氣泡對于電磁流量計來說是個隱形“殺手”，儀表工日常維護中面對這個問題時也是頭疼不已，倒不是說對其沒有辦法，而是這個問題很難被排查和發(fā)現(xiàn)，因為我們眼睛看不見，手又摸不著，所以一時間對這個問題很難從直觀上去進行判斷。



說這個問題前我們先溫習(xí)一下電磁流量計測量原理(在此僅提供電磁流量計原理相關(guān)計算公式，不再長篇累述原理)。

①感應(yīng)電動勢公式?
E=B×D×V
公式中B為磁感應(yīng)強度(T)；D為管道內(nèi)徑(m)；V為流體平均流速(m/s)。

②體積流量公式?

從①和②可以看出，都有相同的V，把E=B×D×V轉(zhuǎn)換成：

③V=E/BD，再把③帶入②中：

從可以看出：π為常數(shù)3.14；D為管道直徑，選型已定；4為常數(shù)；B為常數(shù)，同樣選型已定。

從以上大家可以看出電磁流量計的K在出廠時廠電磁流量計家已進行校驗和標定(注意非必要不要去修改這些參數(shù)，以免造成測量誤差！)

昌暉儀表為什么要把電磁流量計測量原理梳理一遍呢？主要是想從理論上去分析分析為什么氣泡會對電磁流量計的測量造成影響。
 
【例1】管道流體中伴雜著氣泡
這是我們最常見的一種情況。

常見表現(xiàn)形式：瞬時流量值劇烈波動、驟降、出現(xiàn)負值或零等，導(dǎo)致電磁流量計顯示和信號輸出不穩(wěn)定。

原因分析：追其原因不得不從電導(dǎo)率上說起，電磁流量計的測量普遍接受的可靠測量閾(yù)值是5μs/cm以上流體(各不同品牌電磁流量計可能有差異)。當氣泡通過或完全覆蓋電磁流量計電極時，可能造成信號回路瞬時開路，阻斷了電流通路。我們知道氣泡內(nèi)通常為空氣，電導(dǎo)率極低，甚至我們可以認為它是絕緣體，此時電磁流量計檢測到電導(dǎo)率瞬間發(fā)生劇烈波動和下降，與此同時自診斷功能也監(jiān)測到電極之間的電路電阻急速變化這一情況，從而導(dǎo)致電極無法有效檢測到穩(wěn)定的感應(yīng)電壓(注意：流體本身的電導(dǎo)率并未改變，波動源于氣泡的擾動)。

我們再結(jié)合理論體積流量公式Qv=K×E來分析，流體電導(dǎo)率的變化過程，本質(zhì)上就是反映了感應(yīng)電動勢E的相應(yīng)變化。隨著電導(dǎo)率的不穩(wěn)定(一會兒強一會兒弱)致使流體導(dǎo)電能力突然變強或變?nèi)酰踔脸霈F(xiàn)檢測不到，那這個感應(yīng)電壓就會跟著變化，從流量Qv=K×E計算中，可以看出E不準(或變化)，計算出的流量值自然也就不準了，這就是說為什么管道流體中伴雜著氣泡電磁流量計示值波動的原因。

【案例2】電磁流量計測量傳感器內(nèi)部上腔形成氣囊
這么說吧，電磁流量計測量傳感器內(nèi)部上腔形成氣囊就是個特殊的存在，毫不夸張地說百年難遇!氣囊的形成概率可能極低，需要一定的特定條件。昌暉儀表就以一起真實的案例來給大家分享分享。

背景：同一管道兩臺電磁流量計(A為橫河電磁流量計、B為科隆電磁流量計)串聯(lián)安裝，同時檢測流量；表現(xiàn)形式：瞬時流量顯示偏大(A流量計顯示150L/h；B流量計顯示350L/h)
 

形成氣囊的原因分析
說巧也巧，偶然在現(xiàn)場A電磁流量計處有一段透明管，觀測到了這個情況，所以判定電磁流量計傳感器內(nèi)部上腔可能形成氣囊。



接下來的分析也進一步驗證了這一結(jié)果：

①計量泵(輸液泵)本身輸出的是脈沖式流量，流體中容易夾帶氣泡，雖然在A電磁流量計后安裝了空氣室式緩沖阻尼器，將脈沖流轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)流，但氣泡并未被完全消除，只是被緩沖器部分吸收或延緩。

②B電磁流量計距離計量泵出口10米以上，流體在長距離輸送中壓力會損耗逐漸下降，出口閥全開，系統(tǒng)沒有形成背壓，導(dǎo)致在電磁流量計B處的壓力較低、流速慢，低速低壓條件下，氣泡容易在管道高點或流速突變處聚集，而不能被流體帶走。(計量泵為600L/h，產(chǎn)生的推力小，流速低。)

③B流量計所在管段為斜上安裝(人為因素改變了安裝方式：被工藝改用軟管連接，抬高電磁流量計B安裝位置，進口端變低，流量計處于高位。)，由于電磁流量計B出口側(cè)為豎管，在沒有足夠的壓力和流速情況下，這種布置會使氣體自然向上聚集在這個位置(可將B電磁流量計所處這段管線位置視為至高點)，氣泡在斜管和豎管交界處容易停滯，逐漸合并成大氣囊。

④當用手抬高B電磁流量計的進口端時，實際上是人為制造了一個局部高點(也就是說電磁流量計B處于這段管線的最低點)和背壓， 背壓提高了流體速度，增強了氣體攜帶能力，從而將氣囊推走，管道處于滿管狀態(tài)， 這也驗證了系統(tǒng)原有背壓不足是氣囊形成的關(guān)鍵因素。
 
⑤結(jié)合我們之前的管道流體中伴雜著連續(xù)氣泡分析，表現(xiàn)應(yīng)該是瞬時流量值劇烈波動、驟降、出現(xiàn)負值或零等，導(dǎo)致現(xiàn)場顯示和信號輸出不穩(wěn)定這一現(xiàn)象，顯然這里并不符合這個邏輯。

綜合簡述
計量泵脈沖流帶入氣泡經(jīng)阻尼器整流處理但未能完全消除氣泡，氣泡進入下游，由于距離遠，加之出口閥全開壓力損耗降低、流速慢，再者流量計處于斜上安裝與豎管結(jié)構(gòu)形成氣體聚集高點，致使B電磁流量計前端缺乏背壓無法推動氣泡排出，隨著氣泡聚集的越來越多，最終在B流量計管段處形成大的氣囊。
  

理論印證
從氣囊示意圖中我們不難看出：流體經(jīng)過流量計時，流通面積變小。

 

根據(jù)體積流量公式?：
 
公式中π為常數(shù)3.14；D為管道直徑，選型已定；4為常數(shù)；B為同樣選型已定；V為平均流速。V是這里唯一的變量，也就是說，當實際流體大小不變，因氣囊存在導(dǎo)致流通面積減小，流體的流速會增加，這就是為什么電磁流量計測量傳感器內(nèi)部上腔形成氣囊后電磁流量計流量偏大的原因。

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