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目前,，無(wú)論是國(guó)內(nèi)的環(huán)境污染，還是***的由環(huán)境污染由此引發(fā)的各種自然災(zāi)害和社會(huì)問(wèn)題層出不窮,，再加上***人口急劇增長(zhǎng),，工業(yè)發(fā)展迅猛發(fā)展，自然資源中國(guó)為重要的資源之一,，水資源的狀況迅速惡化,，以前的碧水藍(lán)天已經(jīng)成為歷史，水資源的污染加重,，這種日趨嚴(yán)重的狀況必然會(huì)對(duì)于我國(guó)未來(lái)的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重制約,。對(duì)于這種情況，已經(jīng)到了刻不容緩的地步,，政府對(duì)于這點(diǎn)也非常重視,，不斷出口政策治理環(huán)境污染。我國(guó)政府將在“十一五”期間投資3000億元新建,、改建數(shù)千座污水處理廠,，以推進(jìn)城市污水處理和利用，污染減排,。在這樣的大背景下,，安徽省黃山市正投資興建某污水處理廠，目前已建成日處理水15000m3污水***期工程,，擔(dān)負(fù)著生活,、工業(yè)污水凈化的重要任務(wù)，改善水體環(huán)境質(zhì)量,，使黃山市成為***座山清水秀的城市,。

  2004年前，黃山市基本上沒(méi)有大型污水集中處理廠等設(shè)施,，特別提用于污水流量檢測(cè)的流量計(jì)了,。在污水處理過(guò)程中，原污水的流量是一個(gè)需要檢測(cè)的關(guān)鍵參數(shù),。因原污水是含有顆粒,、懸浮物、固液混合,、具有腐蝕性的介質(zhì),，而電磁流量計(jì)***特點(diǎn)是能夠測(cè)量酸、堿,、鹽溶液以及含有固體顆粒（如泥漿）或纖維液體的流量,，因此，該污水處理廠采用了2臺(tái)電磁流量計(jì),，用于原污水的流量計(jì)量,。

污水流量計(jì)

污水流量計(jì)

電磁流量計(jì)的工作原理

     污水流量計(jì)的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力運(yùn)動(dòng)時(shí),，其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為：

   式中,，K為儀表常數(shù),；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；v為導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)平均速度m/s,；D為管道內(nèi)徑（m）,。

    電磁流量計(jì)工作原理和結(jié)構(gòu)如圖1所示，由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成,。

    測(cè)量流量時(shí),，導(dǎo)電性液體相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬棒，以平均速度v流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng),。導(dǎo)電性液體的流動(dòng),，在測(cè)量電極上感應(yīng)出與平均流速成正比的電壓。其感應(yīng)電壓信號(hào)E通過(guò)高對(duì)或?qū)σ陨系呐c液體直接接觸的電極檢測(cè)出來(lái),。

    根據(jù)流體的體積流量公式為

    由公式（2）可知,，Q與v是成正比的一一對(duì)應(yīng)函數(shù)，那么E與Q也是成正比的一一對(duì)應(yīng)函數(shù),，測(cè)出了感應(yīng)電壓E也即測(cè)出了介質(zhì)的體積流量Q,。

    測(cè)出的感應(yīng)電壓E由電纜送***轉(zhuǎn)換器，通過(guò)智能化處理,，然后LCD顯示,，或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA輸出。

    2  電磁流量計(jì)特點(diǎn)

    （1）測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻力元件,，沒(méi)有附加的壓力損失,，不易發(fā)生堵塞，具有顯著的節(jié)能意義,；

    （2）測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件,，不易磨損，因此傳感器壽命長(zhǎng),；

    （3）傳感器所需的直管段較高短,，方便安裝；

    （4）合理選擇電極和內(nèi)襯材料,，可耐腐蝕和耐磨損,；

    （5）雙向測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)正反向流量,；

    （6）流量的測(cè)量為體積流量,，不受流量的密度、粘度,、溫度,、壓力、和電導(dǎo)率變化的影響；

    （7）傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系,，測(cè)量精度高（±0.3～-0.5％）,，量程比寬（1：150）。

    3 電磁流量計(jì)選型

    儀表的選型很重要,，有關(guān)資料表明,，儀表在實(shí)際應(yīng)用中有2/3的故障是儀表選型錯(cuò)誤或使用不當(dāng)造成的，因此,，在確定選用電磁流量計(jì)之后，還應(yīng)根據(jù)不同的工藝,、環(huán)境,、測(cè)量、介質(zhì)等綜合考慮,。

