在工業領域▩│↟☁，電磁流量計應用廣泛▩│↟☁，例如煉油廠工藝裝置中的迴圈水管線·☁•、新鮮水管線·☁•、含鹽汙水管線流量測量；烷基化裝置中濃硫酸·☁•、稀硫酸·☁•、中間酸等介質管線流量測量；硫磺裝置中鹼液·☁•、急冷水等管線流量測量◕╃▩▩✘。由於電磁流量計測量原理的特殊性▩│↟☁，其接地問題直接影響到儀表正常投用和測量精度▩│↟☁，所以▩│↟☁，正確理解電磁流量計的接地原因▩│↟☁，熟悉電磁流量計在不同使用場合下的接地方案▩│↟☁，有助於電磁流量計的合理選型·☁•、安裝投用·☁•、故障排查◕╃▩▩✘。

 

１·☁•、電磁流量計的工作原理

              電磁流量計是基於電磁感應定律工作原理的流量檢測儀表◕╃▩▩✘。根據法拉第電磁感應定律▩│↟☁，導體在磁場中運動時▩│↟☁，透過切割磁力線產生感應電勢◕╃▩▩✘。電磁流量計的感測器透過位於導體兩端的正負電極來獲取電勢訊號▩│↟☁，再透過訊號線傳遞給轉換器▩│↟☁，經過訊號放大·☁•、轉換後傳輸到控制室◕╃▩▩✘。典型的電磁流量計工作原理如圖１所示▩│↟☁，其中▩│↟☁，Ｅｘ表示感應電動勢▩│↟☁，ｋ為係數▩│↟☁，Ｂ表示磁感應強度▩│↟☁，ｄ表示兩電極間距離（測量管內徑）▩│↟☁，ｖ表示介質流速◕╃▩▩✘。

２·☁•、電磁流量計的接地問題

２．１接地問題產生的根源

從圖１可以看出▩│↟☁，感應電動勢Ｅｘ是由流經電磁流量計前後法蘭間（ａ端至ｂ端）的導體（被測介質）切割磁力線產生▩│↟☁，所以Ｅｘ的負端參考電位必須和流量計兩法蘭間的被測介質電位一致▩│↟☁，為了嚴格保證兩者的一致性▩│↟☁，除保證流量計電極與介質接觸外▩│↟☁，還應透過可靠的接地來保持零電位；同時▩│↟☁，由於Ｅｘ數值較小▩│↟☁，滿量程時僅２．５～８．０ｍＶ▩│↟☁，當流量很小時▩│↟☁，只有幾微伏▩│↟☁，所以為了避免外界干擾（主要是靜電干擾）帶來的Ｅｘ數值漂移▩│↟☁，需透過接地將感測器電極測量到的微弱電動勢Ｅｘ完整·☁•、無損地傳遞給轉換器◕╃▩▩✘。以上是電磁流量計正常工作的兩個關鍵點▩│↟☁，也是電磁流量計在接地要求方面區別於其他流量計的根本原因◕╃▩▩✘。

 

２．２與熱電偶訊號的不同

              電磁流量計工作時▩│↟☁，電極間產生的訊號為毫伏級▩│↟☁，如２．１節所述▩│↟☁，這是其現場儀表需可靠接地的原因之一▩│↟☁，但並非所有的毫伏級訊號儀表在工作時都需要接地◕╃▩▩✘。為了更好地理解電磁流量計接地的必要性▩│↟☁，避免陷入認知的誤區▩│↟☁，該處可類比同為毫伏級訊號的熱電偶▩│↟☁，其現場儀表工作時不需要採取單獨的接地措施◕╃▩▩✘。究其原因▩│↟☁，是因為熱電偶的毫伏級訊號產生於熱端和冷端▩│↟☁，兩種不同材質的電極由於熱電效應▩│↟☁，在熱端構成了正負極▩│↟☁，並透過補償導線延伸到冷端▩│↟☁，負極不需要與被測介質電位相同◕╃▩▩✘。而電磁流量計工作電極與介質接觸並保持同一負電位▩│↟☁，是其工作的前置必要條件◕╃▩▩✘。

 

３電磁流量計的接地方案

              如圖１所示▩│↟☁，當流體切割磁力線產生流量訊號時▩│↟☁，一個電極上產生正電勢▩│↟☁，另一個電極上產生負電勢▩│↟☁，為了避免極化反應▩│↟☁，兩者交替變化◕╃▩▩✘。由於電勢差以流體本身作為零電位▩│↟☁，所以電磁流量計感測器輸出訊號的接地點應與被測介質電氣連線▩│↟☁，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▩│↟☁，電磁流量計轉換器輸入端中點必須與流體共處於零電位且導通▩│↟☁，這樣才能構成對稱的輸入迴路◕╃▩▩✘。但在工程實施過程中▩│↟☁，針對不同的工況場合▩│↟☁，仍需採用不同的接地方案◕╃▩▩✘。

 

３．１安裝於金屬管道的接地方案

              電磁流量計所測量的介質必須是導電的▩│↟☁，所以當電磁流量計安裝於無襯裡金屬管道時▩│↟☁，如果確認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透過金屬墊片·☁•、螺栓和管道已構成了一個整體▩│↟☁，電位為０◕╃▩▩✘。此處應注意兩個細節│▩：為了避免導磁▩│↟☁，電磁流量計本體一般採用不鏽鋼材質或碳鋼加非金屬襯裡▩│↟☁，前面所述的不需要單獨接地的電磁流量計▩│↟☁，是針對本體為不鏽鋼及其他非導磁金屬材質而言；對於碳鋼加非金屬襯裡的▩│↟☁，如果不帶非金屬法蘭翻邊▩│↟☁，當採用金屬墊片時▩│↟☁，不需單獨接地▩│↟☁，但對於帶有非金屬法蘭翻邊的電磁流量計▩│↟☁，如果連線螺栓的電阻值大於０．０３Ω（注│▩：資料來自於ＧＢ／Ｔ２０８０１．４—２００６《壓力管道規範工業管道第４部分│▩：製作與安裝》１０．１２．１條▩│↟☁，經驗數值是數量少於５個）▩│↟☁，應採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◕╃▩▩✘。