摘要:電磁流量計(ji) 區别于其他流量(liàng)計,在設計選型、安(an)裝投用、使用維護(hu)過程中均有具體(tǐ)的要求。尤其接地(di)問題對電磁流量(liang)計至關重要，從電(diàn)磁流量計的原理(li)出發,提出可靠的(de)🈲接地是電磁流量(liang)計正常工作的前(qian)置必要條件,同時(shi)結合電磁流量計(ji)不同的安裝場合(hé),給出相對應的接(jie)地方案。
　　在工業領(lǐng)域,電磁流量計應(ying)用廣泛，例如煉油(yóu)廠工♻️藝🔴裝置☂️中的(de)循環水管線、新鮮(xiān)水管線、含鹽污水(shuǐ)管線流💜量測量;烷(wán)基化裝置中濃硫(liú)酸、稀硫酸、中間酸(suān)等介質管線流量(liang)測量;硫磺裝置中(zhong)堿液、急冷水等👈管(guǎn)線流量測量。由于(yú)電磁流量計測量(liang)原理的特殊性,其(qi)接地問題直接影(ying)響到儀表正常㊙️投(tóu)用和測:量精度,所(suo)以，正确理解電磁(ci)流量計的接地原(yuan)因,熟悉電磁流量(liang)計在不同使用🚩場(chang)合下的接地方案(an),有助💛于電磁流量(liang)計的合理選型、安(an)裝投用、故障排查(cha)。
1電磁流量計的工(gong)作原理
　　電磁流量(liang)計是基于電磁感(gan)應定律工作原理(lǐ)的流量檢測儀表(biao)。根據法拉第電磁(ci)感應定律,導體在(zai)磁場中運動時,通(tōng)過切割磁力線産(chǎn)生感應電勢。電磁(cí)流量計的傳感器(qi)通過位于導體兩(liǎng)端的正負電極來(lái)獲取電勢信号,再(zài)通過信号線傳遞(di)給轉換器，經🛀🏻過信(xìn)号放大、轉換後傳(chuán)輸🤞到控制室。典型(xíng)的電磁流量計工(gong)作原理如圖1所示(shi),其中,Ex表示感應電(dian)動勢,k爲系數,B表示(shi)🔞磁感應強度,d表示(shì)兩電極間距離(測(ce)量管✔️内⭕徑),ʋ表示介(jiè)質流速。
 
