如圖1所示,當(dāng)流體切割磁力線產(chǎn)生流量信號時，一個電極上產(chǎn)生正電勢,另一個電極上產(chǎn)生負(fù)電勢,為了避免極化反應(yīng),兩者交替變化。由于電勢差以流體本身作為零電位,所以電磁流量計傳感器輸出信號的接地點應(yīng)與被測介質(zhì)電氣連接，這是電磁流量計工作的必要條件，如不滿足該條件，電磁流量計就不能正常工作。因此,電磁流量計轉(zhuǎn)換器輸入端中點必須與流體共處于零電位且導(dǎo)通,這樣才能構(gòu)成對稱的輸入回路。但在工程實施過程中,針對不同的工況場合,仍需采用不同的接地方案。
1.安裝于金屬管道的接地方案
電磁流量計所測量的介質(zhì)必須是導(dǎo)電的,所以當(dāng)電磁流量計安裝于無襯里金屬管道時,如果確認(rèn)金屬管道已進行了可靠接地，則電磁流量計不再需要單獨接地。原因是因為電磁流量計通過金屬墊片、螺栓和管道己構(gòu)成了一個整體，電位為0。此處應(yīng)注意兩個細(xì)節(jié):為了避免導(dǎo)磁,電磁流量計本體一般采用不銹鋼材質(zhì)或碳鋼加非金屬襯里,前面所述的不需要單獨接地的電磁流量計,是針對本體為不銹鋼及其他非導(dǎo)磁金屬材質(zhì)而言;對于碳鋼加非金屬襯里的，如果不帶非金屬法蘭翻邊,當(dāng)采用金屬墊片時，不需單獨接地,但對于帶有非金屬法蘭翻邊的電磁流量計,如果連接螺栓的電阻值大于0.03Ω(注:數(shù)據(jù)來自于GB/T20801.4-2006《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道第4部分:制作與安裝》10.12.1條,經(jīng)驗數(shù)值是數(shù)量少于5個),應(yīng)采用和非金屬管道相同的接地方案。金屬管道電磁流量計接地方案如圖2所示。
2.安裝于非金屬管道的接地方案
當(dāng)電磁流量計安裝在非金屬管道，如塑料管道或有絕緣涂料、絕緣襯里的金屬管道上，則管道內(nèi)介質(zhì)無法通過金屬管道與大地連通。該工況下,傳感器的兩端面應(yīng)要求配帶接地環(huán),使管內(nèi)流動的被測介質(zhì)良好接地,具有零電位，否則電磁流量計無法正常工作。非金屬管道電磁流量計接地方案如圖3所示。
如3.1節(jié)中分析,當(dāng)電磁流量計安裝在帶非金屬襯里的金屬管道上時,其接地方案與安裝于非金屬管道的接地方案相同,也應(yīng)采用圖3所示接地方案。
由于接地環(huán)不改變電磁流量計的形式,工作時與介質(zhì)直接接觸,所以大多數(shù)情況下是首選方案,但其并不是工程設(shè)計中唯一的選擇。特別是對于材質(zhì)特殊的接地環(huán)或者口徑較大的接地環(huán)，鑒于其費用較高,此類工況可考慮改用增加接地電極即“三電極”的方案來實現(xiàn)工作接地。
3.安裝于帶陰極保護管道的接地方案
對于埋地敷設(shè)且距離較長的金屬管線,為了防止電化學(xué)腐蝕，根據(jù)不同種類的介質(zhì),需強制或推薦設(shè)置陰極保護。無論是犧牲陽極的陰保方案還是強制電流的方案,金屬管道在實施陰極保護措施后對大地均為負(fù)電位。對于該工況下管道上安裝的電磁流量計,需要將現(xiàn)場儀表作為一個獨立的整體進行接地,不能與金屬管道有任何的導(dǎo)電性電路連接,防止陰極保護的電流通過儀表直接流入大地,嚴(yán)重破壞陰極保護的效果。同時為了維持金屬管道陰極保護的整體性,還需要增加導(dǎo)線跨接管道.上的法蘭。帶陰極保護管道電磁流量計接地方案如圖4所示。圖4中,接地環(huán)與陰極保護的金屬管道絕緣,螺栓與墊片也要與金屬管道之間采用良好的絕緣措施。
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