摘要:爲了保證(zhèng)凍結工程的實際(jì)效果，采用電磁流(liú)量計
能夠實現對(dui)鹽水流量的實時(shi)監測與控制。闡述(shu)了電磁📧流🐕量計的(de)測量原理、結構以(yi)及特點,明确了安(ān)裝技術要求以🥰及(jí)誤差消除措施。
0引(yǐn)言
在凍結工程中(zhōng)，爲保證凍結壁均(jun)勻發展,要求各凍(dong)結孔鹽水🧡流量均(jun1)衡。在井筒凍結工(gōng)程中,普遍具有孔(kong)數少、孔深長⛹🏻♀️且統(tong)一的特點,通常都(dōu)是進行單孔鹽水(shuǐ)循環。由于各孔深(shen)度一緻,在鹽水幹(gàn)管中安裝🔴電磁流(liu)量計以監測鹽水(shuǐ)總流量，采用串接(jiē)機械水表的方式(shì)測🌈量單孔流量💔,在(zai)凍結孔回水管上(shàng)安設溫度測點，根(gen)據各孔回水溫度(du)的高低對比，來判(pàn)斷單孔鹽水流量(liàng)是否均衡。然而，鹽(yán)水流量變化時,回(huí)水溫度往往滞後(hou)反應，而機械水表(biao)會影響鹽水的正(zheng)常流動,隻能作爲(wèi)臨時測量手段:?。
随(sui)着人工凍結技術(shù)越來越多的應用(yòng)于大型地鐵隧道(dao)施工，凍㊙️結設計呈(cheng)現孔數多、孔深短(duan)且長短不一的趨(qu)勢🔴,并且通常會将(jiang)幾個凍結孔串連(lián)成組進行鹽水循(xun)環,由于各組凍.結(jié)孔總延米🙇♀️數很難(nan)保持一-緻，往往🌐需(xu)要對各組流量進(jìn)行平衡調👌整。在市(shi)政🏒凍結工程中,除(chú)了鹽水幹管,還需(xu)要在分組凍結孔(kǒng)🌍管路中安裝電磁(cí)流量計，以對👈分組(zu)鹽水流量進行持(chi)續的正确監測。
本(ben)文對電磁流量計(ji)在市政凍結工程(cheng)分組鹽水流量監(jian)測中的應用,結合(hé)電磁流量計的原(yuán)理、結構以及特點(dian),明确了安裝👄技術(shu)要求，并在某地鐵(tie)隧道橫通道凍結(jie)加固工程中成功(gong)應用。
1電磁流量計(jì)
1.1電磁流量計的測(ce)量原理
電磁流量(liàng)計是應用法拉第(di)電磁感應定律而(ér)制成(見圖1),即:将流(liú)體作爲一種導電(dian)體,導電體在磁場(chǎng)中運動,切割磁力(lì)線從而産生感應(yīng)電動勢,感應電動(dòng)勢的大小又和♈液(ye)體.的流量大小成(cheng)正比，可以通過測(cè)量電動勢變化來(lai)反映管道内液體(tǐ)流量的變化。
1.2電磁流量計的(de)結構
電磁流量計(jì)的結構包含傳感(gan)器和轉換器兩個(gè)部分(見圖2),傳感🛀器(qì)負責測量管道中(zhōng)流體的瞬時流量(liang),并将所測流量的(de)感應電動勢信号(hào)輸送到轉換器中(zhōng)。轉換器則負💚責将(jiāng)接收到的感應電(dian)動勢信号放大,并(bìng)轉換成實際流量(liàng)值進行🈲顯示，還可(kě)以輸出4mA~20mA标準電流(liú)信号或RS485信号，實現(xiàn)管道流量的遠距(ju)離自動化監測。
1.3電磁流量計的(de)特點
電磁流量計(jì)具有如下主要特(tè)點:
1)結構簡單,傳感(gǎn)器内無阻流部件(jian),管道壓力損失小(xiǎo)，對所💛測液體的流(liu)動幹擾小。
2)測量結(jie)果不受所測管道(dao)内液體的溫度、密(mì)度、壓力和粘♻️度的(de)📐影響，工作可靠,而(ér)且有較高的測量(liang)精度。
3)無機械慣性(xìng),反應靈敏,可以測(ce)量流體的瞬時脈(mò)動流量，有🚩較好的(de)線性,可以将所測(ce)電勢信号轉換成(cheng)标準⭐信号🤩輸出，通(tong)常有一體顯示與(yu)分體顯示兩種🌏模(mo)式，可滿足多種應(yīng)用場景。
4)根據所測(cè)液體切割磁力線(xian)方向的不同，電磁(ci)流量計可以測量(liàng)流體的正反向流(liu)量值。
5)量程範圍較(jiao)大，量程比高達1:100,測(ce)量結果隻與所測(ce)流體🔅的平均流❌速(su)有關,而與軸對稱(cheng)分布下的紊流或(huò)層流狀态🆚無關♉。
6)傳(chuan)感器内沒有可動(dòng)部件,選擇合理的(de)材料制作與所測(ce)液體有直接接觸(chù)的襯裏和電極,即(jí)可達到很♍好的🌍耐(nai)磨損、耐腐蝕要求(qiú)。.
