電磁流量計在供水系統中的應用技術

    〔摘要〕電磁流量計在供水系統中的應用比較廣泛，發揮著重要影響，文章闡述其基本原理，并分析它在供水系統中的應用。

    引言
    隨著我國供水行業的不斷發展，要求供水流量計量更加精確，以便為供水和分配提供準確的參考，也是提升供水企業經濟效益的重要手段。電磁流量計在供水系統中的應用越來越廣泛，和電導率、壓力、溫度無關，不受這些參數的影響，計量的精確性和可靠性高。電磁流量計需要結合計算機信息技術，對信號進行采集、轉換、分析，然后精確模擬，來分析流量變化，其優點是操作簡便，精確度高，減少了人工識別等流程。
 
    1 電磁流量計的基本原理
    電磁流量計是基于電磁感應定律，將流體作為一種導體，通過磁力線時，切割磁場，進而產生了電動勢感應電動勢E = K × V × B × D，其中E 指的是感應電動勢，K 則是儀表常數，V 為平均流速，B 指的是磁感應強度，D 則是測量管的內直徑。流體垂直于磁場方向流動，感應電動勢與單位體積電壓或平均流速成正相關，通過測量感應電壓的信號，并經放大器處理，轉換成統一的輸出信號。
 
    2 電磁流量計在供水系統中的應用研究
    2． 1 電磁流量計的主要技術特點和使用安裝要求
    2． 1． 1 電磁流量計的主要技術特點
    電磁流量計的技術特點主要包含5 個方面，很好，測量管內無阻流件，壓力損失小，供水流量測量受到的干擾較小。第二，由于測量的結果不受某些因素的影響，如溫度、壓力等，這樣可以確保較高的精度和穩定性。第三，只有電極和管道與被測液體接觸，因而對電極的影響不大，只需選擇合理的耐磨損、耐腐蝕的材料，就能確保電極工作的可靠性。第四，可以測定正反方向的流量。第五，輸出信號的方式非常靈活，可以針對工作環境的特點，針對性地選擇，如電流、頻率、脈沖等。
 
    2． 1． 2 電磁流量計的使用和安裝要求
    電磁流量計的使用和安裝需要按照嚴格的要求，一般需要從4 個方面著手，很好是對上下游管道有明確的規定: 對于上游超過5 倍管徑長度的直段管，下游超過3 倍管徑長度的直段管，在遇到特殊的工作環境時要增加上下游管的長度。第二，要嚴格控制好接地電阻，一般在10 歐姆以下。第三，要避免外部電磁對電磁流量計的干擾。第四，在上游管道安裝閥門，尤其是在嚴重影響流態特性的位置，如直角彎管和蝶閥處，**好安裝整流器，可以穩定水流，精確計量。
 
    2． 2 電磁流量計的在線校驗
    電磁流量計在購買之前已經在廠商處經過了校驗，但是供水系統的環境較為復雜，存在各種因素的干擾，因而生產環境和使用環境存在很大的不同。一旦投入到現場，電磁流量計的元器件等受影響的因素多，有可能出現故障，在shou次使用之前需要進行常規的現場校驗，但是電磁流量計安裝在供水管道中，拆卸困難，需要進行在線校驗。在線校驗主要包含5 個方面的內容，其一，對勵磁線圈進行銅電阻測試，在相同環境溫度的情況下，電阻值與原出廠值一致。其二，測試勵磁線圈的安全絕緣性，其絕緣電阻值必須超過20 兆歐姆。其三，對傳感器電極對地電阻進行測試，如果電阻值在2 ～ 20 kv 之間，則需要經過多次測試，取穩定的測試值，當出現充放電現象，且兩極電阻值接近時才合格。其四，測試轉換器勵磁電流時要觀察轉換器原電流值和輸出值，當誤差小于0． 25 mA 時則為合格。其五，測試轉換器模擬量輸出及頻率輸出，當**大的線性誤差低于0． 5%時為合格。
 
    2． 3 電磁流量計在供水系統中的應用
    2． 3． 1 用于區域計量
    電磁流量計在城市管網中的應用比較普遍，尤其是對于供水的計量和分配起著至關重要的作用，便于用水的調度和配置。以某市區供水情況為例，部分管道管材為DN600 和DN800，管材新、流量大，漏損不嚴重，因而需要選擇靈敏度高的電磁流量計，并且測量范圍要寬。
 
    2． 3． 2 作為結算水表使用
    供水流量計量的一個重要目的就是水表結算，電磁流量計作為結算水表使用，具有重要的參考作用。流量計的管理程序為: 對電磁流量計的需求進行分析，如型號、數量等，然后采購、存檔、安裝、使用、校核等，并需要定期的維護。
 
    2． 3． 3 用于水廠水量計量
    電磁流量計在當前的水廠中應用非常廣泛，為水量的配置和調度打下充分的基礎，為生產管理提供數據參考，方便投氯、凈水投藥等處理，這樣可以精確計算氯耗、藥耗、電耗等數據，方便成本控制和凈水處理。供水系統還會出現一定程度的故障，出現異常導致計量不準確，電磁流量計可以及時地反應機組異?；蛏纤苈繁艿裙收?。電磁流量計為城市管網的調度提供參考，出水長壓力與流量計共同工作，為機組運行提供數據參考。電磁流量計的穩定性好，測量的精度高，但是需要同等精度級的進口超聲波流量計進行校核，并設定校核的時間，可以更好地控制誤差。
 
    2． 4 電磁流量計使用中存在的難點及解決方法
供水系統使用的環境比較復雜，需要電磁流量計具有較高的穩定性和可靠性，但實際使用中也存在各種問題和難點，以下作簡要的分析。

    (1) 沒有滿足流量計的安裝條件。電磁流量計的
安裝對直管段的要求高，但在老舊的供水系統中安裝存在難度，會影響測量的穩定性，可以通過加裝整流管來改善流態特性。

    (2) 被測水的流速過低。水流流速與感應電動勢成正比，但是如果水流流速過低，會影響測量的精度，尤其是在管網的末梢，相應的方法是盡量開啟邊界兩邊的閥門。

    (3) 傳感器的表面要清潔，不能有污泥，如果有污泥，會因為污泥的導電性影響測量的精準。在選用電極的時候，可以采用刮刀式的電極，并制定好維護計劃，減少電極的干擾因素，保證電極的穩定性并確保其正常工作。

    (4) 管道中如果有水氣，會擾動正常測量，影響測量值的精準。當管道中出現水氣時，要及時尋找原因并做相應的處理，必要時可以加裝排氣閥排除水氣。

    (5) 電磁流量計入口管道要保持通暢，不能有堆積物，否則會影響電磁流量計的流態特性，影響測量的精度，造成測量誤差，因此需要及時清理。

    (6) 雷擊損壞電磁流量計是常見的事故，輕微的也會影響其工作的精確性，如信號干擾等。尤其是在較為空曠的郊區，雷雨覆蓋的面積大，會對電磁流量計帶來很大的影響，需要安裝相應的避雷裝置。在處理此類問題時，需要做好電源保護、接地保護等工作。防雷避雷的工作十分重要，通常做地網、安裝避雷針、在電磁流量計井上建房等，這樣可以明顯提高電磁流量計的防雷避雷能力。如不能根本性解決此類問題，需要進行分離保護，還能降低損失。