摘要:電磁流量計(ji) 區别于其他流量(liàng)計,在設計選型、安(ān)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(liàng)計至關重要，從電(dian)磁⭐流量計的原理(lǐ)出發,提出🏃🏻可靠的(de)💃🏻接地是電磁流量(liang)計正♈常工作的前(qián)置必要條件,同時(shi)結合電磁流量計(ji)不同的安裝場合(he),給出相對應的接(jie)🏃‍♀️地方案。
　　在工業領(lǐng)域,電磁流量計應(yīng)用廣泛，例如煉油(you)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(liu)酸、稀硫酸、中間酸(suan)等介質☔管線流量(liang)測量;硫磺裝🈲置中(zhōng)堿✍️液、急冷水等管(guǎn)線流量測量。由于(yu)電磁流量🍉計測量(liàng)原⛱️理的特殊性,其(qi)接地問題直接影(yǐng)響👨‍❤️‍👨到儀表正常投(tóu)用和測:量✏️精度,所(suǒ)以，正确理解電磁(cí)流量計的接地原(yuán)因🔞,熟悉電磁流量(liang)🛀🏻計在不同使用‼️場(chǎng)合下的接地方案(an),有助于🧡電磁流量(liàng)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(li)的流量檢測儀表(biao)。根據法拉第電磁(cí)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(lai)獲取電🔆勢信号,再(zai)🈲通過信号線傳遞(di)給轉換器，經過信(xin)号放大、轉換後傳(chuan)輸到控制室。典型(xing)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(shi)兩電極間距離(測(cè)量管内徑),ʋ表示介(jie)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(cóng)圖1可以看出,感應(ying)電動勢Ex是由流經(jīng)電磁流量計前後(hou)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(diàn)位必須和流量計(jì)兩法蘭間的被測(cè)介質電位一緻,爲(wèi)了嚴格保證兩者(zhě)的一緻性,除保證(zhèng)流量計電極與介(jiè)質接觸外,還應通(tong)過⭕可靠的接地來(lái)保持零電位;同時(shi),由于Ex數值較小,滿(mǎn)量程時僅2.5~8.0mV,當流量(liang)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(guo)接地将傳感器電(dian)極測量到的微弱(ruo)電動勢Ex完整、無損(sǔn)地傳遞給轉換器(qi)。以上是電磁流量(liàng)計🧑🏽‍🤝‍🧑🏻正常工作的兩(liǎng)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(gen)本原因。
2.2與熱電偶(ou)信号的不同
　　電磁(cí)流量計工作時，電(dian)極間産生的信号(hào)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(fei)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(ke)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(qi)原因,是因🚩爲熱電(diàn)偶的亳伏級信号(hao)産生📞于熱端和冷(leng)端,兩種不同材質(zhi)的電極由🤞于⚽熱電(diàn)效應,在熱端構成(cheng)了正負極,并⛷️通過(guò) 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(gōng)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(suo)示,當流體切割磁(ci)力線産生流量信(xin)号時，一個電極上(shàng)産生正電勢,另一(yī)個電極上産生負(fu)電勢,爲了避免💛極(ji)化反應,兩者交替(ti)變化。由于電勢差(chà)以流體本身作爲(wèi)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(bì)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(liàng)計轉換器💃🏻輸入端(duan)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(hui)路。但在工程實施(shi)過程中,針對不🈚同(tóng)的工況場合,仍需(xū)采用不同的接地(dì)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(dao)時,如果确認金屬(shu)管道💛已進行了可(kě)靠接地，則電磁流(liu)量計不再㊙️需要單(dan)獨接地。原因是因(yin)爲電🛀磁流量計通(tong)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(gè)😘細節:爲了避㊙️免導(dǎo)磁,電磁⭕流量計本(ben)體一般采用不💛鏽(xiù)鋼材質或碳鋼加(jia)非金屬襯裏🔅,前面(mian)所述的不需要單(dān)獨接地👉的電磁流(liu)量計,是針對本體(ti)爲不鏽鋼及其他(tā)☁️非導磁金屬材質(zhi)而言;對于碳鋼加(jia)非金屬襯裏的，如(ru)果不帶非金屬法(fǎ)蘭翻邊,當采用金(jīn)屬墊片時，不需單(dān)獨接地,但對于帶(dai)有非金屬法蘭翻(fan)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(ān)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(dao)相同的接地方案(àn)。 金屬管道電磁流(liu)量計 接地方案如(rú)圖2所示。
 
