[引言]流量是工业生产过程中常用的过程控制参数，流量计量的准确与否将对企业的成本核算、能源消耗等重要指标的正确计算及可信度产生影响，因此，选择高质量、运行稳定、计量准确的流量仪表是至关重要的。在众多流量仪表中，电磁流量计是发展较快的流量检测仪表，它具有反应灵敏、线性好、精确度高的特点，以及在测量过程中不受被测介质温度、密度、黏度、压力等因素影响的优点，尤其是在液体测量上优势突出，能测量其他流量计不易准确测量的流体，如污水、泥浆、矿浆及腐蚀性流体等，所以电磁流量计已成为液体流量测量的shou选仪表。

电磁流量计的测量原理主要是利用导电介质通过流量计时切割电极产生磁场，进而在电极两端产生电压来测量介质流速的。该方法在正常情况下不受介质密度、黏度、温度的影响，其显著特点是该流量计无阻碍流体流动的部件，对流体几乎无阻力，但这种流量计对外界的电磁干扰很敏感，需要良好地接地、屏蔽外界电磁场等。笔者根据在流量室工作的经验，对电磁流量计在标定和使用中遇到的各种问题进行分析总结。

 

１、电磁流量计的安装

        三畅电磁流量计从结构上讲，主要由传感器和变送器组成。传感器安装在工业过程管道上，其作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感应电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。变送器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号放大，并转换成与流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示、累积和调节控制。

 

１．１　传感器的安装

传感器在管线上的安装过程中应注意以下几点：

（１）安装环境：平台常用的电磁流量计传感器的外壳需要防水防爆，对安装场所的要求是：①当测量介质为多相流体时，应选择不会引起相分离的安装场所；②场所内的测量管线内不应有负压；③避免安装在电动机、变压器等强电设备附近，以免引起电磁场干扰；④避免安装在周围有强腐蚀性气本的场所；⑤环境温度一般应在－２５℃～６０℃范围内，尽可能避免阳光直射；⑥安装在无振动或振动小的场所，如果振动过大，则应在传感器前、后的管道加固定支撑，如图１所示；⑦ 环境相对湿度一般应在１０％ ～９０％ 的范围内；⑧ 安装三畅流量计的场所因尽量避免雨水潮湿。

 

 

（２）三畅流量计安装所需直管段长度：一般情况下，对于９０°弯头、Ｔ形三通、异径管、全开阀门等流动阻力件，离传感器电极轴中心线（不是传感器进口端面）应有３Ｄ～５Ｄ（Ｄ 为管直径）的直管段长度；对于不同开度的阀门，则要求有１０Ｄ 的直管段长度；传感器后一般应有２Ｄ 以上的直管段长度，如图２所示。当阀门不能全开时，需使阀门截流方向与传感器电极轴成４５°安装，便可以减小误差。但各规程《电磁流量计检定规程》和标准《国嘉计量技术规范》、《流量测量技术及仪表》所提出的上、下游直管段的长度亦不一致，统计结果是前直管段在５Ｄ～１０Ｄ，后直管段在２Ｄ～５Ｄ范围。

 

 

（３）管线上流量计的安装方式和介质流向［３］：传感器的安装可以采用倾斜、竖直、水平方式，如图３所示。其中，（ａ）和（ｂ）为良好的安装位置。水平安装时，传感器电极轴必须水平安置，这样可以防止由于流体所夹带的气泡而产生的电极短时间绝缘，也可以防止电极被流体中沉积物覆盖，不应将传感器安装在最高点，以免有气体积聚。图３中（ｃ）安装在管系最高处，为不良的安装位置，应予以避免。

 

 

垂直安装时，应使流动方向向上，这样可在无流量或流量很小时使流体中所夹带的较重的固体颗粒下沉，而使较轻的脂肪类物质上升离开传感器极区。测量泥浆、矿浆等液固二相流时，垂直安装可以避免相沉淀和传感器衬里的不均匀磨损。图３中（ｄ）安装在一向下管道出口处，为不良的安装位置，应予以避免。传感器安装处应具有一定背压，图３中（ｅ）位置传感器出口直接排空，易造成测量管内液体非满管，为不良的安装位置，应予以避免。为避免传感器内产生负压，传感器应安装在泵的后面，而不应该安装在泵的前面。图３中（ｆ）为不良安装位置。

