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↟✘↟₪·。