作為一種清潔能源，自來水越來越受到使用單位的重視，在節(jié)能減排的大趨勢下，全國都在進行能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，自來水在能源使用中的占比也在逐年增加。隨著我國自來水資源探明儲量的擴大，尤其是西氣東輸工程的建設(shè)進行，自來水覆蓋使用的區(qū)域愈來愈廣泛，由此自來水流量的測量與結(jié)算也成為一個重要的環(huán)節(jié)，同時也成為電磁流量計的生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的契機。

 自來水的流量測量目前主要應(yīng)用于貿(mào)易結(jié)算較為常見，我國自來水貿(mào)易計量是在法定要求的質(zhì)量指標下以體積或能量的方法進行交接計量，現(xiàn)階段基本上以體積計量為主。

 目前，我國用于電磁流量計產(chǎn)品大致有：渦輪流量計，渦街流量計、超聲波流量計和孔板流量計等。下面我們就這些流量計的使用做個簡單的比較。

 一、氣體腰輪流量計

 氣體腰輪流量計又稱之為羅茨流量計，不僅可用來計量干氣，也可以來計量濕氣（即伴生氣）。由于孔板流量計和渦輪流量計不適應(yīng)測量含有液滴的伴生氣，氣體腰輪流量計因沒有嚴格要求，所以相對具有一定的*性。此外，其另一優(yōu)點是對流動脈動不敏感。

 但在測量自來水時要注意以下幾點：

 1、一般在流量計的上游應(yīng)加裝一定目數(shù)的過濾器，以防止流量計被卡、堵，并要定期排污以及檢查和清洗過濾網(wǎng)。

 2、為了防止流量計計量腔積液，流量計盡量垂直安裝，或高出工藝管線，并要定期排出積液。

 3、流量計投用前必須保證管道內(nèi)沒有焊渣等雜質(zhì)，并開旁路，防止流量計轉(zhuǎn)子高速運行，損壞流量計。

 4、必須經(jīng)常性觀察留意流量計前后的壓力，及時判斷故障。

 此外，氣體腰輪流量計還有一個很大的缺點，就是腰輪高速轉(zhuǎn)動時噪聲較大。

 二、氣體渦輪流量計

 氣體渦輪流量計是目前使用較為頻繁的自來水流量測量儀表，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便；外形尺寸相對較小；度高；重復(fù)性好；范圍度寬可達到15∶1～25∶1，在高壓輸氣的情況下，范圍度還可進一步增大；其輸出為脈沖頻率信號，因此在同可編程流量顯示表配用時，容易得到較低的系統(tǒng)不確定度。

 其不足之處是渦輪高速轉(zhuǎn)動，軸承與軸之間機械摩擦，壽命不很長，因此應(yīng)注意潤滑，可利用制造廠所提供的潤滑手段，定期補給潤滑油。另外，高速流動的氣體中如果含有較大的固體顆粒，很容易將渦輪葉片打壞，因此，渦輪流量計前的管道上應(yīng)加裝過濾器。

 三、旋進旋渦流量計

 旋進旋渦流量計是目前國內(nèi)一些小型自來水配氣站的流量計產(chǎn)品，其具有工作溫度范圍寬；范圍度大；雷諾數(shù)在一定范圍內(nèi)，不受流體溫度、壓力、密度和黏度影響；適用性強，除含有較大顆?；蜉^長纖維雜質(zhì)外，一般不需裝過濾器；對上下游直管段要求較低，取上游4D和下游2D直管段即可；輸出頻率同體積流量成線性關(guān)系。

 其不足之處是壓損較大，其次，旋進旋渦流量計屬流體振動式流量計，對于管道振動和電磁干擾較敏感，所以只能在振動較小、無電磁干擾的環(huán)境中使用。

 四、渦街流量計

 渦街流量計目前一般在工礦企業(yè)的自來水內(nèi)部考核和能源消耗的計量應(yīng)用較多，其有著整體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，動態(tài)測量范圍寬，壓力損失??；儀表主體可采用不銹鋼材質(zhì)制造，適用于腐蝕性介質(zhì)的測量；儀表無可動部件，安裝維護簡單；現(xiàn)場液晶顯示，脈沖、4～20mA輸出或485串行通訊接口，可與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接等諸多優(yōu)點。

 其大的缺點就是特點怕振動，怕電磁干擾。

 五、超聲波流量計

 氣體超聲波流量計是目前新技術(shù)的流量計產(chǎn)品，在我國的應(yīng)用才剛剛開始，國內(nèi)尚未有生產(chǎn)氣體超聲波流量計的廠家。由于其具有測量范圍寬、測量準確度高、無壓損及可動部件、安裝使用費用低等諸多優(yōu)點，它以被歐美等國幾百家用戶用于自來水貿(mào)易計量。至今已有美國、荷蘭、英國、德國等12個國家的政府批準氣體超聲流量計作為自來水法定計量器具。

