成正比（bǐ）的一（yī）一對應函數，測出了感應電壓E也即測出了介質的體積流量Q。
測出的感應電壓E由電纜送至轉換器，通過智能化處（chù）理，然後LCD顯示，或（huò）轉換成標準信號（hào）4～20mA輸出。
2 dn200電（diàn）磁流量計特點
（1）測量管（guǎn）道內無阻力（lì）元件，沒有附加的壓力損（sǔn）失，不易發生堵塞，具有（yǒu）顯著的節能意義；
（2）測量管道內無可動部件（jiàn），不易磨（mó）損，因（yīn）此傳感器壽命長；
（3）傳感（gǎn）器所需的直（zhí）管段較短，方便安裝；
（4）合理選擇電*和（hé）內襯（chèn）材料，可耐腐蝕和耐磨損；
（5）雙向測量係統，可測正反向流量（liàng）；
（6）流量（liàng）的測量為體積流量，不受流量的密度、粘度、溫度、壓力、和電導率變化的影響；
（7）傳感（gǎn）器感應電壓信號與平均流速呈線（xiàn）性關（guān）係（xì），測量精度高（±0.3～-0.5％），量程比寬（1：150）。
3 dn200電（diàn）磁流量（liàng）計選型
儀表的選型很重要，有關資（zī）料（liào）表明，儀表（biǎo）在實際應用中有2/3的故障（zhàng）是儀表選型錯誤或使用不當（dāng）造成的，因此，在確定選用電磁流量計之後，還（hái）應根據不同的（de）工藝、環境、測量、介質等綜合考慮。
3.1 口徑選擇
根據該汙水處（chù）理廠（chǎng）提供的工藝管（guǎn）道直（zhí）徑（jìng）、管道壓力及（jí）汙水流速，選擇口徑D=600mm的電磁流量計，現場不需要縮管和擴管。
3.2 內襯、電*材料選（xuǎn）擇（zé）
dn200電磁流量計主要用於測電導率（lǜ）≥5μS/cm的（de）流體流量，應根（gēn）據被測物質的腐蝕（shí）性、磨損性、溫度及凝結性等特點和價格承受能力，應選擇不同內襯、電（diàn）*材料。
電磁流（liú）量計（jì）的內襯材料有：耐腐（fǔ）蝕性中等、耐一般低（dī）濃度的酸、堿、鹽（yán）的氯丁橡膠材料，耐磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠，耐腐蝕性能（néng）強和適於溫度高的（de）聚四氟乙烯，化學性質等同（tóng）於聚四氟乙烯的抗拉、抗壓聚全氟乙丙烯，耐稀酸、堿、鹽的溫度＜60℃的聚乙烯（xī）和溫度＜100℃的聚苯硫醚等。
電*材（cái）料裝於其管道內壁，與被測物質直接接觸，故應根據被測物質的腐蝕性選定。電磁流量（liàng）計電（diàn）*的材（cái）料有：耐鹽和小於50%濃度堿（jiǎn）溶液的鈦（Ti）電*，耐酸和鹽的鉭（Ta）電*，耐腐蝕能（néng）力強的貴金屬鉑電*，不（bú）適於鹽酸的（de）哈氏合金C電*和不適於硝酸的哈氏合金B電*，耐腐蝕能（néng）力一般、但價格（gé）低廉的不（bú）鏽鋼316L等。
根據該汙水（shuǐ）處理廠主要處理生活廢水及工業廢水（shuǐ），再考慮用戶能（néng）接受的價格，選用氯丁橡膠材料內襯（chèn）和不鏽鋼316L材料電*。
3.3 防護等級的選定
根據**標準，傳感器有IP65噴水型（xíng）和IP68潛水型兩種防護等級（jí），根據用戶實際（jì）安裝地（dì）點在低矮的井道中，所以傳感器選IP68防塵潛水型。
3.4 附加功能的選擇
（1）對（duì）於選定的（de）基本型，dn200電磁流量計（jì）已帶LCD顯示、4～20mA電流輸出和0～1KHz頻率輸出，根據流量計和計算機通訊的要求，需增加RS-485通訊（xùn）口功（gōng）能，
（2）對於傳感器安裝在地麵以下，應選擇分體型。
4 dn200電磁流量計的安裝（zhuāng）和調試
4.1 安裝要領
（1）安裝（zhuāng）點選擇在管道*低處在確認被測物（wù）質流向（xiàng）之後，安裝點要選擇在任何時候測量導管內都能充滿液體（tǐ），以防止由於測量導管內（nèi）無液而指（zhǐ）示不在零位所引起的（de）誤差如圖2所示。
（2）直管段保證在前5D後3D為獲得儀表測量精確度，在傳感器上遊側的直管段長度不小於5D，下遊側不小於3D（D為傳（chuán）感器的名義直（zhí）徑）。若在傳感器上遊側有兩個（gè）以上的彎（wān）頭或其它阻流件（jiàn），則前置直管段應大於10D。
（3）信號電（diàn）*在水平方向水（shuǐ）平安裝時要使電*軸線平行於地平（píng）線（xiàn），因為處於底部（bù）的電*易被（bèi）沉澱物（wù）覆蓋，被測介質中偶存（cún）氣泡擦過遮住電*表麵，使輸出信號波動。
