水行業(yè)電磁流量計(jì)的選型及要點(diǎn)

引水工程、自來(lái)水廠、污水處理廠進(jìn)、出口水流量計(jì)量是水行業(yè)中的關(guān)鍵計(jì)量，是企業(yè)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量、生產(chǎn)成本、管網(wǎng)漏失和能源單耗等主要生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)的重要依據(jù)，是水行業(yè)*的計(jì)量環(huán)節(jié)。進(jìn)出、水流量計(jì)量?jī)x表的選型顯得較為關(guān)鍵，如何正確選用流量?jī)x表和提高計(jì)量檢測(cè)水平是企業(yè)一項(xiàng)重要的工作。

引水工程、自來(lái)水廠、污水處理廠進(jìn)出口水流量計(jì)量使用的流量計(jì)與其它領(lǐng)域相比具有其特殊的要求。首先，流量計(jì)的口徑比較大，一般DN300mm－DN1000mm的范圍，國(guó)內(nèi)已成功使用的電磁流量計(jì)zui大口徑達(dá)到DN3000mm；上?？咸刂悄軆x器公司今年供應(yīng)深圳水務(wù)zui大口徑達(dá)到DN3200mm。其次，水的流量計(jì)量量值較大，一般為數(shù)千到幾萬(wàn)m3/h；另外，為了保證滿足供、排水貿(mào)易計(jì)量的要求，所選型的流量?jī)x表要求準(zhǔn)確度高；由于流量?jī)x表口徑大而安裝位置局限所以對(duì)直管段的要求不能過(guò)高。針對(duì)進(jìn)、出口水流量特點(diǎn)，我們選擇流量?jī)x表時(shí)就要注意以下幾方面：

1.工藝管路口徑大要求流量?jī)x表的壓力損失越小越好。一般不采用管道局部縮徑的方法提高流速； 

2.新設(shè)計(jì)安裝的管路，一般均選擇適當(dāng)?shù)牧魉?。因?yàn)榱黧w的流速太低，流量?jī)x表的口徑就大，相應(yīng)的儀表的投資增大。流體的流速太高，會(huì)造成動(dòng)力壓力損耗大，導(dǎo)致運(yùn)行成本上升，都是不經(jīng)濟(jì)的，但選型時(shí)要為今后的擴(kuò)建留有流量的余量； 

3.由于流體的流速較低，流體中的污垢、在較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)出現(xiàn)淤泥和水垢等極易在管道內(nèi)壁和電極上沉積。在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮儀表與流體接觸部分的清洗；如無(wú)法清洗又選用電磁流量計(jì)時(shí)可以采用刮刀式電極； 

4.儀表的測(cè)量量程范圍要求大。有些水流量夜間和白天、冬季和夏季流量相差懸殊，多達(dá)好幾倍，因此，這些水的流量計(jì)，就要求量程范圍度特別大； 

5.儀表的防護(hù)等級(jí)要求高。大口徑管路大多埋地敷設(shè)，為的是節(jié)省投資和空間，在北方，也是防凍的需要。因此分體式流量傳感器大多被安裝在儀表井內(nèi)。由于雨水、井壁滲漏和管路外漏等原因常常引起井內(nèi)水位上升而淹沒(méi)流量傳感器，所以設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)估計(jì)到這種情況，選用潛水型的流量傳感器，例如IP68的防護(hù)等級(jí)。同時(shí)儀表井做好防水工程處理。 

6.由于大口徑流量?jī)x表的檢定往往拆卸、運(yùn)輸和安裝困難，工藝上又不允許斷流和停產(chǎn)，希望儀表能在線進(jìn)行干式標(biāo)定。 

引水工程、自來(lái)水廠、污水處理廠進(jìn)、出口水流量計(jì)量主要使用了以電磁流量計(jì)為主的多種流量計(jì)。并大量使用了電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)等，少量應(yīng)用插入式流量計(jì)（渦輪流量計(jì)和電磁流量計(jì)等），并大量更新為智能化、高精度、多功能的流量?jī)x表。并且已實(shí)現(xiàn)或部分應(yīng)用了有線、總線式數(shù)字通信方式（如MODBUS、PROFBUS、HART等）以及無(wú)線的通信方式，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和抄表，并將流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到中控室和公司調(diào)度室。

一、電磁流量計(jì)的測(cè)量原理和優(yōu)點(diǎn)

電磁流量計(jì)的工作原理基于電磁感應(yīng)定律的電磁流量計(jì)，它是一種測(cè)量原理經(jīng)典、技術(shù)較成熟、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、維護(hù)量小大量使用的流量計(jì)量?jī)x表，也是引水工程、自來(lái)水廠、污水處理廠進(jìn)、出口水流量計(jì)量zui常用的流量計(jì)。該種儀表具有下列特點(diǎn)。

