摘要(yao):電磁流量(liang)計 區别于(yú)其他流量(liang)計,在設計(jì)選型、安裝(zhuāng)投用、使用(yong)維護過🥰程(chéng)📱中均有具(ju)體的要求(qiu)。尤其接地(dì)問題對電(diàn)磁流量計(jì)至關重要(yao)，從電磁流(liu)量計的原(yuan)理出發,提(ti)出可靠的(de)接地是電(dian)磁流量計(ji)正常工作(zuò)的前置必(bì)要‼️條件,同(tóng)時結合電(diàn)磁流量計(ji)不同的安(an)裝場合,給(gei)出相對應(yīng)的接地方(fang)案。
　　在工業(ye)領域,電磁(ci)流量計應(yīng)用廣泛，例(li)如煉油廠(chang)工藝裝置(zhi)中🎯的循環(huán)水管線、新(xin)鮮水管線(xian)、含鹽污水(shuǐ)管線流量(liang)測✨量;烷基(jī)化⭐裝置中(zhōng)濃硫酸、稀(xī)硫酸、中間(jian)酸等介質(zhi)管線流量(liàng)測量㊙️;硫磺(huang)裝置中堿(jian)液、急冷水(shuǐ)等管線流(liú)量測量。由(yóu)于電磁流(liu)量計測量(liang)原理的特(te)殊性,其接(jie)地問題直(zhí)接影響到(dao)儀表正常(chang)🌐投用和測(cè):量精度,所(suo)以，正确理(lǐ)解電磁流(liu)量計的接(jie)地原因👅,熟(shú)悉☔電磁流(liu)量計在不(bú)☂️同使用場(chang)合下的接(jiē)地方案,有(yǒu)助于電磁(ci)流量計的(de)合理選型(xing)、安裝投用(yong)、故障排查(cha)。
1電磁流量(liàng)計的工作(zuò)原理
　　電磁(cí)流量計是(shi)基于電磁(cí)感應定律(lǜ)工作原理(li)的流量檢(jian)測儀🐆表。根(gen)據法拉第(di)電磁感應(yīng)定律,導體(ti)在磁場中(zhōng)運動💋時,通(tōng)過切割磁(cí)力線産生(shēng)感應電勢(shì)。電磁流量(liang)計的傳感(gan)器通過位(wèi)于導🏃🏻‍♂️體兩(liang)端的正負(fù)電極來獲(huo)取電勢信(xìn)号,再通過(guo)信号線傳(chuán)遞給轉換(huàn)器，經過信(xìn)号放大、轉(zhuan)換後傳輸(shu)到控制室(shì)。典型的電(dian)磁流量計(ji)工作原理(lǐ)如圖1所示(shi),其中,Ex表示(shi)感應電動(dong)勢,k爲系數(shu),B表示磁感(gan)應強度,d表(biao)示兩電極(ji)間距離(測(cè)量管内徑(jing)),ʋ表示介質(zhi)流速。
 
2電磁(cí)流量計的(de)接地問題(tí)
2.1接地問題(ti)産生的根(gen)源
　　從圖1可(ke)以看出,感(gǎn)應電動勢(shì)Ex是由流經(jing)電磁流量(liang)計前後🔅法(fǎ)蘭間(a端至(zhì)b端)的導體(tǐ)(被測介質(zhi))切割磁力(lì)線産生,所(suǒ)以Ex的負端(duān)參考電位(wei)必須和流(liú)量計兩法(fǎ)蘭間的被(bèi)測介質電(diàn)位一🤟緻,爲(wei)了嚴格保(bao)證兩者的(de)一緻性,除(chú)保證流量(liang)計電極與(yǔ)介質接觸(chu)外,還應通(tōng)過❗可靠的(de)接地來保(bǎo)持零電位(wei);同時,由于(yú)Ex數值較小(xiǎo),滿✉️量程時(shi)僅2.5~8.0mV,當流🍓量(liàng)很小時,隻(zhi)有幾微伏(fú),所以爲了(le)避😘免外界(jiè)幹擾(主要(yao)是靜電幹(gan)擾)帶來的(de)Ex數值漂移(yi),需通過接(jie)地将傳感(gǎn)器電極測(ce)量到的微(wēi)😘弱👄電動勢(shi)Ex完整、無損(sun)地傳遞給(gěi)轉換器。以(yi)上是電磁(ci)流量計正(zheng)常📧工作的(de)兩個關鍵(jiàn)點，也是電(dian)磁流量計(ji)在接地要(yao)求方面區(qū)别于其他(tā)流量計的(de)根本原因(yin)。
