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流 量 计 基 础 知 识
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流量测量的重要性
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\t\t 在生产和科学研究试验中，流量都是一个很重要的参数。
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例如，在石油化工生产过程自动检测和控制中，为了有效地操作、控制和监测，需要检测各种流体的流量。此外，对物料总量的计量还是能源管理和经济核算的重要依据。流量检测仪表是发展生产、节约能源、提高经济效益和管理水平的重要工具。
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课件重点
主要介绍流量测量的基本知识和常用的流量检测仪表。
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主要内容：
第一部分 流量计的基本知识
第二部分 流量计的选型
第三部分 流量计的安装
第四部分 流量计的使用和维护
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第一部分

流量计的基本知识
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流量定义：
\t指单位时间内流体(气体、液体或固体颗粒等)流经管道或设备某处横截面的数量，又称瞬时流量。
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瞬时流量有体积流量和质量流量之分。
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\t
体积流量：当流体以体积表示时称为体积流量。
　
体积流量是指单位时间内通过某截面的流体的体积，单位为m3/s。
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质量流量：当流体以质量表示时称为质量流量。
质量流量是指单位时间内通过某截面的流体的质量。
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平均流速
所谓平均流速，一般是指流过管路的体积流量除以管路截面积所得到的数值。
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用来测量流量的仪表统称为流量计。
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1. 流量仪表的主要技术参数
(1)流量范围
流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。
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(2)量程和量程比
流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量程比，亦称流量计的范围度。
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(3)允许误差和精度等级
流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最大误差，称为该流量仪表的允许误差，一般用最大相对误差和引用误差来表示。

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(4)压力损失
压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大，经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈小愈好。
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流量计量中常用的物性参数
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在流量测量和计算中，要使用到一些流体的物理性质（流体物性），它们对流量测量的准确度及流量计的选用都有很大影响。限于本书篇幅，我们对这些物性参数只作基本概念及一些简单计算式的介绍，详细数据资料需到有关手册去查询。
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1．流体的密度
流体的密度由下式定义

式中：ρ——流体密度，kg/m3；
m——流体的质量，kg；
V——流体的体积，m3。
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       液体的密度
通常压力的变化对液体密度的影响很小，在5Mpa以下可以忽略不计，但是对于碳氢化合物，即使在较低压力下，亦应进行压力修正。
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2．流体的粘度
流体本身阻滞其质点相对滑动的性质称为流体的粘性。流体粘性的大小用粘度来度量。同一流体的粘度随流体的温度和压力而变化。通常温度上升，液体的粘度下降，而气体粘度上升。液体粘度只在很高压力下才需进行压力修正，而气体的粘度与压力、温度的关系十分密切。
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3．热膨胀率
热膨胀率是指流体温度变化1℃时其体积的相对变化率，
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4．压缩系数
压缩系数是指当流体温度不变，所受压力变化时，其体积的变化率.