    3.1 口徑選擇

    根據(jù)該污水處理廠提供的工藝管道直徑,、管道壓力及污水流速，選擇口徑D=600mm的電磁流量計(jì),，現(xiàn)場(chǎng)不需要縮管和擴(kuò)管,。

    3.2 內(nèi)襯、電極材料選擇

    電磁流量計(jì)主要用于測(cè)電導(dǎo)率≥5μS/cm的流體流量,，應(yīng)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性,、磨損性、溫度及凝結(jié)性等特點(diǎn)和價(jià)格承受能力,，應(yīng)選擇不同內(nèi)襯,、電極材料。

    電磁流量計(jì)的內(nèi)襯材料有：耐腐蝕性中等,、耐一般低濃度的酸,、堿、鹽的氯丁橡膠材料,，耐磨損性強(qiáng)而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠,，耐腐蝕性能強(qiáng)和適于溫度***的聚四氟乙烯，化學(xué)性質(zhì)等同于聚四氟乙烯的抗拉,、抗壓聚全氟乙丙烯,，耐***酸、堿,、鹽的溫度＜60℃的聚乙烯和溫度＜100℃的聚苯硫醚等,。

    電極材料裝于其管道內(nèi)壁，與被測(cè)物質(zhì)直接接觸,，故應(yīng)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性選定,。電磁流量計(jì)電極的材料有：耐鹽和小于50%濃度堿溶液的鈦（Ti）電極，耐酸和鹽的鉭（Ta）電極，耐腐蝕能力強(qiáng)的***金屬鉑電極,，不適于鹽酸的哈氏合***C電極和不適于硝酸的哈氏合***B電極,，耐腐蝕能力一般、但價(jià)格低廉的不銹鋼316L等,。

    根據(jù)該污水處理廠主要處理生活廢水及工業(yè)廢水,，再考慮用戶(hù)能接受的價(jià)格，選用氯丁橡膠材料內(nèi)襯和不銹鋼316L材料電極,。

    3.3 防護(hù)等級(jí)的選定

    根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，傳感器有IP65噴水型和IP68潛水型兩種防護(hù)等級(jí)，根據(jù)用戶(hù)實(shí)際安裝地點(diǎn)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)于選定的基本型，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(jù)流量計(jì)和計(jì)算機(jī)通訊的要求，需增加RS-485通訊口功能,，

    （2）對(duì)于傳感器安裝在地面以下,，應(yīng)選擇分體型。

    4 電磁流量計(jì)的安裝和調(diào)試

    4.1 安裝要***

    （1）安裝點(diǎn)選擇在管道高處在確認(rèn)被測(cè)物質(zhì)流向之后,，安裝點(diǎn)要選擇在任何時(shí)候測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)都能充滿(mǎn)液體,，以防止由于測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無(wú)液而指示不在***位所引起的誤差如圖2所示。

電磁流量計(jì)安裝

    （2）直管段保證在前5D后3D

    為獲得儀表測(cè)量高度,，在傳感器上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度不小于5D,，下游側(cè)不小于3D（D為傳感器的名義直徑）。若在傳感器上游側(cè)有兩個(gè)以上的彎頭或其它阻流件,，則前置直管段應(yīng)大于10D,。

    （3）信號(hào)電極在水平方向

     水平安裝時(shí)要使電極軸線(xiàn)平行于地平線(xiàn)，因?yàn)樘幱诘撞康碾姌O易被沉淀物覆蓋,，被測(cè)介質(zhì)中偶存氣泡擦過(guò)遮住電極表面,，使輸出信號(hào)波動(dòng)。

    （4）盡量避開(kāi)振動(dòng)源,、磁源（大功率電機(jī),、變壓器）

    由于電磁流量計(jì)的測(cè)量感應(yīng)電壓很小，電壓較高低,，易受外界電磁噪聲的影響,，故在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠的接地連（跨）接。金屬管道電磁流量計(jì)接地連（跨）接方法如圖3所示,。