2電磁流量計的(de)接地問題
2.1接地問(wèn)題産生的根源
　　從(cong)圖1可以看出,感應(yīng)電動勢Ex是由流經(jīng)電磁流量計前⛱️後(hòu)法蘭間(a端至b端)的(de)導體(被測介質)切(qie)割磁力線産生💜,所(suo)以Ex的負端參考電(dian)位必須和流量計(jì)兩法蘭間的被測(ce)介質電位一緻,爲(wei)了㊙️嚴格保證兩者(zhě)的一緻性,除保證(zhèng)流量計電極與介(jie)質接觸外,還應通(tong)過🛀可靠的接地來(lai)保持零電位;同時(shí),由于♊Ex數值較小,滿(man)量程時僅2.5~8.0mV,當流♋量(liàng)很小時,隻有幾微(wei)伏,所以爲了避免(mian)外界幹擾(主要⛷️是(shi)靜電幹擾)帶來的(de)Ex數值漂移,需通過(guò)接地将傳感器電(dian)極測量到的微弱(ruo)電動勢Ex完整、無損(sun)地傳遞給轉換器(qi)。以上🏃是電磁流量(liang)計正常工作的兩(liang)個關鍵點，也是電(diàn)磁流量計在接地(dì)要求♍方面區别于(yu)✍️其他流量計☀️的根(gēn)本原因。
2.2與熱電偶(ǒu)信号的不同
　　電磁(ci)流量計工作時，電(dian)極間産生的信号(hao)爲亳伏級,如🌈2.1節所(suo)☁️述,這是其現場儀(yi)表需可靠接地的(de)原因之一,但并非(fēi)所有的毫伏級信(xìn)号儀表在工作時(shí)都需要接地。爲了(le)更好地理解電磁(ci)👨‍❤️‍👨流量計接地的必(bì)要🌈性,避免陷入認(rèn)知的誤區，該處🥵可(kě)類比同爲亳伏級(ji)🔞信号的熱電偶,其(qi)現場儀表工作時(shi)不🏃🏻需要采取單🌏獨(du)的接地措施。究其(qí)原因,是因㊙️爲熱電(dian)偶的亳伏級信号(hào)産生于熱端😘和冷(lěng)端,兩種不同材質(zhì)的電極由于熱電(dian)效應,在熱端構成(chéng)了正負極,并✔️通過(guo) 補償導線 延伸到(dao)冷端，負極不需要(yào)與被測介質電位(wei)相同。而電磁流量(liàng)計🐅工作電極與介(jiè)質接觸并保持同(tóng)一負電位⭐,是其工(gong)作的前置必要條(tiáo)件。
3電磁流量計的(de)接地方案
　　如圖1所(suǒ)示,當流體切割磁(ci)力線産生流量信(xin)号時，一個電極上(shang)産生正電勢,另一(yi)個電極上産生負(fù)電勢,爲了避免極(jí)化反應,兩者交替(tì)變化。由于電勢差(chà)以流體本身作爲(wei)零電位,所以電磁(ci)流量計傳感器輸(shū)出信号的接地點(diǎn)應與被測介質電(diàn)氣連接，這是電磁(ci)流量計工作的必(bi)要條件，如不滿足(zú)該條件，電磁流量(liang)計就不能正常工(gōng)作。因此,電磁流量(liang)計轉換器輸入端(duān)中點必須與流體(tǐ)共處于零電位且(qie)導通,這樣👅才能構(gou)成對稱的輸入回(huí)路。但在工程💘實施(shī)過程中,針對不🏃🏻同(tóng)的工況場🐅合,仍需(xū)采用不同的接地(di)方💚案。
3.1安裝于金屬(shu)管道的接地方案(an)
　　電磁流量計所測(ce)量的介質必須是(shi)導電的,所以當電(dian)磁流量計安裝于(yú)無襯裏金屬管道(dào)時,如果确認金屬(shu)管道已進行了可(ke)靠接地，則電磁流(liu)量計不再需要單(dan)獨接地。原因是因(yīn)爲電磁流量計通(tōng)過金屬墊片、螺栓(shuān)和管道己構成了(le)一個整體，電位爲(wèi)0。此處應注意兩個(ge)細節:爲了避免導(dao)磁,電磁流量計本(ben)體🌈一般采用不鏽(xiu)鋼材質或碳鋼加(jiā)非金屬襯裏,前面(miàn)所述的不🔞需要單(dan)獨接地🐅的電磁流(liú)量計,是針對本體(tǐ)👄爲不鏽鋼及其他(ta)非導磁金屬材質(zhì)而🔴言;對于碳鋼加(jia)非金屬襯裏的，如(rú)🌂果不帶非金屬法(fa)蘭翻😍邊,當👉采用金(jin)屬墊片時，不需單(dān)獨接地,但對于帶(dài)有非金♊屬法蘭翻(fān)邊的電磁流量計(jì),如果連接螺栓的(de)電阻值大于0.03Ω(注:數(shù)據來自于GB/T20801.4-2006《壓力管(guǎn)道🛀🏻規範工業管道(dao)第4部分:制作♉與安(an)裝》12.15.1條,經驗數值是(shì)數量少于5個),應采(cǎi)用和非金屬管道(dào)相同的接地方案(àn)。 金屬管道電磁流(liu)量計 接地方案如(ru)圖2所示。
 
3.2安裝(zhuāng)于非金屬管道的(de)接地方案
　　當電磁(ci)流量計安裝在非(fēi)金屬管道，如塑料(liào)管道或🛀🏻有絕緣塗(tú)♈料、絕緣襯裏的金(jīn)屬管道上，則管道(dào)内介質無法通🏃過(guò)金屬管道與🈲大地(di)連通。該工況下,傳(chuan)感❄️器的兩端面應(ying)要求配帶接地環(huan),使管内流動的被(bei)🔴測介質良🤩好接地(dì),具有零電位，否則(ze)電磁⛱️流量計無法(fǎ)正常工作。非金屬(shu)管道電磁流量計(ji)接地方案如🔆圖3所(suo)示。
 