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5．雷诺数
雷诺数是一个表征流体惯性力与粘性力之比的无量纲量
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利用雷诺数可以判断流动的形式。
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工作原理
---------电磁流量计
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工业电磁流量计的构成
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电磁流量计的结构如图所示：
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电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成
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传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。
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一体式电磁流量计
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工作原理
---------超声波流量计
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超声波脉冲在上下游两侧传感器间来回传播，由于上下游传播速度不同，产生时间差，根据时差大小测出流量。传播时间技术是用一对传感器，每个传感器都发送和接受超声波信号并穿过流体。当流体流动时 39.向下游方向信号传播时间比向上游方向的传播时间短。时差与流体速度成正比，测出时差即测出流量和方向。
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超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响 。
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超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。
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 超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。
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1．声学系统：由安装于待测管道外表面的一对超声波探头（换能器）组成。
2．测量主机：主机与探头之间由两根双屏蔽电缆连接。
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传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。
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工作原理
---------涡街流量计
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在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。
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 在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，
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 涡街流量计的组成
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旋涡发生体（a）单旋涡发生体 （b）双、多旋涡发生体
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旋涡发生体是检测器的主要部件，它与仪表的流量特性（仪表系数、线性度、范围度等）和阻力特性（压力损失）密切相关，对它的要求如下。　　 1） 能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离；　　 2） 在较宽的雷诺数范围内，有稳定的旋涡分离点，保持恒定的斯特劳哈尔数；　　 3） 能产生强烈的涡街，信号的信噪比高； 　　 4） 形状和结构简单，便于加工和几何参数标准化，以及各种检测元件的安装和组合；　　 5） 材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀，耐温度变化；　　 6） 固有频率在涡街信号的频带外。
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工作原理
---------差 压 式流量计
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基本原理
当充满圆管的流体流经在管道内部安装的节流装置时，流束将在节流件处形成局部收缩，使流速增大，静压力降低，于是在节流件前后产生压力差．该压力差通过差压计检出．流体的体积流量或质量流量与差压计所测得的差压值有确定的数值关系。
差 压 式 流 量 计（节流式流量计）
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差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类 60.如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。 
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差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。 
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节流装置组成 1、节流件：标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、1／4圆孔板、双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、锥形入口孔板等  2、取压装置：环室、取压法兰、夹持环、导压管等  3、连接法兰（国家标准、各种标准及其它设计部门的法兰）、紧固件。  4、测量管 
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孔板
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节流装置的取压方式通常有五种
它们是：角接取压、法兰取压、径距取压、理论取压和管接取压。
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1-节流元件
2-引压管路
3-三阀组
4-差压计
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第二部分

流量计的选型
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正确地选择仪表的规格，也是保证仪表使用寿命和准确度的重要一环。应特别注意静压及耐温的选择。仪表的静压即耐压程度，它应稍大于被测介质的工作压力，一般取1．25倍，以保证不发生泄漏或意外。量程范围的选择，主要是仪表刻度上限的选择。选小了，易过载，损坏仪表；选大了，有碍于测量的准确性。一般选为实际运行中最大流量值的1．2一1．3倍。
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流量计分类
流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种，一是按流量计采用的测量原理进行归纳分类：二是按流量计的结构原理进行分类。
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一、按测量原理分类
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  (1)力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。
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(2)电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。
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(3)声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。
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(4)热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。
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(5)光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。
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(6)原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表．
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(7)其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。
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二、按流量计结构原理分类
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1．容积式流量计
    容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进行度量。流量越大，度量的次数越多，输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单，适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同，目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计；适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等．
