0引言
電磁流量計(jì)廣泛使用于自來水行業(yè)，作為貿(mào)易結(jié)算和內(nèi)部考核的計(jì)量?jī)x表。行業(yè)內(nèi)使用的電磁流量計(jì)一般采用分體式電磁流量計(jì)，它由安裝在管道的傳感器、顯示流量并具備通信功能的智能轉(zhuǎn)換器及傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的勵(lì)磁信號(hào)電纜、流量信號(hào)電纜組成。在公司開始使用的早期，存在的主要問題有：流量數(shù)值波動(dòng)大；數(shù)值偏離實(shí)際，最高可達(dá)10倍；轉(zhuǎn)換器損壞。這些問題嚴(yán)重影響供水計(jì)量的可靠性、準(zhǔn)確性。
通過對(duì)安裝調(diào)試過程、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的分析，產(chǎn)生上述問題的主要原因有：電磁場(chǎng)干擾、傳感器浸水、管道水流不穩(wěn)定、水中有氣泡、電氣連接問題、雷擊。抓好安裝調(diào)試階段幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的質(zhì)量控制，可以極大地減少上述問題。
1電磁流量計(jì)安裝中的關(guān)鍵點(diǎn)
1.1安裝場(chǎng)所環(huán)境
安裝場(chǎng)所環(huán)境需要盡可能地避免劇烈震動(dòng)，在必要的時(shí)候需要對(duì)管左右兩邊的支撐件進(jìn)行測(cè)量；要盡可能地對(duì)交直流強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行規(guī)避，例如需要避開磁性物體以及有著較強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備等，特別是變頻調(diào)速運(yùn)行的中低壓電動(dòng)機(jī)及其電纜線，以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信號(hào)；盡可能地避免受陽光直射、腐蝕性氣體；避免傳感器浸水的場(chǎng)所。
1.2在管道中的安裝位置
傳感器可以是垂直、水平或者是傾斜安裝，但是需要注意的是要確保內(nèi)部水流必須是水平或者是傾斜向上方向的流動(dòng)。為了讓測(cè)量電極不受水中的沉積物或者是氣泡影響，傳感器的兩電極軸線的連線需要和水平面保持平行，避免傳感器安裝在管道高位，防止氣泡在傳感器處集聚，確保傳感器工作時(shí)滿管，才能保證正常測(cè)量及測(cè)量精度。安裝時(shí)應(yīng)確保傳感器與工藝管道同心，尤其對(duì)小口徑流量計(jì)，同心度偏差導(dǎo)致測(cè)量偏差較大。傳感器與管道間法蘭密封墊圈的孔徑應(yīng)與管道的襯里內(nèi)徑相同，安裝時(shí)孔口要對(duì)準(zhǔn)。突入管道襯里的那一部分墊圈就相當(dāng)于一個(gè)節(jié)流件，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)破壞流速的對(duì)稱分布，給測(cè)量帶來不必要的誤差。
1.3安裝直管段的要求
不能將傳感器作為荷重支撐點(diǎn)，也不能將傳感器來支撐相鄰的工作管道，應(yīng)由夾持它的管道承重，或使用專門的傳感器支撐物體。安裝時(shí)必須滿足前置直管段長(zhǎng)度≥5DN（DN為管道直徑），后置直管段長(zhǎng)度≥3DN。有彎管、三通、閥門、泵在傳感器上游時(shí)，爭(zhēng)取前置直管段長(zhǎng)度≥15DN，后置直管段長(zhǎng)度≥5DN。有具體安裝要求的應(yīng)根據(jù)電磁流量計(jì)說明書進(jìn)行安裝，切忌調(diào)節(jié)閥直接安裝在傳感器進(jìn)水側(cè)，泵安裝在傳感器出水側(cè)。
1.4大口徑傳感器的安裝井建設(shè)