2電磁流量計的安(an)裝要求
爲保證電(diàn)磁流量計測量的(de)正确率,安裝時應(yīng)滿足以下要求🍓:
1)電(dian)磁流量計公稱通(tong)徑應與所測鹽水(shui)管道的管徑大小(xiao)一😘緻，當👉傳感器口(kǒu)徑小于鹽水管道(dào)時,必須在☂️傳感器(qi)前👄後加接異徑管(guan)。
2)由于鹽水(氯化鈣(gai)溶液)具有腐蝕性(xìng),電磁流量計應.選(xuǎn)配耐腐蝕性良好(hǎo)的傳感器襯裏和(he)電極。
3)安裝時應保(bǎo)證鹽水流動方向(xiang)與殼體所标流動(dòng)方向一緻，若發👉現(xian)兩者不一緻時，應(yīng)調整傳感器的安(ān)裝方向,或者修改(gai)轉換器中關于液(yè)體流動方向的🐆設(she)置。
4)爲防止氯化鈣(gài)結晶及其他雜質(zhi)沉積，安裝位置應(ying)避開鹽水管道最(zui)低處。
5)爲防止因爲(wei)傳感器内液體不(bu)滿管而産生測量(liàng)誤差,安裝位置應(ying)避開鹽水管道最(zui)高處、鹽水泵吸水(shui)口、鹽♌水管🌈出水口(kǒu)及⛹🏻♀️向下流動的管(guan)道等易産生空管(guan)現象的地方。
6)爲保(bǎo)證通過電磁流量(liang)計的鹽水流動平(ping)穩,傳感器安裝位(wèi)置♈前後直管段長(zhǎng)度要求如下:進水(shui)端直管段大于5倍(bèi)管道🚩内徑,出水端(duan)直管段大于3倍管(guan)道内徑,從電🤩極軸(zhóu)線開始測量。
7)爲保(bǎo)證測量精度,安裝(zhuāng)時應保證電磁流(liu)量計的電極🛀軸線(xiàn)近似在水平方向(xiang)。
8)爲避免因電磁幹(gàn)擾而産生測量誤(wu)差,應将傳感器💯與(yu)轉換器的接地極(jí)進行可靠接地，要(yao)求接地電阻值小(xiǎo)👨❤️👨于10Q。
9)爲防止安裝期(qi)間損壞電磁流量(liang)計,搬運過程中應(yīng)避免♍傳感器内襯(chèn)及轉換器受力,安(ān)裝鹽水管道時應(yīng)預留電磁流🤟量計(ji)的位👨❤️👨置，待焊接作(zuo)業完成後再💃安裝(zhuang)電磁流量計。
10)由于(yu)鹽水溫度較低，爲(wei)防止鹽水管道結(jié)霜越結越大，影響(xiang)🈲轉換🥵器正常工作(zuò),鹽水管道及傳感(gǎn)器外殼應進行保(bao)溫。
11)鹽水管道周邊(bian)通常濕度較大，應(ying)将進線口進行密(mi)封處理，每✉️次開蓋(gài)接線或調整設置(zhi)後，應檢查密封膠(jiao)圈是否✌️完好，并将(jiāng)🛀🏻端蓋💋擰緊，防止因(yin)進水引起轉換器(qi)故障。
12)爲了避免因(yīn)鹽水中含有大量(liàng)氣泡而使電磁流(liú)量計産🔞生測量誤(wu)差，可以采取以下(xià)措施:a.往鹽水中加(jia)入适量的有機矽(xī)消泡劑，可以有效(xiao)消除鹽水中的氣(qi)泡;b.将鹽水箱液.位(wei)維持在較🧡高位置(zhi),也能減小因鹽水(shuǐ)泵吸水而導緻的(de)吸氣現象;c.在鹽水(shuǐ)管路最高處安裝(zhuāng)放氣閥,定期排放(fang)😘管道中積聚的空(kong)氣。