1、無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好維護(hù)量??； 

2、無(wú)附加阻力。這一點(diǎn)對(duì)大口徑流量計(jì)有特別重要的意義； 

3、測(cè)量度高。典型產(chǎn)品度可達(dá)到±0.5%R； 

4、量程范圍度大。保證精度的范圍度一般可達(dá)40∶1，在v＝0.08m/s時(shí)，基本誤差仍可小于±2%R； 

5、直管段要求相對(duì)較低。對(duì)于大口徑管路，這一點(diǎn)也很重要。有多種流量計(jì)要求前后直管段達(dá)到5D，3D。 

6、有大口徑電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)的產(chǎn)品可供設(shè)計(jì)選型。電磁流量計(jì)大提供DN3200的產(chǎn)品，超聲波流量計(jì)可以達(dá)到更大的口徑，從而能滿足大口徑、大流量的水流量測(cè)量的需要； 

7、品種齊全。有一體式IP65、分體式潛水型IP68產(chǎn)品； 

8、其不足之處是被測(cè)的流體的電導(dǎo)率必須大于5µs ，并且儀表的價(jià)格隨著口徑增大價(jià)格增高 

二、電磁流量計(jì)的技術(shù)進(jìn)展

電磁流量計(jì)成為發(fā)展較快且技術(shù)較成熟的流量?jī)x表，并成為引水工程、自來(lái)水廠、污水處理廠進(jìn)、出口水流量計(jì)量的流量計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電磁流量計(jì)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。傳感器的制造工藝采用了適合多種場(chǎng)合的各種襯里工藝（四氟塑料、F4、氯丁橡膠、陶瓷襯里等），并在勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)和外殼防護(hù)方面進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，大口徑電磁流量傳感器基本滿足IP68。儀表的可靠性進(jìn)一步提高，電磁流量轉(zhuǎn)換器智能化技術(shù)進(jìn)一步完善和提高，低功耗單片機(jī)微處理器、DSP技術(shù)和軟件編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電磁流量計(jì)勵(lì)磁方式的優(yōu)化和智能化（多頻勵(lì)磁、雙頻勵(lì)磁等），并實(shí)現(xiàn)拓寬量程（測(cè)量范圍度50:1，）、補(bǔ)償測(cè)量誤差、零點(diǎn)校正、勵(lì)磁及系統(tǒng)自診斷、正反相流判斷、空管與非滿管的自診斷等功能，極大地增強(qiáng)了電磁流量計(jì)技術(shù)性測(cè)量功能，改善了可靠性和穩(wěn)定性。為滿足FCS新型控制系統(tǒng)的要求，新型電磁流量計(jì)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)串行通信技術(shù)，采用于PROFBUS-DP、PROFBUS-PA、HART等現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了與上位機(jī)的雙向數(shù)字通信，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ａ硗饩哂须姶偶嫒菪?、抗射頻干擾的技術(shù)（RFI、EMC）技術(shù)的應(yīng)用，引水工程、自來(lái)水廠、污水處理廠中使用了大量的大電機(jī)等電氣設(shè)備和雷電的電磁輻射及大功率電氣設(shè)備以及變頻器的使用會(huì)引起的電網(wǎng)擾動(dòng)等是影響智能化電磁流量計(jì)正常工作的主要因素之一?？?/font>ESD的PCB電路板布局和布線技術(shù)、開(kāi)關(guān)電源電磁干擾抑制EMI技術(shù)、PCB屏蔽和接地技術(shù)等已經(jīng)得到不同程度的應(yīng)用，可以有效地抗干擾。

國(guó)外在電磁流量計(jì)的制造技術(shù)取得了重大進(jìn)展，以往測(cè)量管和襯里主要采用粘結(jié)劑的技術(shù)，由于受制于粘結(jié)劑的溫度和強(qiáng)度，即使襯里材料選用抗腐蝕的聚四氟乙烯，其在工藝條件下流體的工作在160℃范圍內(nèi)。現(xiàn)在國(guó)外采用金屬耦合技術(shù)可以將二種不同材質(zhì)的金屬或金屬與非金屬進(jìn)行耦合和粘結(jié)其粘結(jié)強(qiáng)度大幅度提高，據(jù)悉聚四氟乙烯的襯里可以達(dá)到230℃，這個(gè)重大的突破。這樣將大大地?cái)U(kuò)展了電磁流量計(jì)的應(yīng)用范圍。

三、電磁流量計(jì)的選型和安裝注意點(diǎn)