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2．叶轮式流量计
    叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低，误差约±2％，但结构简单，造价低，国内已批量生产，并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高，一般误差为±0．2％一0．5％。
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  3．差压式流量计(变压降式流量计)
    差压式流量计由一次装置和二次装置组成．一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速)成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示．差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表．差压计的差压敏感元件多为弹性元件。
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由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方式的70％。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都采用这种表计。
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   4．变面积式流量计(等压降式流量计)
    放在上大下小的锥形流道中的浮子受到自下而上流动的流体的作用力而移动。当此作用力与浮子的“显示重量”(浮子本身的重量减去它所受流体的浮力)相平衡时，俘子即静止。浮子静止的高度可作为流量大小的量度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而异，而浮子稳定不动时上下部分的压力差相等，因此该型流量计称变面积式流量计或等压降式流量计。该式流量计的典型仪表是转子(浮子)流量计。
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5．动量式流量计
    利用测量流体的动量来反映流量大小的流量计称动量式流量计．由于流动流体的动量P与流体的密度  及流速v的平方成正比，即p  v2，当通流截面确定时，v与容积流量Q成正比，故p  Q2。设比例系数为A，则Q＝A  因此，测得P，即可反映流量Q．这种型式的流量计，大多利用检测元件把动量转换为压力、位移或力等，然后测量流量。这种流量计的典型仪表是靶式和转动翼板式流量计。
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6．冲量式流量计
    利用冲量定理测量流量的流量计称冲量式流量计，多用于测量颗粒状固体介质的流量，还用来测泥浆、结晶型液体和研磨料等的流量。流量测量范围从每小时几公斤到近万吨。典型的仪表是水平分力式冲量流量计，其测量原理是当被测介质从一定高度h自由下落到有倾斜角  的检测板上产生一个冲力，冲力的水平分力马质量流量成正比，故测量这个水平分力即可反映质量流量的大小。按信号(九)的检测方式，该型流量计分位移检测型和直接测力型。
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7．电磁流量计
    电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电动势，而感应电动势又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管道流量的原理而制成的。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。可测最大管径达2m，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不能应用。
" 88."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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  8．超声波流量计
超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量计。
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电磁流量计（EletromagneticFlowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点，目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。
" 90."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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电磁流量计的分类：
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    按激磁电流方式划分，有直流激磁、交流（工频或其他频率）激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁
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按输出信号连线和激磁（或电源）连线的制式分类，有四线制和二线制
" 93."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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按转换器与传感器组装方式分类，有分离型和一体型。
" 94."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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按流量传感器与管道连接方法分类，有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。
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按流量传感器电极是否与被测液体接触分类，有接触型和非接触型。按流量传感器结构分类，有短管型和插入型。
" 96."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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按用途分类，有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等。
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电磁流量计的主要特点
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1）电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失，是流量计中运行能耗最低的流量仪表之一。
" 99."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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2）可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；采用耐磨橡胶做内衬，就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。
" 100."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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3）电磁流量计是一种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率（在一定范围）的影响。因此，电磁流量计只需经水标定后，就可心用来测量其它导电性液体的流量。
" 101."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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4）电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布下的流动状态（层流或湍流）无关。所以电磁流量计的量程范围极宽，其测量范围度可达100：1，有的甚至达1000：1的可运行流量范围。
" 102."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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5）电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。
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6）工业用电磁流量计的口径范围极宽，从几个毫米一直到几米，而且国内已有口径达3m的实流校验设备，为电磁流量计的应用和发展奠定了基础。
" 104."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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电磁流量计的缺点
" 105."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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1）不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
    2）不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机溶剂等介质，目前电磁流量计还无能为力。
  3）普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能用于低温介质的测量，以防止测量管外结露（结霜）破坏绝缘。
4）电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。
" 106."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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旋翼式蒸汽流量计
