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ZNE電磁流量計的組成及工作原理在使用過程中常見故障分析 隨著人類節水意識的日益增強,對水資源的科學管理更加重要.在供水系統中,只有通過對水資源的科學檢測與計量,才能合理有效地使用能源、分配能源、管理能源,達到節約能源的目的. 目前,對水的流量測量方法有多種:差壓式、靶式、渦輪式、浮子式、超聲式、電磁式等.其中,在工業系統中常用的形式有超聲波流量計和ZNE電磁流量計兩種.而超聲波流量計因其存在穩定性差、容易產生干擾等缺點,一般不優先使用,只有在現有的工藝改造過程中,由于管道不能中斷或內部帶壓的情況下,因其安裝簡便,才使用超聲波流量計.一般情況下,為了保證測量精度,使檢測信號穩定可靠,我們常使用ZNE電磁流量計來進行水量測量. 1. 電磁流量傳感器的工作原理 ZNE電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律的原理制造的. 我們把在管道內流動的導電液體流動看成導體的運動.當管道置于磁場內,在與磁場方向、管道的中心軸、管道的直徑三者互相垂直的管道位置,安裝兩個與液體相接觸的電極,管道的直徑可以看成導體的長度,當液體在管道內流動時,就可以看成導體在磁場內做切割磁力線運動.這時,兩電極間就產生出感應電動勢來.根據法拉第電磁感應定律,當磁場強度B一定時,測得的感應電動勢E的大小與管道內流體的流速V成正比.即:E=BDV,而對于流過一定管徑的流體而言,其瞬時體積流量為: Q=π/4?D2?V 故而得出:Q=π/4?D?E/B 即當磁場強度B一定時,流過直徑為D的管道內的流體體積流量與電極兩端所測得的電動勢E的大小成正比. 2.ZNE電磁流量計的組成 ZNE電磁流量計由電磁流量傳感器和電磁流量轉換器組成,并連接顯示、記錄、積算、調節儀表或計算機網絡,構成流量的測量系統,如圖1所示. 電磁流量傳感器安裝在流體傳輸工藝管道上,用來將導電液體的流速(流量)線性地變換成感應電勢信號.電磁流量轉換器向傳感器提供工作磁場的勵磁電流,并接受感應電勢信號,將流速(流量)信號進行放大、處理并轉換為統一的、標準的電流信號以及其他通訊信號,供指示儀表、記錄儀表、調節儀表和計算機網絡實現對流量的遠距離指示、記錄、積算、控制與調節. 3. ZNE電磁流量計的故障分析 ZNE電磁流量計在運行中產生的故障一般分兩類.一類為儀表本身故障,即儀表結構件或元器件損壞引起的故障;另一類為外界原因引起的故障,如安裝不妥、流動畸變、沉積、結垢或環境條件變化出現新干擾源等.下面就幾種常見故障進行分析. 3.1 流體方面 如果流體內含有大量氣泡,會使信號輸出波動,若氣泡大到流過電極遮蓋整個電極表面,使電極信號回路瞬時斷開,輸出信號將產生更大的波動;如果兩種電導率不同的混合液體在未均勻混合前即進入流量傳感器進行流量測量,輸出信號亦會產生波動. 3.2 周圍環境 主要是管道雜散電流干擾,空間電磁波干擾,大電機磁場干擾等.對管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護.如管道有強雜散電流,須采取流量傳感器與管道絕緣的措施.空間電磁波干擾一般經信號電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護. 3.3 管道內壁附著層 當ZNE電磁流量計測含懸浮物較高或較臟的流體流量時,污物容易附著在管道內壁,使電極被覆蓋.若附著層電導率與液體電導率相近,儀表還能正常輸出信號,只是改變流通面積形成測量誤差;若是高電導率附著層,電極間電動勢將被短路;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣而斷開測量電路.后兩種現象均會使儀表無法工作. 3.4 管道系統和安裝等方面 通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障.常見的有傳感器前直管段不符合要求,當上游側泵或閥的工作狀態產生變化時,流體產生擾動,影響到傳感器的測量狀態;將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網高點;流量傳感器后無背壓,液體徑直排入大氣,形成其測量管內非滿管;裝在自上向下流的垂直管道上,可能出現排空等原因. 3.5 雷電擊 雷電擊在線路中感應瞬時高電壓和浪涌電流,進入儀表就會損壞儀表.雷電擊損壞儀表由三條引入途徑:電源線、傳感器與轉換器之間的流量信號線和勵磁線.不過引起故障的感應瞬時高電壓和浪涌電流大部分是從控制室電源線路引入的(控制室其他儀表也常常同時出現雷擊事故),因此,設置控制室儀表電源線防雷設施是非常重要的. 電磁流量計,壓力變送器,新型靶式流量計,超聲波流量計,渦街流量計,渦輪流量計,熱電偶