應(yīng)用于水處理系統(tǒng)中的水計(jì)量使用電磁流量計(jì)，其襯里材料多選用氯丁橡膠，因其有較好的耐磨性；水處理的化學(xué)藥劑的計(jì)量，襯里材料多選用抗腐蝕的聚四氟乙烯。其安裝時(shí)應(yīng)注意遠(yuǎn)離外界的電磁場(chǎng)源，以免影響傳感器的工作磁場(chǎng)及干擾流量測(cè)量信號(hào)，傳感器水平安裝時(shí)，要求兩個(gè)電極的中心軸線處于水平狀態(tài)，防止顆粒雜質(zhì)沉積，影響電極工作。測(cè)量管內(nèi)應(yīng)為滿管，不允許大量氣泡通過(guò)傳感器，當(dāng)不能滿足條件時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施。

為使儀表可靠地工作，提高測(cè)量度，不受外界寄生電勢(shì)的干擾，傳感器應(yīng)有良好的單獨(dú)接地線，且接地電阻應(yīng)小于10Ω，尤其是安裝在陰極保護(hù)管道上時(shí)。如在某廠出廠干管上安裝的電磁流量計(jì)，由于管道采用了陰極保護(hù)，防護(hù)電解腐蝕的管道內(nèi)壁和外壁之間是絕緣的，被測(cè)介質(zhì)沒(méi)有接地電位所以就無(wú)法正常工作。假如電磁流量計(jì)傳感器內(nèi)置接地電極就不會(huì)存在這樣的問(wèn)題。

轉(zhuǎn)換器應(yīng)安裝在符合其防護(hù)等級(jí)要求的場(chǎng)所，在滿足安裝環(huán)境、使用要求的前提下，轉(zhuǎn)換器與傳感器之間的距離和連接電纜越短越好、并且不能使用電纜中間連接，減少可能產(chǎn)生的強(qiáng)電信號(hào)的干擾。

四、電磁流量計(jì)在線校驗(yàn)方法

電磁流量計(jì)出廠時(shí)其精度已經(jīng)過(guò)實(shí)流檢定。但一旦使用于現(xiàn)場(chǎng)，由于受環(huán)境條件、流體特性以及儀表本身如元器件老化等原因引起儀表運(yùn)行故障等情況，對(duì)于安裝投運(yùn)前或長(zhǎng)期使用后的流量計(jì)有必要進(jìn)行一次常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，為今后的精度變化的方向有一個(gè)依據(jù)。由于電磁流量計(jì)的傳感器安裝在工藝的水管道上，難以拆下送至實(shí)流檢定，而目前在流量計(jì)量范圍內(nèi)，國(guó)家和地方對(duì)大口徑流量計(jì)擬制訂了《電磁流量計(jì)檢驗(yàn)規(guī)程》成為有現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行在線檢驗(yàn)的規(guī)程和其它法規(guī)文件。為了保證電磁流量計(jì)在安裝、故障修復(fù)以及長(zhǎng)期使用后的精度和可靠性，作以下的必要校驗(yàn)：

電磁流量計(jì)校驗(yàn)的主要內(nèi)容：

① 首先對(duì)電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈進(jìn)行絕緣測(cè)試，測(cè)試值應(yīng)大于20MΩ。 

② 對(duì)電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈進(jìn)行銅電阻值測(cè)試，測(cè)試值應(yīng)與原出廠值相同（環(huán)境溫度相同時(shí)）。 

③ 對(duì)電磁流量計(jì)傳感器電極對(duì)地電阻進(jìn)行測(cè)試，若電阻值在2一20kΩ之間，并伴有充、放電現(xiàn)象，兩只電極的電阻相近，則認(rèn)為好的。 

④ 對(duì)電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器勵(lì)磁電流進(jìn)行測(cè)試，觀察其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流的值，測(cè)試值誤差不超過(guò)士0. 25mA。 

⑤ 對(duì)電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器模擬量輸出及頻率輸出進(jìn)行測(cè)試，觀察其線性變化情況，并計(jì)算其zui大線性誤差，應(yīng)不超過(guò)士0.5%。 

⑥ 對(duì)DN 1200mm以上的電磁流量計(jì)，應(yīng)測(cè)試推動(dòng)級(jí)NB，電流誤差不超過(guò)12mA。 

通過(guò)對(duì)電磁流量計(jì)在線檢驗(yàn)，我們可以及時(shí)正確地發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)是否存在故障或隱患，為保證電磁流量計(jì)的正確計(jì)量提供了可靠的依據(jù)和保障，有利于今后更好地管理好、使用好電磁流量計(jì)。