精度：2%、2.5%
适用流体： 饱和蒸汽、
微过热蒸汽
测量范围：
18-8350lg/h
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涡轮流量计
进入仪表的被测气体，首先通过一个装在流量计壳体内的整流器，它不但能调整速度分布剖面，而且还能使气体流速增大，此后气体继续沿流动通道流动并使涡轮旋转。涡轮的角速度与渡过流量计气体的平均流速成正比，通过齿轮组传动和磁性耦合联动装置驱动流量计壳体上部的计数器显示工作状况下被测气体的体积量。
" 108."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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涡轮流量计
适用于测量各种燃气及工业领域中的各种单相气体，如天然气、丙烷、丁烷、乙烯、空气、氮气等。
仪表精度高、重复性好、安装使用方便等特点，广泛应用于石油、化工、城市燃气、冶金、矿山等部门。
" 109."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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涡轮流量计
仪表前后直管段要求低（前≥3DN，≤1DN）； 采用自润滑滚珠轴承，使用维护方便； 采用机械式显示，无需电源供电，无隔爆要求； 抗干扰能力强；
使用条件:环境温度：-30~ 55℃; 相对湿度：5%~95% ;大气压力：86~106kpa ;介质温度：-30~ 80℃ 。
" 110."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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金属管浮子流量计
为变面积式流量计，即在流量计的垂直测量管中，当流体向上流经管子时，浮子向上移动，在某一位置浮子所受升力与浮子重力达到平衡，此时浮子与孔板（或锥管）间的流通环隙面积保持一定。环隙面积与浮子的上升高度成比例，即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移动时，以磁耦合的形式将位置传递到外部指示器，使指示器的指针跟随浮子移动，并借助凸轮板使指针线性地指示流量值的大小。 
" 111."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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金属管浮子流量计
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110
管段式超声波流量计
利用低电压、多脉冲原理，采用双平衡信号差分发射、接收技术。精度可达1%，完全可与电磁流量计媲美。
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111
涡街流量计
广泛应用于洁净流体的计量
高精确度和重复性（液体0.65%，气体1.35% 114. 重复性0.1%）
宽广的测量范围（一般>1:20）
使用最先进的流量测量技术
可提供Hart通讯或现场总线产品
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112
涡街流量计
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113
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114
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115
与流体接触零部件材料的选择
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（1） 衬里材料（或直接与介质接触的测量管）常用衬里材料有氟塑料、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和陶瓷等。近年有采用高纯氧化铝999.7%AI2O3)陶瓷制成衬里的，但只限中小口径传感器。
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117
（2） 电极和接地环材料   电极对测量介质的耐腐是选择材料首先考虑的因素，其次考虑是否会产生钝化等表面效应和所形成的噪声。
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118
选用步骤1）确认可用的测量对象。
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119
2）选择型式。按流体物性选择，气体和液体分别用气体型和液体型，不能通用。在工作状态下液体粘度超过5mPa.s应选用高粘度型（国内尚无定型产品）。酸性腐蚀性液体选用耐酸型（国内尚无定型产品）。  按环境条件选择，按环境温度和湿度等选择合适仪表，如周围有爆炸易燃性气氛应选防爆型传感器。  按管道连接方式选择，传感器有水平和垂直两种安装方式。水平安装时与管道连接方式有法兰连接、螺纹连接和夹装连接。中等口径选用法兰连接，小口径和高压管道选用螺纹连接，夹装连接只适用于低压中小管径。垂直安装只有螺纹连接。
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120
3） 选择规格。按现场使用条件，如流量范围、管径、流体压力和温度、安装位置等和性能要求，如精确度、重复性、显示方式等参照制造厂选型样本或使用说明书选定具体规格型号，也有可能找不到合适的，只好另选其它流量计。
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第三部分

流量计的安装
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流量传感器安装
----------电磁流量计
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（1） 安装场所通常电磁流量传感器外壳防护等极为IP65（GB 4208规定的防尘防喷水级），对安装场所有以下要求。
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1） 测量混合相流体时，选择不会引起相分离的场所；测量双组分液体时，避免装在混合尚未均匀的下游；测量化学反应管道时，要装在反应充分完成段的下游；2） 尽可能避免测量管内变成负压；3） 选择震动小的场所，特别对一体型仪表；4） 避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰；5） 易于实现传感器单独接地的场所；
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125
6） 尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体；7） 环境温度在－25/－10～50/600℃范围内，一体形结构温度还受制于电子元器件，范围要窄些；8） 环境相对湿度在10%～90%范围内；9） 尽可能避免受阳光直照；10） 避免雨水浸淋，不会被水浸没。如果防护等级是IP67（防尘防浸水级）或IP68 （防尘防潜水级），则无需上述8）、10）两项要求。
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126
（2） 直管段长度要求
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为获得正常测量精确度，电磁流量传感器上游也要有一定长度直管段，但其长度与大部分其它流量仪表相比要求较低。90º弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀后通常认为只要离电极中心线（不是传感器进口端连接面）5倍直径（5D）长度的直管段，不同开度的阀则需10D；下游直管段为（2～3）D或无要求；但要防止蝶阀阀片伸入到传感器测量管内。各标准或检定规程所提出上下游直管段长度亦不一致，汇集如表2所示，要求比通常要求高。这是由于为保证达到当前0.5级精度仪表的要求。
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（3） 安装位置和流动方向
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129
传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。但测量固液两相流体最好垂直安装，自下而上流动。这样能避免水平安装时衬里下半部局部磨损严重，低流速时固相沉淀等缺点。  
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130
水平安装时要使电极轴线平行于地平线，不要处于垂直于地平线，因为处于地步的电极易被沉积物覆盖，顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面，使输出信号波动。图5所示管系中，c、d为适宜位置；a、b 、e为不宜位置，b处可能液体不充满，a、e处易积聚气体，且e处传感器后管段短也有可能不充满，排放口最好如f形状所示。对于固液两相流c处亦是不宜位置。
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132
（4） 旁路管、便于清洗连接和预置入孔
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133
为便于在工艺管道继续流动和传感器停止流动时检查和调整零点，应装旁路管。但大管径管系因投资和位置空间限制，往往不易办到。根据电极污染程度来校正测量值，或确定一个不影响测量值的污染程度判断基准是困难的。除前文所述，采用非接触电极或带刮刀清除装置电极的仪表，可解决一些问题外，有时还需要清除内壁附着物，则可按图所示，不卸下传感器就地清除。 
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对于管径大于1.5～1.6m的管系在EMF 附近管道上，预置入孔，以便管系停止运行时清洗传感器测量管内壁。
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（5） 负压管系的安装
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136
氟塑料衬里传感器须谨慎地应用于负压管系；正压管系应防止产生负压，例如液体温度高于室温的管系，关闭传感器上下游截止阀停止运行后，流体冷却收缩会形成负压，应在传感器附近装负压防止阀，如图7所示。有制造厂规定PTFE 和PFA 塑料衬里应用于负压管系的压力可在200C、1000C、1300C时使用的绝对压力必须分别大于27、40、50KPa.