2.2與熱電偶(ǒu)信号的不(bú)同
　　電磁流(liú)量計工作(zuò)時，電極間(jian)産生的信(xìn)号爲亳伏(fu)級,如2.1節所(suo)述,這是其(qi)現場儀表(biǎo)需可靠接(jiē)地的原因(yin)之一,但并(bing)非所有的(de)毫伏級信(xìn)号儀表在(zai)工作時都(dou)需🔴要接地(dì)。爲了更好(hǎo)地理解電(dian)磁流量計(jì)接地的必(bì)要性,避免(mian)陷入認知(zhi)的💁誤區，該(gāi)處😘可類比(bi)同爲亳伏(fú)級信号的(de)熱電偶,其(qí)現場儀表(biǎo)工作時不(bu)需要采取(qu)單獨的接(jiē)地措施。究(jiū)其原因,是(shì)因爲熱電(diàn)偶的亳伏(fú)級信号産(chǎn)生于熱端(duān)⛷️和冷端,兩(liǎng)種不同⛷️材(cai)質的電極(ji)由于熱電(dian)效應,在熱(re)端⚽構成了(le)正負極,并(bìng)通過 補償(cháng)導線 延伸(shen)到冷端，負(fù)極不需要(yào)與被測介(jiè)質電位相(xiang)同。而電磁(ci)流量計工(gōng)作電極與(yu)介質接觸(chù)并保持同(tong)一負電位(wèi),是其工作(zuò)⛱️的前置必(bi)要條件。
3電(dian)磁流量計(ji)的接地方(fāng)案
　　如圖1所(suo)示,當流體(tǐ)切割磁力(lì)線産生流(liu)量信号時(shi)，一個電☎️極(jí)上産生正(zhèng)電勢,另一(yī)個電極上(shang)産生負電(diàn)勢🌈,爲了避(bì)免極化㊙️反(fan)應,兩者交(jiāo)替變化。由(you)于電勢差(cha)以流體本(běn)👅身作爲零(líng)電位🌈,所以(yǐ)電磁流量(liàng)計傳感器(qi)輸出信号(hao)的接地點(diǎn)應與被測(cè)介質電氣(qi)連接，這是(shì)電磁流量(liang)計工作的(de)必要條件(jiàn)，如不滿足(zú)該條件，電(dian)磁♌流量計(jì)就不能正(zhèng)常工作。因(yīn)此☁️,電磁流(liu)量計轉換(huan)器輸入端(duān)中點必須(xū)與流體共(gòng)處于零電(diàn)位且導通(tong),這🛀樣才能(néng)構成對稱(chēng)的輸入回(huí)路。但在工(gōng)程實施過(guò)程中,針對(dui)不同的工(gōng)況場合,仍(réng)需采用不(bú)同的接地(di)方案。
3.1安裝(zhuang)于金屬管(guǎn)道的接地(di)方案
　　電磁(ci)流量計所(suo)測量的介(jiè)質必須是(shì)導電的,所(suo)以當電磁(cí)流量計安(an)裝于無襯(chen)裏金屬管(guan)道時,如果(guo)确認金屬(shǔ)管道已進(jìn)行了可靠(kao)接地，則電(diàn)磁流量計(ji)不再⛷️需要(yào)單♉獨接地(dì)。原因是因(yin)爲電磁流(liu)量計通過(guo)金屬墊片(piàn)、螺栓和管(guǎn)道己構成(cheng)了一個整(zhěng)體，電㊙️位爲(wei)0。