3工程應用
3.1工程(chéng)概況
某地鐵隧道(dào)橫通道凍結工程(cheng)共設計凍結孔438個(gè)，單孔深度1.8m~52.3m,共分成(chéng)90組,單組總延米數(shù)9.1m~298.8m,設計要求單孔流(liú)量不小于5m3/h,各組延(yán)米數差異較大,流(liu)量不均的問題比(bi)較突出,.需要對各(gè)組流量進行平衡(héng)調節，在每組🧑🏽🤝🧑🏻凍結(jié)孔回水管處安裝(zhuang)1台電磁流量計,實(shí)際安裝位置見圖(tú)3,電磁流量計主要(yào).技術參數如下:
型(xing)号:YSDLD-DN50;
公稱通徑:50mm;
額定(dìng)壓力:1.0MPa;
襯裏:四氟;
電(diàn)極:316L;
供電:DC220V;
精度等級(jí):0.5級;
信号輸出:RS485。
通過UT6008MT型串口服務(wu)器,将電磁流量計(jì)轉換器輸出的RS485信(xin)号接入凍結實時(shí)監測系統,實現了(le)凍結孔分組鹽水(shuǐ)流量的自動化監(jian)測。
3.2測量應用
2025年12月(yue)15日1号橫通道由于(yú)凍結孔内積氣導(dao)緻右側第19組流量(liang)偏小,采取添加有(you)機矽消泡劑的措(cuò)施來消除鹽👈水中(zhōng)的氣泡,處理過🤩程(cheng)如下:9:30往1号鹽水箱(xiang)中添加10kg消泡劑，10:00開(kai)始💜右側第19組流量(liàng)逐步增大,期間流(liú)量偶有波動⛱️，說明(ming)孔内❌空氣仍未排(pai)淨,次日0:40流量增大(da)速度驟然加快,1:10流(liú)量增至最大值10.5m*/h,并(bìng)在此流量附近🧑🏾🤝🧑🏼保(bao)持穩定,說明該組(zǔ)氣堵問題已得到(dao)解決,7:55将該組流量(liang)調小到5.5m'/h。
處理氣堵(dǔ)問題期間，數據庫(kù)中間隔10min存儲的右(you)側第19組及❄️周邊2組(zu)凍結孔鹽水流量(liang)變化曲線如圖4所(suo)示❄️。
從圖4可以看(kàn)出，由于處理氣堵(du)問題期間鹽水泵(beng)閥門✂️.未進行調節(jie),在右側第19組凍結(jie)孔流量緩慢增大(da)及調🔅小的同時🙇🏻，周(zhou)邊組凍結孔的流(liu)量呈反向緩慢變(bian)化,即鹽水總流量(liang).保持不變。
4結語
某(mou)地鐵隧道橫通道(dao)凍結工程通過應(ying)用LD-DN50型電磁流量計(ji)🈲,實現了對凍結工(gong)程凍結孔分組流(liu)量的實時監測,其(qí)能及時準确的反(fan)映各孔鹽水流量(liàng)變化,從‼️而實現了(le)分組流量的正确(què)調節。
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