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137
（6） 接地
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138
传感器必须单独接地（接地电阻100Ω以下）。分离型原则上接地应在传感器一侧，转换器接地应在同一接地点。如传感器装在有阴极腐蚀保护管道上，除了传感器和接地环一起接地外，还要用较粗铜导线（16mm2）饶过传感器跨接管道两连接法兰上，使阴极保护电流于传感器之间隔离。
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139
有时后杂散电流过大，如电解槽沿着电解液的泄漏电流影响 EMF 正常测量，则可采取流量传感器与其连接的工艺之间电气隔离的办法。同样有阴极保护的管线上，阴极保护电流影响 EMF 测量时，也可以采取本方法。
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140
转换器安装和连接电缆
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一体型 EMF 无单独安装转换器；分离型转换器安装在传感器附近或仪表室，场所选择余地较大，环境条件比传感器好些，其防护等级是 IP65 或 IP64 （防尘防溅级）
为了避免干扰信号，信号电缆必须单独穿在接地保护钢管内，不能把信号电缆和电源线安装在同一钢管内。
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电磁流量计安装要求小结
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144
电磁流量计安装要求（１） 安装环境应干燥通风，避开阳光直射，环境温度应≤40℃。（２） 应尽可能的远离强磁场的电机设备。如：大变压器，电焊机。（３） 应远离有氨气，酸雾等场合。（４） 安装流量计的管道不要有较大的漏电流，而且附近应有良好的接地条件。（５） 流体的流动方向与流量标志的方向一致。（６） 安装的管道，要保证管道内充满被测的介质，防止空管。（７） 流量计不要安装在有负压的管道内，以防止衬里脱落。
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流量传感器安装
----------差压流量计
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节流式流量计主要由两部分组成：节流装置和测量静压差的差压计。
节流装置是安装在流体管道中，使流体的流通截面发生变化，引起流体静压变化的一种装置。常用的节流装置有文丘利管、喷嘴和孔板。
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147
常用的节流装置
文丘利管压力损失最小，而孔板压力损失最大。
文丘利管
孔板
喷嘴
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148
1．取压方式
差压式流量计是通过测量节流件前后压力差p来实现流量测量的，而压力差 p的值与取压孔位置和取压方式紧密相关。节流装置的取压方式有以下5种，各种取压方式及取压孔位置如图所示．
(1)角接取压: 上下游取压管位于孔板(或喷嘴)的前后端面处。角接取压包括单独钻孔和环室取压。如图3—7中l—l位置。
(2)法兰取压：上下游侧取压孔的轴线至孔板上、下游侧端面之间的距离均为25.4±0.8mm（1inch)。取压孔开在孔板上下游侧的法兰上．如图3—7中2—2位置．
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149
（3)径距取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为1Dm±0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔极下游端面的距离为0.5Dm。如图3—7中的3.3位置（Dm管道直径）。
(4)理论取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为l Dm±0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离因 值不同而异。该距离理论上就是流束收缩到最小截面的距离。如图3—7中的4—4位置。
(5)管接取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为2.5Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板下游端面的距离为8Dm．如图3—7中的5—5位置．该方法使用很少．
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涡街流量计
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安装注意事项
涡街流量计对管道流速分布畸变、旋转流和流动脉动等敏感，对现场管道安装条件应充分重视，遵照生产厂使用说明书的要求执行。
涡街流量计可安装在室内或室外。
如果安装在地井里，有水淹的可能，要选用涎水型传感器。
传感器在管道上可以水平、垂直或倾斜安装，但测量液体和气体时为防止气泡和液滴的干扰，安装位置要注意
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涡街流量计对上、下游直管段长度的要求
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使用注意事项
1）现场安装完毕通电和通流前的检查
\t ①主管和旁通管上各法兰、阀门、测压、测温
孔及接头应无渗漏现象；
②管道振动情况是否符合说明书规定；
\t ③传感器安装是否正确，各部分电气连接是否
良好。
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158
（2）接通电源静态调试
\t 在通电不通流时转换器应无输出，瞬时流量指示为零，累积流量无变化，否则首先检查是否因信号线屏蔽或接地不良，或管道震动强烈而引入干扰信号。如确认不是上述原因时，可调整转换器内电位器，降低放大器增益或提高整形电路触发电平，直至输出为零。
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159
（3）通流动态调试
\t关旁通阀，打开上下游阀门，流动稳定后转换器输出连续的脉宽均匀的脉冲，流量指示稳定无跳变，调阀门开度，输出随之改变。否则应细致检查并调整电位器直至仪表输出既无误触发又无漏脉冲为止。