此處應注(zhù)意兩個♻️細(xi)節:爲了避(bi)❄️免導磁,電(diàn)磁流量計(ji)本體一般(ban)采用不鏽(xiù)鋼材質或(huo)碳鋼加非(fēi)金屬襯裏(li)🔆,前面🛀🏻所述(shù)的不💚需要(yào)單獨接地(di)的電磁流(liu)📧量計,是針(zhēn)對本🚶‍♀️體🙇🏻爲(wei)不鏽鋼及(ji)其他♻️非導(dao)磁金屬材(cái)質而言;對(dui)于碳鋼加(jiā)非金屬襯(chèn)裏的，如果(guo)不帶非金(jin)屬法蘭翻(fān)邊,當⁉️采用(yòng)金屬墊片(pian)時💜，不需單(dān)獨接地,但(dàn)對于帶有(yǒu)非金屬法(fa)蘭翻邊的(de)電磁流量(liàng)計,如果連(lian)接螺栓的(de)電阻值大(dà)🈲于0.03Ω(注:數據(ju)來自于GB/T20801.4-2006《壓(ya)力管道規(gui)範工業管(guǎn)道第4部分(fen):制作與安(ān)裝》12.15.1條,經驗(yàn)數值是數(shu)量少于5個(ge)),應采⛷️用和(hé)非金屬管(guǎn)道相❗同的(de)接地方案(an)。 金屬管道(dao)電磁流量(liàng)計 接地方(fang)案如圖2所(suo)示。
 
3.2安裝于(yú)非金屬管(guǎn)道的接地(dì)方案
　　當電(diàn)磁流量計(jì)安裝在非(fei)金屬管道(dào)，如塑料管(guǎn)道或㊙️有絕(jué)緣塗料、絕(jué)緣襯裏的(de)金屬管道(dao)上，則管道(dào)内介質無(wu)法通過金(jīn)屬管道與(yu)大地連通(tōng)。該工況下(xia),傳感器的(de)兩端面應(ying)要求配💁帶(dai)接地環,使(shi)管🧑🏽‍🤝‍🧑🏻内流動(dòng)的被測介(jie)質良好接(jiē)地,具有零(líng)電位，否則(zé)電磁流量(liang)計無法正(zhèng)常工作。非(fēi)金屬管道(dao)電磁流量(liang)計接地方(fang)案如☀️圖3所(suo)示。
 
　　如3.1節中(zhong)分析,當電(diàn)磁流量計(ji)安裝在帶(dài)非金屬襯(chen)裏✂️的金🚶‍♀️屬(shǔ)管道⚽上時(shi),其接地方(fang)案與安裝(zhuāng)于非金屬(shǔ)管道的接(jiē)地方案相(xiang)同,也應采(cǎi)用圖3所示(shi)接地方案(an)。
　　由于接地(di)環不改變(bian)電磁流量(liang)計的形式(shi),工作時與(yu)介🔴質直接(jie)🎯接觸,所以(yi)大多數情(qing)況下是首(shǒu)選方案,但(dan)其并不是(shì)工程設計(ji)⭐中唯一的(de)選擇。特别(bié)是對于材(cái)質特殊的(de)接地環或(huò)者👈口徑較(jiào)大的接地(dì)環，鑒于其(qi)費用較高(gao),此類工況(kuàng)可考慮改(gai)用增加接(jiē)地電極即(ji)🈲“三電極”的(de)方案來實(shí)現工⛹🏻‍♀️作接(jiē)地。
3.3安裝于(yú)帶陰極保(bao)護管道的(de)接地方案(an)