電磁流量計(jì)***地

    4.2 轉(zhuǎn)換器安裝和調(diào)試

    一體化電磁流量計(jì)無(wú)單獨(dú)安裝轉(zhuǎn)換器,，分體式轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室，場(chǎng)所選擇余地較高大，環(huán)境條件好些,。轉(zhuǎn)換器和傳感器間距離受制于被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率和信號(hào)電纜型號(hào),，即電纜的分布電容、導(dǎo)線(xiàn)截面和屏蔽層數(shù),、用制造廠儀表所附（或規(guī)定型號(hào)）的信號(hào)電纜,。電導(dǎo)率較高低傳輸距離較高長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)用二層屏蔽電纜,。

    為了避免干擾信號(hào),，信號(hào)電纜必須單獨(dú)穿過(guò)接地保護(hù)鋼管內(nèi)，不能把信號(hào)電纜和電源線(xiàn)安裝在同一鋼管內(nèi),。

    功能性調(diào)試時(shí),，由智能轉(zhuǎn)換器對(duì)儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取，臨界值報(bào)警試驗(yàn)等,，然后進(jìn)行流量系數(shù)值的寫(xiě)入

5 儀表投運(yùn)及故障處理

    電磁流量計(jì)在投運(yùn)前，應(yīng)對(duì)管道及流量計(jì)進(jìn)行*檢查,，包括管道雜物等清理,，電極處干燥處理。還包括電氣線(xiàn)路的檢查,，首先應(yīng)對(duì)線(xiàn)路的接地進(jìn)行檢測(cè),，確保接地可靠后，還需進(jìn)行*絕緣電阻及接地電阻測(cè)試,。

    該電磁流量計(jì)正常投運(yùn)***年多來(lái),，基本上未出現(xiàn)故障，但是***年后,，出現(xiàn)工作異常,，具體表現(xiàn)為測(cè)量值變大或變小，或***是不停地波動(dòng),，且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,，已排除管道不滿(mǎn)管、介質(zhì)含氣等現(xiàn)象的可能性,，發(fā)現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)可能是與電纜線(xiàn)故障有關(guān),。因?yàn)榱髁坑?jì)隨管道埋敷在地下，傳感器具有IP68防護(hù)結(jié)構(gòu),，轉(zhuǎn)換器安裝在儀表箱或室內(nèi),，兩***通過(guò)電纜連接，由于地面沉陷,，山區(qū)環(huán)境潮濕等現(xiàn)場(chǎng)情況的變化,，傳感器和轉(zhuǎn)換器未*做好電纜接頭處的防潮（防水）等處理，恰逢該接頭處于一個(gè)潮濕的環(huán)境，如儀表井,、電纜溝等,，潮氣侵入電纜接頭，都有造成如下的可能：

    （1）信號(hào)線(xiàn)對(duì)地*絕緣下降,，引起信號(hào)衰減,，終是測(cè)量結(jié)果偏小,；

    （2）信號(hào)電纜連接處接觸電阻變大,，使測(cè)量值變小，若該接觸電阻不穩(wěn)定,，則測(cè)量值無(wú)法穩(wěn)定,，且易引入干擾；

    （3）勵(lì)磁線(xiàn)圈對(duì)地*絕緣下降,，造成測(cè)量結(jié)果偏?。?/p>

    （4）信號(hào)線(xiàn)勵(lì)磁線(xiàn)對(duì)地*絕緣性能下降,，使得測(cè)量結(jié)果遠(yuǎn)大于正常的數(shù)據(jù),，如這種干擾不穩(wěn)定，對(duì)儀表的影響也變化不定,，繼而出現(xiàn)波動(dòng),；

    （5）勵(lì)磁回路電纜連接處接觸電阻變大，使轉(zhuǎn)換器的勵(lì)磁回路處于非恒流工作區(qū)域,，勵(lì)磁電流下降,，同樣造成測(cè)量結(jié)果偏小，若該接觸電阻不穩(wěn)定,，則測(cè)量值出現(xiàn)波動(dòng),。

    判別這類(lèi)異常情況，因發(fā)生在信號(hào)回路,，判斷有一定難度,，只有深入現(xiàn)場(chǎng)，在排除流量計(jì)其它可能性故障后,，就應(yīng)檢查電纜是否有問(wèn)題,，現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員只要把現(xiàn)場(chǎng)的勵(lì)磁回路電阻測(cè)量值與廠方提供的數(shù)據(jù)作比較高，測(cè)試接地電阻,，逐步判定問(wèn)題所在,，繼而采取措施，或更換整根電纜,，或保持電纜接頭處干燥等,。