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160
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161
第四部分

流量计的使用和维护
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对仪表维护人员的基本要求仪表维护人员应具备如下条件：a.熟悉相应的产品说明书等有关技术资料；b.了解工艺流程及该流量计在其中的作用；
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163
 完好条件 零部件完整，符合技术要求。即：a.名牌应清晰无误；b.零部件应完好齐全并规格化；c.紧固件不得松动；d.插接件应接触良好；e.端子接线应牢靠；f.可调件应处于可调位置；g.密封件应无泄漏；
" 167."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
164
设备及环境整齐、洁净、符合工作要求，即：a.整机应清洁、无锈蚀、漆层应平整、光亮、无脱落；b.仪表线路应敷设整齐，均要做固定安装；c.在仪表外壳的明显部位应有表示流体流向的永久性标志；d.线路标号应齐全、清晰、准确。
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165
瞬时流量的校准根据涡街流量变送器的仪表常数（即单位体积脉冲数）和仪表最大流量范围，计算出仪表各校验点对应的信号脉冲频率。首先调准指针的机械和电器零位。调节脉冲信号发生器的输出幅度，达到仪表对信号幅值要求。再调节该信号发生器的频率，直到数字频率计上所指示的频率为仪表校验点所要求的频率为止。输入信号上升和下降各校验点不低于5点。回程误差超过允许值，调整模拟单元的电器零位电位计和范围电位器，直到合格为止。
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166
累积器的误差校准  按照仪表流量测量范围，选择3～5个流量检测点，如0.25Qmax，0.50Qmax，0.75Qmax等，进行流量的累积校验，其累积时间可任选，如10分钟、20分钟、60分钟等。校验前应检查其累积的流量系数和单位换算的设制或硬件和软件的编程是否符合运行使用的要求。然后由信号发生器送一个流量检定所需脉冲频率，并同时记录累积时间，记录累积数。重复再做1～2次。
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167
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170
" 174."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
171
" 175."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
172
" 176."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
173
" 177."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
174
" 178."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
175
" 179."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
176
" 180."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
177
" 181."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
178
" 182."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
179
" 183."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
180
" 184."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
181
故障内容
" 185."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
182
" 186."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
183
故障内容
" 187."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
184
" 188."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
185
" 189."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
186
故障内容
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" 191."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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" 192."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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　电磁流量汁故障类型第一类为仪表本身故障
第二类为外界原因引起的故障
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　一、调试期故障本类故障在电磁流量计初始装用调试时就出现，但一经改进排除故障，以后在相同条件下一般就不会再度出现。常见调试期故障主要有安装不妥、环境干扰、流体特性影响三方面原因。 
" 194."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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1、管道系统和安装等方面　　通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的例如将流量传感器安装在易积聚潴留气体的管网高点；流量传感器后无背压，液体迳直排人大气，形成其测量管内非满管；装在自上向下流的垂直管道上，可能出现排空等。