　　如3.1節中分(fèn)析,當電磁流量計(ji)安裝在帶非金屬(shu)襯裏的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻金屬管㊙️道(dao)上時,其接地方案(àn)與安裝于非金屬(shu)管道的接地❗方案(àn)👈相同,也應采用圖(tú)3所示接地方案。
　　由(you)于接地環不改變(biàn)電磁流量計的形(xíng)式,工作時與介質(zhi)直接接觸,所以大(da)多數情況下是首(shou)選方案,但其并不(bú)是♻️工程設計中唯(wei)一的選擇。特别是(shi)對于材質特殊的(de)接地環或者口徑(jing)較大的接地環，鑒(jiàn)于其費用較高,此(cǐ)類工況可考慮改(gǎi)用增加接地電極(ji)即“三電極”的方案(àn)來實現工作接地(dì)。
3.3安裝于帶陰極保(bao)護管道的接地方(fāng)案
　　對于埋地敷設(she)且距離較長的金(jin)屬管線,爲了防止(zhi)電化學腐蝕，根據(ju)不同種類的介質(zhì),需強制或推薦設(shè)置陰極保護❄️。無論(lun)是犧牲陽極的陰(yīn)保方案還是強制(zhì)電流的方💜案,金屬(shu)管道在實施陰極(ji)保護措施後對大(dà)地均爲負電位。對(dui)于該工況下管道(dào)上安裝♊的電磁流(liu)量計,需要将現場(chǎng)儀表作爲一個獨(du)立的🈚整體進行接(jie)地,不能與金屬管(guan)道有任何的導電(dian)性電路連接,防止(zhǐ)陰極保護的電流(liu)通😘過儀表直接流(liú)入大地,嚴重破壞(huai)陰極保護的效果(guo)。同時爲了維持💯金(jīn)屬管道陰極保護(hù)的整體性,還需要(yào)增加導線跨☁️接管(guǎn)道.上的法蘭。帶陰(yīn)極保護管道電磁(ci)流量計接地方案(àn)如圖4所示。圖4中,接(jiē)地環與陰極保護(hù)的金屬❤️管道絕緣(yuán),螺栓與墊片也要(yào)與金屬管道之間(jian)采用㊙️良好的絕🧡緣(yuán)措施。
 
4電(dian)磁流量計的抗幹(gàn)擾措施.
　　電磁流量(liang)計現場儀表正确(què)接地僅爲其正常(chang)工作的必要條件(jian)之一。從幹擾源的(de)角度來看,外界磁(cí)場、電場均會對電(diàn)😘磁流☔量計産生幹(gàn)擾，對于外界磁場(chang)幹擾，人們并沒有(you)較好的主動防護(hu)措施，一般是在設(shè)計過程中要求信(xìn)号線應采用對絞(jiao) 屏蔽電纜 ,通過感(gan)應平衡來降低磁(ci)場幹擾。同時在選(xuan)擇電磁流量計的(de)安裝地點時,應遠(yuǎn)離一切電磁幹擾(rǎo)源(比💰如大功率電(dian)機、變壓器等)。對于(yú)分體式的電磁流(liu)量計,轉換♌器與傳(chuán)感器間的信号線(xiàn)、勵磁線應使用廠(chang)家專用電纜并分(fèn)别穿管敷設。對于(yú)電場的幹擾，除做(zuo)好現場儀表的工(gong)作接地外,還應按(an)照規範要求完善(shan)轉換器至控制室(shì)電纜的屏蔽接地(di)。電磁🔱流量計電信(xin)号🔴回路連接與接(jie)地如圖5所示。
 
5結束語
　　電磁(cí)流量計的正确接(jie)地,對電磁流量計(jì)的正常投用和長(zhang)期運行來講至關(guān)重要,但在工程實(shi)施時,應認清“正确(què)♉接地”并不代表一(yi)定要單獨設置接(jie)地,比如上文中提(tí)到金屬管道有良(liang)好接地措施時,即(ji)可不需要單✏️獨儀(yi)表接地。另外,本😄文(wén)重點讨論研究的(de)是管道式電磁流(liú)量計，對于 插入式(shi)電磁流量計 ，可将(jiāng)管道式兩個法蘭(lan)視爲一個整體，與(yǔ)插入式電磁流量(liang)計單👄個連接法蘭(lan)對應,參考采用上(shang)文中提到的🥰接地(di)方案。

本文來源于(yú)網絡,如有侵權聯(lian)系即删除！