測水流量計的結(jié)構(gòu)原理與安裝注意事項及運行維護(hù)

摘要：流動物體的準(zhǔn)確測量一直是個難題，特別在鋼鐵行業(yè)。鋼鐵廠由于在生產(chǎn)中產(chǎn)生粉塵多，振動劇烈和高溫、潮濕等原因，儀表工作環(huán)境較差，要保證測量數(shù)據(jù)的長期準(zhǔn)確可靠難度更大。而現(xiàn)在，企業(yè)管理考核對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的要求越來越高。形勢逼迫我們必須提高工作質(zhì)量，拿出符合考核要求的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。對于流體的測量現(xiàn)在已經(jīng)有品種繁多的各種測量原理的流量儀表。經(jīng)過多年安裝、使用和維護(hù)實踐，本人認(rèn)為測水流量計用于鋼廠工業(yè)用水的計量效果較理想。現(xiàn)將其總結(jié)，供大家參考。
一 測水流量計的工作原理和組成結(jié)構(gòu)
應(yīng)用法拉*電磁感應(yīng)定律作為測量原理的測水流量計，是目前工業(yè)中測量導(dǎo)電液體流量的常用儀表。它的應(yīng)用很廣，可以測量各種腐蝕性介質(zhì)以及帶有懸浮顆粒的漿液。其工作原理如圖（一）所示：

設(shè)在均勻磁場中，垂直于磁場方向有一個直徑為D的管道。管道由不導(dǎo)磁的材料制成管道內(nèi)表面襯掛絕緣襯里。當(dāng)導(dǎo)電的液體在導(dǎo)管中流動時，則導(dǎo)電液體切割磁力線，于是在和磁場及流動方向垂直方向上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，如安裝一對電*，則電*間產(chǎn)生和流速成正比例的電勢差。
E=BDν×10-8伏
其中：E----感應(yīng)電勢（伏）
B----磁感應(yīng)強(qiáng)度（高斯）
D----管道內(nèi)徑（厘米）
ν---- 液體在管道中的平均速度（厘米/秒）
實際使用中的測水流量計，都是采用交變磁場工作，此時
B=Bmax×simωt
E=Bmax×simω×D×ν×10-8
=（4Q/Dπ）×10-8×Bmax×simωt=KQ
其中K=4×10-8×Bmax×simωt/πd
流量Q=πde×10-8/4 Bmax×simωt即感應(yīng)電勢E和流量Q成正比。
對于一臺儀表來說，磁感應(yīng)強(qiáng)度是已知的，并且基本不變。所以，只要設(shè)法測出E，則流量Q就知道了。
二 測水流量計的安裝
1.測水流量計的安裝位置可以自己根據(jù)需要選擇，并且其傳感器可以傾斜或者垂直安裝。但是不管采用何種形式的安裝，都要注意二個電*的軸線必須大致在水平方向上。如圖二所示。

2.注意測水流量計的傳感器要安裝在能保證測量管中充滿被測介質(zhì)，不能有非滿管或有氣泡聚集在測量管中的現(xiàn)象。所以 不要把傳感器安裝在管道的*高處，而要安裝在較低的向上傾斜的管道上。在垂直管道上安裝時，不要安裝在液體流向自上而下，而要安裝在自下而上的管道上。不可將傳感器安裝在水泵的入口處，因為此處很容易形成真空，影響計量效果。
3.傳感器時要注意傳感器上箭頭的方向，是指液體流動的方向。
4.測水流量計的傳感器對震動不敏感，但如果安裝在震動較強(qiáng)的地方時，需要在安裝傳感器的管道二側(cè)加支撐。
5.被測介質(zhì)是嚴(yán)重污濁液體過容易在管道結(jié)垢的液體，可以在安裝傳感器的測量管道上加一個旁通管，以便于拆卸清洗。如圖三所示。

對于DN≥350的管道，如果增加旁通管成本較高，也可以采用刮刀式電*的傳感器，當(dāng)需要清理傳感器電*上的污物時，可以打開外殼蓋板，旋轉(zhuǎn)幾圈旋鈕就可以了。也可以采用可拆卸電*式的傳感器，拆卸電*時，可帶壓進(jìn)行，不影響工藝設(shè)備運行。但是，以上兩種制式清洗傳感器的電*，如果傳感器的測量管道被嚴(yán)重污染結(jié)構(gòu)后，還是需要將傳感器拆卸清洗。
6.在測水流量計傳感器安裝的要求上，對直管段長度的要求一般在傳感器上游不小于10個D(D為管道的直徑)，在下游側(cè)不小于2D。但在實際的安裝中，地處山區(qū)受到地里環(huán)境的制約，特別是大口徑管道，要滿足上游側(cè)10個D較困難，根據(jù)我們的實踐，上游側(cè)一般能保證5個D計量效果也不錯。
7.對轉(zhuǎn)換器的安裝，一般安裝在室內(nèi)，不要直接暴露在陽光下就可以了。
8.測水流量計接地環(huán)的安裝，針對工藝管道的內(nèi)表面沒有絕緣層、有絕緣涂層和具有陰*保護(hù)的三種不同的管道，要采用三種不同的安裝方式。
三 測水流量計的運行和維護(hù)
測水流量計在運行中出現(xiàn)的故障是指流量計經(jīng)調(diào)試并正常運行一段時間后出現(xiàn)的故障。常見的運行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁有附著層、雷電打擊、運行環(huán)境條件變化以及系統(tǒng)零位改變等因素引起的。
1. 傳感器內(nèi)壁附著層
如果測量的介質(zhì)是臟污流體，運行一段時間后，常會在傳感器內(nèi)壁集聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。若附著物為絕緣層，則電*回路將出現(xiàn)短路，儀表不能正常工作；若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率，則電*回路將出現(xiàn)短路，儀表也不能正常工作。所以，應(yīng)及時清除測水流量計測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
2. 雷電打擊
雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線，勵磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入的占絕大部分。
3. 環(huán)境條件變化
在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好（如沒有干擾），流量計工作正常，此時往往容易疏忽安裝條件（如接地并不怎么良好）。在這種情況下，一旦環(huán)境條件變化，運行期間出現(xiàn)新的干擾源，如附近管道上進(jìn)行電焊，附近安裝了大型變壓器等。就會干擾儀表的正常工作，輸出信號就會出現(xiàn)波動。
4.系統(tǒng)的零點變化
正常運行情況下，測水流量計的系統(tǒng)零點隨著系統(tǒng)的長期運行而使元器件老化，勵磁線圈絕緣強(qiáng)度降低，測量電**化與污染、系統(tǒng)接地電阻（電位）增加等因素均會造成系統(tǒng)零點的變化與漂移。所以，要定期檢查流量計的系統(tǒng)零點，進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。測水流量計的系統(tǒng)零點在傳感器充滿介質(zhì)且不流動時出現(xiàn)。此時可對系統(tǒng)進(jìn)行零點調(diào)整。
四 結(jié)束語
在工業(yè)水計量中，我們以前使用過標(biāo)準(zhǔn)孔板、阿牛巴流量計以及超聲波流量計，通過比較測水流量計較適合在銅鐵廠用于工業(yè)水的計量，因為它有很多特點：1.精度較高，完全能滿足生產(chǎn)工藝的要求；2.冬天無需考慮防凍保暖的問題；3.階躍能源，幾乎沒有壓力損失4.性能較穩(wěn)定，維護(hù)量很小。在實際使用中效果較理想。