由于自來水行業(yè)的特點(diǎn)，管網(wǎng)中運(yùn)行的大口徑傳感器基本安裝在井內(nèi)，井內(nèi)容易積水或滲漏水，使傳感器接線盒內(nèi)受潮，導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確，即使防護(hù)等級(jí)為IP68的傳感器，也常出現(xiàn)該問題。要拆除原有接線盒內(nèi)膠封，重新制作膠封，是實(shí)踐中常用的方法之一。所以，在安裝大口徑傳感器之前必須要做好相對(duì)應(yīng)的傳感器井。給排水系統(tǒng)中常見的安裝形式如圖1所示。傳感器井應(yīng)有足夠的活動(dòng)空間，側(cè)壁埋有敷設(shè)電纜的鋼管，上有蓋板防止雨淋，下有泄水以免坑內(nèi)積水而使傳感器浸水。傳感器應(yīng)放在專用支撐架，在出水側(cè)裝有活絡(luò)的伸縮管。
1.5傳感器工作接地
流體切割磁力線產(chǎn)生的流量信號(hào)，是以流體本身作為零電位，兩個(gè)電極上分別產(chǎn)生交替變化的正負(fù)電勢(shì)。該流量信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換器時(shí)，采用對(duì)稱的輸入回路。因此轉(zhuǎn)換器流量信號(hào)輸入端中點(diǎn)，即流量信號(hào)電纜屏蔽層必須與流體電氣連接且同處于零電位。因?yàn)閭鞲衅鞯妮敵隽髁啃盘?hào)相當(dāng)小，通常情況下只有幾毫伏，所以為了能夠增強(qiáng)抗干擾的能力，在回路中的零點(diǎn)必須要進(jìn)行接地，即以大地電位為零電位。因?yàn)槁竦亟饘俟艿廊慷际桥c大地連通的，所以水流通過金屬管道和大地電氣相連接，可以有效地滿足回路零電位接地。傳感器特別是小口徑傳感器通常并不會(huì)強(qiáng)制性地要求單獨(dú)設(shè)置接地裝置，但如果是單獨(dú)設(shè)置接地裝置則有助于儀表的可靠運(yùn)行。設(shè)置的接地點(diǎn)應(yīng)是獨(dú)立的，不能與其他電氣設(shè)備的接地線連接在一起，接地電阻應(yīng)小于10Ω。傳感器安裝在金屬管道上，將傳感器的接地導(dǎo)線按制造廠的要求連接到兩側(cè)管道法蘭上，就可形成可靠的接地回路，也可以單獨(dú)設(shè)置接地裝置。傳感器安裝在塑料管道或內(nèi)壁有絕緣涂層、襯里、漆層的金屬管道上，傳感器兩端必須安裝金屬短管或接地環(huán)，然后將傳感器接地導(dǎo)線與金屬連接。
安裝過程的保護(hù)：傳感器吊裝時(shí)必須保護(hù)好襯里，防止被安裝現(xiàn)場(chǎng)尖銳硬物刺傷，防止焊接或火焰切割等各種熱源使傳感器襯里受熱損壞。在傳感器及連接管路全部安裝完成之前，轉(zhuǎn)換器不能連接信號(hào)線，避免損壞轉(zhuǎn)換器。
1.6轉(zhuǎn)換器防雷擊
雷擊會(huì)造成電磁流量計(jì)內(nèi)部元器件損壞，一般只能更換轉(zhuǎn)換器，周期長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)損失大，值得高度重視。
雷擊會(huì)在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流，進(jìn)入轉(zhuǎn)換器就會(huì)使其損壞。瞬時(shí)高電壓和浪涌電流有3條引入途徑：電源線、傳感器與轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)電纜和勵(lì)磁電纜。因此電磁流量計(jì)的電源需安裝電源避雷器，接入轉(zhuǎn)換器的勵(lì)磁線和流量信號(hào)線必須分別安裝信號(hào)避雷器。