" 195."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
192
2、环境方面　　主要是管道杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量，但如遇管道有强杂散电流（如电解车间管道）亦不一定能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施（参见下文案例12）。空间电磁波干扰-般经信号电缆弓I入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护，但也曾遇到屏蔽保护还不能克服
" 196."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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3、流体方面　 液体含有均匀分布细小气泡通常不影响正常测量，唯所测得体积流量是液体和气体两者之和；气泡增大会使输出信号波动，若气泡大到流过电极遮盖整个电极表面，使电极信号回路瞬时断开，输出信号将产生更大波动。低频（50／16 Hz-50／6 Hz）矩形波激磁电磁流量计测量液体中含有固体超过一定含量时将产生浆液噪声，输出信号亦会有一定程度波动。两种或两种以上液体作管道混合工艺时，若两种液体电导率（或各自与电极间电位）有差异，在混合未均匀前即进入流量传感器进行流量测量，输出信号亦会产生波动。电极材质与被测介质选配不善，产生钝化或氧化等化学作用，电极表面形成绝缘膜，以及电化学和极化现象等，均会妨碍正常测量。
" 197."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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二、运行期故障由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作
" 198."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
195
2、雷电击　　雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流，进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径：电源线，传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的，其他两条途径较少。还从发生雷击事故现场了解到，不仅电磁流量计出现故障，控制室中其他仪表电常常同时出现雷击事故。因此使用单位要认识设置控制室仪表电源线防雷设施的重要性。
" 199."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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3、环境条件变化　　主要原因同上节调试期故障环境方面，只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计，调试期因无厂扰源，仪表运行正常，然而在运行期出现新干扰源（例如测量点附近管道或较远处实施管道电焊）干扰仪表正常运行，出现输出信号大幅度波动。
" 200."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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流量计故障排除小结
" 201."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
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管道有水但显示是零？ 　　a. 安装是否正确。 　　b. 安装时的流向方向。 　　c. 干扰。 　　d. 管道。（非金属没加接地环） 　　e. 跟计算机接线有问题。 　　f. 流速低。 　　g．介质的导电率。 　　k. 备用管道或管道有分支的原因。
" 202."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
199
处理办法： 　　流速方向（接线端子正方，自左向右流）；如果安装的管道是非金属管道则必须加接地环。对于流速低；提高流速，要是实际的流速没有办法提高；最好在采用流量计的时候，采用流量计的口径比实际的管道小点的，这样可以采用缩径的方法，来提高流速；介质的导电率必须保证在不小于20μs/cm; 
" 203."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
200
液晶上的数字显示超量程？ 　　a.拨码值乱了 　　b.实际流量大 　　c.转换器坏了 
" 204."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
201
处理办法：　　查看一下出厂时的记录来重新恢复原先的拨码值；更换一下流量计。
" 205."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
202
液晶数字显示连续降数？ 　　a.绝缘性下降 　　b.转换器某个集成片出现问题。
" 206."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
203
处理办法：　　壳体内的线圈的封闭不严，进水造成绝缘性下降。
" 207."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
204
现场显示有波动且波动较大？ 　　a.安装位置（管道的最高端）。 　　b.周围是否干扰（变频器，保证变频器和流量计的电源不是同一个电源；大电机，交叉或重叠，手机发射塔对流量计没有干扰） 　　c. 不满管。 　　d.非金属管道没有接地 　　e.断线。 　　f.工频干扰 　　H．上微机影响。 
" 208."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
205
处理办法：　　1.如果安装在最高端，可以在入口端安个排气阀，把气体排出； 　　2.把电源分开重新换个电源 　　3.要是非金属管道，则必须配备接地环，以保证介质跟壳体充分接触
" 209."山东晨鸣纸业胶版纸动力 任希庆编辑
206
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