　　對于埋地(di)敷設且距(ju)離較長的(de)金屬管線(xian),爲了防止(zhǐ)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻電化學腐(fu)蝕，根據不(bu)同種類的(de)介質,需強(qiáng)制或推薦(jiàn)設置陰極(ji)保護。無論(lun)是犧牲陽(yáng)極的陰保(bao)方案還是(shì)強制電流(liú)的方☔案,金(jīn)屬管道在(zai)實施陰極(ji)保護措施(shi)後對大地(dì)均爲負電(diàn)💰位。對于該(gāi)🔞工況下管(guan)道上安裝(zhuāng)⛱️的電磁流(liú)量計,需要(yào)将現🏒場儀(yí)表作爲一(yi)個獨立的(de)整體進行(hang)接地,不能(néng)與金屬管(guǎn)道有任何(he)的導電性(xing)電路連接(jie),防止陰極(jí)保護的電(diàn)流通💯過儀(yí)表直接流(liú)入大地,嚴(yan)重破壞陰(yin)❄️極保護的(de)效果。同時(shi)爲了維持(chi)金屬管道(dào)陰極保護(hu)的整體性(xìng),還需要增(zēng)加導🔞線跨(kuà)接管道.上(shang)的法蘭。帶(dài)陰極保護(hu)管道電磁(ci)流量計接(jie)地方案如(ru)圖4所示。圖(tú)4中,接地環(huán)與陰極保(bǎo)護的金屬(shu)管道絕緣(yuán),螺栓與墊(niàn)片也要與(yǔ)金♉屬管道(dao)之間采用(yòng)良好的絕(jué)緣措施。
 
4電磁流(liú)量計的抗(kàng)幹擾措施(shi).
　　電磁流量(liàng)計現場儀(yí)表正确接(jiē)地僅爲其(qi)正常工作(zuo)🙇‍♀️的必要條(tiáo)件💁之一。從(cóng)幹擾源的(de)角度來看(kan),外界磁場(chǎng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼、電場均會(huì)對電磁流(liu)量計産生(shēng)幹擾，對于(yú)外界磁場(chǎng)幹擾，人們(men)并沒有較(jiào)好的主動(dong)防護措施(shī)，一般是在(zài)設計過程(cheng)中要求信(xin)号線應采(cai)用對絞 屏(píng)蔽電纜 ,通(tong)過感應平(ping)衡來降低(dī)磁場幹擾(rao)。同時在選(xuan)擇電磁流(liú)量計的安(an)裝地點時(shí),應遠離一(yi)切電磁幹(gàn)擾源(比如(ru)大功率🔱電(dian)機、變壓💞器(qì)等🤩)。對于分(fèn)體式的電(diàn)磁流量計(ji),轉換❗器與(yǔ)傳感器間(jiān)的信号線(xian)、勵磁線應(ying)使用廠家(jiā)專用電纜(lǎn)并分别穿(chuān)管敷設。對(duì)于電場🐉的(de)幹擾，除做(zuò)好現場儀(yí)表的工作(zuò)接♌地外,還(hái)應按🙇🏻照規(guī)範要求完(wán)善轉換器(qì)至控制室(shi)電纜的屏(píng)蔽接地。電(diàn)磁流量計(jì)電信号回(huí)路連接與(yǔ)接地如圖(tú)5所示。
 
5結束語
　　電(dian)磁流量計(jì)的正确接(jie)地,對電磁(cí)流量計的(de)正常投😘用(yong)和長期運(yun)行來講至(zhì)關重要,但(dan)在工程實(shi)施時,應認(rèn)清“正确接(jiē)地”并不代(dài)表一定要(yào)單獨設置(zhi)接地,比如(rú)上文中提(tí)到金屬管(guan)道有良好(hao)接地措施(shi)時,即可不(bu)需要單獨(dú)儀表接地(dì)。另外,本文(wen)重點讨⭐論(lùn)研究的⛱️是(shi)管道式電(diàn)磁流量計(jì)，對于 插入(ru)式電磁流(liú)量計 ，可将(jiang)管道式兩(liǎng)個法蘭視(shi)爲一個整(zhěng)體，與插入(ru)式電磁流(liu)量計❌單🈲個(gè)連接法蘭(lan)對應,參考(kǎo)采用上文(wen)中提到的(de)接地方案(an)。

本文來源(yuan)于網絡,如(rú)有侵權聯(lian)系即删除(chú)！