分析雷擊故障中轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的損壞零件，基本在交流電源變換直流電源部分，說明感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分是從電源線路引入的，其他兩條途徑較少。在發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)，不僅電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障，壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳設(shè)備也常常同時(shí)出現(xiàn)雷擊事故。因此，電源線防雷設(shè)施是非常重要的。
自來水管網(wǎng)安裝的部分電磁流量計(jì)位置比較偏僻，供電電源為220V單相交流電，電力部門往往采用長(zhǎng)距離架空線供電，而架空線特別容易受雷擊，不宜作為流量計(jì)供電，應(yīng)改為埋地電纜供電。流量計(jì)交流電源需安裝空氣開關(guān)，電源避雷器和空氣開關(guān)并聯(lián)。避雷器上的接地線長(zhǎng)度不能超過1m，所采用的導(dǎo)線必須是其截面積大于6mm2的多股銅芯絕緣導(dǎo)線。如果在附近沒有設(shè)置接地網(wǎng)，那么就應(yīng)該在避雷器的附近制作出一個(gè)簡(jiǎn)易接地網(wǎng)。
轉(zhuǎn)換器和傳感器之間的信號(hào)電纜長(zhǎng)度盡量符合廠家要求，不宜過長(zhǎng)，且勵(lì)磁電纜、流量信號(hào)電纜分別用鍍鋅管套穿。鍍鋅管埋設(shè)在大地，使鍍鋅管可靠接地，接地電阻小于10Ω。一方面提高計(jì)量準(zhǔn)確性，另一方面減少?gòu)倪B接電纜引入轉(zhuǎn)換器的感應(yīng)高電壓和浪涌電流。
2電磁流量計(jì)的調(diào)試
在傳感器安裝之前，用500V兆歐表、數(shù)字萬用表測(cè)量和記錄傳感器的幾個(gè)基本電氣參數(shù)：（1）兩電極的絕緣電阻（傳感器空管時(shí)，兩電極對(duì)外殼或接地線的絕緣電阻）>20MΩ；（2）勵(lì)磁線圈的絕緣電阻（勵(lì)磁線圈對(duì)外殼或接地線的絕緣電阻）>20MΩ；（3）勵(lì)磁線圈的冷電阻（即勵(lì)磁線圈導(dǎo)線的電阻）在5～110Ω，如某品牌XE型號(hào)DN300電磁流量計(jì)阻值為43Ω。
轉(zhuǎn)換器安裝完畢，管道內(nèi)充水時(shí)，應(yīng)打開管道排氣閥充分排出管道內(nèi)空氣，確保轉(zhuǎn)換器內(nèi)水流滿管無氣泡。此時(shí)用數(shù)字萬用表分別測(cè)量傳感器兩電極的接觸電阻（傳感器內(nèi)充滿液體，電極與接地端之間的電阻值），如某品牌電磁流量計(jì)該阻值在500Ω～2MΩ，兩電極的接觸電阻值之比不超過10。
這些數(shù)據(jù)有利于分析運(yùn)行一段時(shí)期后流量計(jì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確故障的原因。例如，兩電極的接觸電阻顯著增大時(shí)，表明電極很可能被玷污；勵(lì)磁線圈的絕緣電阻下降表明傳感器受潮。
電磁流量計(jì)在安裝、接線完畢后，正式投入運(yùn)行之前，應(yīng)該檢查安裝、接線是否正確。電磁流量計(jì)出廠是經(jīng)過流量校準(zhǔn)裝置調(diào)整校準(zhǔn)的，只要核對(duì)傳感器編號(hào)和轉(zhuǎn)換器編號(hào)是否配套、儀表系數(shù)是否正確，一般不經(jīng)任何調(diào)整就可以投入運(yùn)行。
調(diào)試期故障外界源頭主要來自3個(gè)方面：管路和安裝等方面、使用環(huán)境方面、流體方面。如果在安裝階段抓好前述幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，調(diào)試一般沒有故障。
3結(jié)語
在抓電磁流量計(jì)安裝調(diào)試質(zhì)量控制前，公司管網(wǎng)中運(yùn)行的電磁流量計(jì)故障較多，嚴(yán)格電磁流量計(jì)安裝調(diào)試質(zhì)量控制后，故障次數(shù)明顯下降，供水計(jì)量準(zhǔn)確性、可靠性顯著提升。
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