 

（４）接地：为测量准确和电极不会发生电流腐蚀，电磁流量传感器必须单独接地，并使传感器和流体大约处于相同的电位。分体式电磁流量计原则上接地应在传感器侧，转换器接地应在同一接地点。在大多数情况下，传感器的内装参比电极或金属管能确保所需的电位平衡。因此，可以通过内装的参比电极和金属管中的流体接地，将传感器的接地片与接地线相连。如果传感器安装于带阴极腐蚀保护管道上，除了传感器和接地环一起接地外，还要用粗铜线绕过传感器跨接在管道的两法兰上，使阴极保护电流与传感器之间隔离，如图４所示。

（５）维修、旁通管路的安装：为方便三畅流量计的定期检定、故障维修以及传感器的清晰工作，电磁流量计旁通管线应采用如图５所示的安装方式。

１．２　转换器的安装

转换器与传感器之间的距离是有限制的，它与被测介质电导率和信号电缆的型号有关，因此，一般应采用制造厂为流量计所配送的电缆，厂家会根据所测介质电导率的不同制定出相应的信号传输范围，可供使用方参考。在进行长距离信号传输时，屏蔽电缆可以采用多层的。如果流量计采用四线制，为避免干扰，必须保证信号线和电源线分开安装，很好将信号线通过钢管安装，屏蔽效果较好。

 

２　电磁流量计故障分析及处理

２．１　介质中含有气泡

        在陆丰１３－２项目中，污水处理撬中经实验室检定合格的电磁流量计安装后，发现表头显示的数值出现晃动且不准确，经现场查证是由于管线中混有气泡，并且污水流动过程中在电极处发生聚集，将电极包裹，造成传感器、变送器回路瞬间断路，采集的信号不稳定，致使输出来回波动。

解决办法便是更换安装位置，但由于平台管线已经敷设，更改管线较难，经综合考虑后，在流量计上游安装排气阀和集气包，有效地排放和吸收了污水中的气体，使得问题得以解决。

 

２．２　电极腐蚀变形

        在金县１－１项目中，一台８寸管径的三畅电磁流量计因检定时间到期进行复检，实验室检定过程中，发现变送器输出数值晃动不稳，与标准表的示数不相符，在排除气泡、介质流速不稳等因素后，将流量计拆下仔细观察，发现其电极已腐蚀变形，出现很多凹点，且由于此现象短时间不易发现，不利于流量计的维修和保养。应及时更换新的电极，并每隔一段时间对电极进行清理和维护。

 

２．３　电磁流量计安装不正确

        绥中３６－１项目中，污水系统排海管线上装有一６寸管径的电磁流量计，投用发现其读数始终显示不正确，反复跳变，后经查证，是由于流量计安装存在问题，造成流量计出口处产生负压，即下游管线中介质压力不稳，造成三畅流量计示数跳变，输出有误。因此在流量计下游５Ｄ 处安装一排放阀，以保证管线内压力。

        电磁流量出现的故障大同小异，应根据具体问题具体分析。此外，电磁流量计故障中还存在电极结垢和电磁干扰等问题，都会造成三畅电磁流量计读数波动和错误。结垢的电极主要是管壁上附着沉淀、绝缘物质，致使回路断开，输出错误，可对电极进行清理，或更换刮刀电极或半球形电极；电磁干扰主要是外界磁场和空气中杂散电流所致，为防止磁场干扰，通常只有将传感器远离强磁场源或加强屏蔽。

 

３　结论

        随着电子技术突飞猛进的发展，电磁流量计在当今生产过程中所起的作用也日益突出，其功能也在不断完善，如误差补偿、空管报警、支持ｈａｒｔ通信等。在海洋石油平台应用中，流量计量在单位成本核算中的位置越来越重要，正确选择三畅电磁流量计已成为成本核算的重要组成部分。（本文来源于天津海洋石油工程股份有限公司）