3.2安裝(zhuang)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(liao)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(dì)連通。該工況下,傳(chuán)感器的兩端面應(ying)要求配🧑🏽‍🤝‍🧑🏻帶接地環(huán),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(suǒ)示。
 
　　如3.1節中分(fen)析,當電磁流量計(ji)安裝在帶非金屬(shǔ)襯裏❗的📧金屬管💰道(dao)🔱上時,其接地方案(àn)與安裝于非金屬(shǔ)管道的接地☀️方案(an)相同,也應采用圖(tú)3所示接地方案。
　　由(yóu)于接地環不改變(bian)電磁流量計的形(xíng)式,工作時與介質(zhi)直接接觸,所以大(dà)多數情況下是首(shǒu)選方案,但其并不(bu)是工程設計中唯(wéi)一的選擇。特别是(shi)對于材質特殊的(de)接地環或者口徑(jìng)較大的接地環，鑒(jian)于其費用較高,此(cǐ)類工況可考慮改(gǎi)用增加接🆚地電極(jí)即“三電極”的方案(an)來實現工作接地(dì)。
3.3安裝于帶陰極保(bǎo)護管道的接地方(fāng)案
　　對于埋地敷設(shè)且距離較長的金(jīn)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(lùn)是犧牲陽極的陰(yīn)保方案還是🎯強制(zhì)電流的方🌍案,金屬(shǔ)🏃管道在實施陰極(jí)保護措施後對大(dà)地均爲負電位。對(duì)于該工況下管道(dào)上安裝的電磁流(liú)量計,需要将現場(chang)儀表作爲一個獨(dú)立的整體進行接(jie)地,不能與金屬管(guǎn)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(huài)陰極保護的效果(guǒ)。同時🌏爲了維持金(jīn)屬管道陰極保護(hu)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(cí)流量計接地方案(an)如圖4所示。圖4中,接(jiē)地環與陰極保護(hu)的金屬🎯管道絕緣(yuán),螺栓與墊片也❓要(yao)與❗金屬管道之間(jian)采用✏️良好的絕緣(yuan)措施。
 
4電(diàn)磁流量計的抗幹(gan)擾措施.
　　電磁流量(liang)計現場儀表正确(que)接地僅爲其正常(chang)工作的必要條件(jiàn)之一。從幹擾源的(de)角度來看,外界磁(ci)場、電場均會對電(dian)磁流量計産生幹(gàn)擾，對于外界磁場(chǎng)幹擾，人們并沒有(yǒu)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(gǎn)應平衡來降低磁(cí)場幹擾。同時在選(xuǎn)擇電磁流量計的(de)安裝地點時,應遠(yuǎn)離一切電磁幹擾(rao)源(比如大♋功率電(diàn)機🌂、變壓器等)。對于(yu)分體式的電磁流(liú)量🌏計,轉換器與傳(chuán)感器間的信号線(xian)、勵磁線應使用廠(chang)家專用電纜并分(fèn)别穿管敷設。對于(yu)電場的幹擾，除🌍做(zuò)好現場儀表的工(gōng)作接地外,還應按(àn)照規範要求完善(shan)轉換器至控制室(shi)電纜的屏蔽接地(dì)。電磁流量計電信(xìn)号回路連接與接(jiē)地如圖5所示。
 
5結束語
　　電磁(cí)流量計的正确接(jiē)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(shí)施時,應㊙️認清“正确(què)接地”并不代表一(yī)定要單獨設置接(jie)地,比如上文中提(ti)到金屬管道有良(liáng)好接地措施時,即(jí)可不需要單獨儀(yí)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(shì)電磁流量計 ，可将(jiang)管道式兩個法蘭(lán)視爲一個整體，與(yu)插入式電磁流🥵量(liang)計單個連接法蘭(lán)對應,參考采用上(shàng)文中提到的接地(di)方案。

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