（4）盡量（liàng）避開振動源、磁源（大功率電機、變壓器（qì））由於dn200電磁流量計的測量感應（yīng）電壓很小（xiǎo），電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時應進行可靠（kào）的接地連（跨）接（jiē）。金屬管道dn200電磁流量（liàng）計接地連（跨）接方法如圖3所示
4.2 轉換器安裝和調試
一體化dn200電磁（cí）流量計無單獨安裝轉換器（qì），分體式轉換器安裝在（zài）傳感器附近或儀表室，場所選擇餘地較大，環（huán）境條件好些。轉換器（qì）和傳感器間距離受製於被測介質電導率和信號電纜（lǎn）型號（hào），即電纜的分布電（diàn）容、導線截麵和屏蔽層數、用製造廠儀（yí）表所（suǒ）附（或規定（dìng）型號）的信號電纜。電導率較低傳輸（shū）距離（lí）較長時，應（yīng）用二層屏蔽電纜。
為了避（bì）免幹（gàn）擾信號，信號電纜必須單獨穿過接地保護鋼（gāng）管內（nèi），不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內。
功能性調試時，由智能轉換器對儀表分別進行參數的讀取，臨界值（zhí）報警（jǐng）試驗等，然後進行流量（liàng）係數值的（de）寫（xiě）入。
5 儀（yí）表投運及故障處理
dn200電磁流量計在（zài）投運前，應對管道及（jí）流量計進行徹底檢查，包括管道（dào）雜物等清理，電*處幹燥處（chù）理。還包括電氣線路的檢查，*先應對線路的（de）接地進行檢測，確保接地可靠後，還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。
該電磁流量計正常投運一年多來，基本上（shàng）未出現故（gù）障，但是一年後，出現（xiàn）工（gōng）作（zuò）異常，具體表（biǎo）現為測量值變大或變小，或者是（shì）不停地波動，且經現場檢查（chá），已排除管道不滿管、介質含氣等現象的可能性，發現這類問題的出現可能是與電（diàn）纜線故障（zhàng）有關（guān）。因為流量計隨管道埋敷在地下，傳感器具有IP68防護結構，轉換器安裝在儀表（biǎo）箱或室內，兩者通過電纜連接，由於地麵沉陷，山區環境潮濕等現場情況的變化，傳感器和轉換（huàn）器（qì）未徹底（dǐ）做好（hǎo）電纜接頭處的防潮（防水）等（děng）處理，恰逢該（gāi）接頭處於一（yī）個潮（cháo）濕的（de）環（huán）境，如儀表井、電纜（lǎn）溝等，潮氣侵入電纜接頭，都有造成如下的可能：
（1）信號線對地絕緣（yuán）下降，引起信號衰減，*終是（shì）測量結果偏小（xiǎo）；
（2）信號電纜連接處接觸電（diàn）阻變大，使測（cè）量值變小，若該接觸電（diàn）阻不穩定，則測量值（zhí）無法穩定，且易引（yǐn）入幹擾；
（3）勵磁（cí）線圈對地絕緣下降，造成測量結果（guǒ）偏小；
（4）信號線勵磁線對地絕緣性能下降，使得（dé）測量結果遠大於正常的數據，如這（zhè）種幹擾不（bú）穩定（dìng），對儀表的影響也變化不定，繼而出（chū）現波動；
（5）勵（lì）磁回路電纜（lǎn）連接處接觸電阻變大，使（shǐ）轉換器的勵磁回路處於非恒流工作區域，勵磁電流下降，同樣造成測（cè）量結果偏小，若該接觸電阻不穩定，則測量值出現波動。
判別這類異常情況，因發（fā）生在信號回路（lù），判斷有一定難度，隻有（yǒu）深入現場，在排除流量計其它可能性故障後，就應檢查電纜是否有問題，現場儀表維護（hù）人員隻要把現場的勵磁（cí）回路電阻測（cè）量值與廠方提供的數據作比較，測試接地電阻，逐步判定（dìng）問題所在，繼而采取措施，或更換整根電纜，或保持電纜接頭處幹燥（zào）等。
6 結束語
由於dn200電磁流量計運行環境（jìng）較為複雜，影響其正常工作的因素眾（zhòng）多，調試技術需要不斷總結和更新。總之，隻要我們合理（lǐ）選用（yòng）、正確安裝電磁流量（liàng）計，並采取有效的措施加以維護，就能避免或減少故障的發生，延（yán）長儀表的使（shǐ）用壽命，為（wéi）生產提供準確可靠的計量數據。
在現代化的汙水處理工藝中（zhōng），配備流（liú）量（liàng）檢測儀表，構成可靠的自動（dòng）控製係統，使汙水水質達到常規（guī）的排放標準，造福人類。