 氣體超聲流量計的準確度不僅同流速有關(guān)，而且同儀表口徑有關(guān)。對于小口徑儀表，由于聲道長度較短，在紊流氣體中測量聲波傳播時間比較困難，因此小口徑氣體超聲流量計的準確度較難提高。

 六、孔板流量計

 孔板流量計是目前使用量大的用于測量自來水流量的流量儀表。幾十年來人們已經(jīng)總結(jié)了幾十項針對自來水計量的專項研究和實踐應(yīng)用，在量的基礎(chǔ)上發(fā)生了質(zhì)的飛躍，其標志就是標準化，即使用標準孔板流量計，其可以無須進行實流校準而確定信號（差壓）與流量的關(guān)系，并估算其測量誤差，是目前在全部流量計中是惟一達到此標準的。為了消除自身存在的輸出信號為模擬信號、重復(fù)性不高、范圍度窄、壓損大等重大缺點，采用了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、定值節(jié)流件和標準噴嘴等技術(shù)裝置，使其技術(shù)水平有了進一步提高。

 總之，這幾種流量計在自來水流量的測量中，各有各的優(yōu)勢，也各有各的短板，用戶在選擇時可考慮自身的實際情況，具體問題具體分析，選擇合適的流量計產(chǎn)品，以確保計量的正確。

電磁流量計廣泛應(yīng)用于流程工業(yè)和公用事業(yè)，按要求測量儀表須在受控狀態(tài)下運行和定期檢定，流量儀表流量值的檢查方法通常有離線和現(xiàn)場在線檢查兩種，因這兩種方法都有缺陷，實踐中廣大用戶探索出若干在現(xiàn)場間接檢查方法，驗證或評估電磁流量計流量測量值是否已超過原始校準度等級范圍，為繼續(xù)使用或需進一步檢查提供依據(jù)

二 在線檢查的現(xiàn)狀

現(xiàn)在尚缺乏對電磁流量計在線檢查的全面了解，僅見到幾家日本企業(yè)近年發(fā)表的實施非實流在線檢查的報導(dǎo)；另外，上海地區(qū)幾年前已開始探索和制訂“在線檢驗方法”等。

1. 化學(xué)工業(yè)

電磁流量計在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用以流量控制為主，所測流體以酸、堿性液和漿液居多，多具有腐蝕性和磨耗性。 電磁流量計 實際應(yīng)用中發(fā)生故障和失效，多是由于腐蝕泄漏、絕緣下降、電極沾污或附著異物等引起的。

電磁流量計傳統(tǒng)的定期維護檢查是將流量傳感器卸下管線清掃和檢查，然后實施流量校準，為減少流量傳感器從管道上卸裝損傷襯里，先在管線上測量絕緣電阻等推斷有無異?，F(xiàn)象，再決定下一步是否卸下管線檢查或?qū)嵙髁髁啃?。三菱化學(xué)(株)3種檢查方式所占比重是：(1)只作在線檢查占35%；(2)卸下管線作接液部位清掃后檢查占22%；(3)離線作實流校準占43%。

2. 水務(wù)業(yè)

(1)(日)東京都水道局

 東京都水道局對 電磁流量計每年做一次全面檢查，檢查內(nèi)容為：外觀檢查，轉(zhuǎn)換器特性試驗，測量值校準，測量各部電壓，測量絕緣電阻，確認電路。儀表檢查調(diào)整時因零點漂移，調(diào)整零點顯得十分重要，而“在線調(diào)零”必須使被測介質(zhì)停止流動，卻不易辦到。因此在現(xiàn)場只能省略包含有傳感器運作的檢查，僅實施轉(zhuǎn)換器的校準。將本次檢查結(jié)果和歷史數(shù)據(jù)比較確定儀表是繼續(xù)使用、修補還是更新。傳感器按所測勵磁線圈絕緣電阻劣化程度決定更新與否　

(2)上海自來水公司和原水公司

 上世紀90年代以來，上海自來水公司和原水公司開始摸索在線檢查和驗證有無異?，F(xiàn)象的方法。無停役可能的管線分別檢查流量傳感器和轉(zhuǎn)換器，用模擬信號器和其他通用儀表測試轉(zhuǎn)換器，具有較高的校準度(取決于模擬信號器度)，其方法與離線檢查相同。傳感器檢查則以測試電極接液電阻，檢查勵磁線圈包括勵磁連接電纜的絕緣電阻和銅電阻，以及檢查轉(zhuǎn)換器輸出的勵磁電流，核對磁場強度等間接方法。有停役條件的管線，還可從預(yù)設(shè)在傳感器附近入孔進入，檢查電級和襯里污穢/沉積狀況并清洗?！?/span>

三 現(xiàn)場檢查內(nèi)容

現(xiàn)場在線檢查電磁流量計內(nèi)容如表1所示。除零點檢查外，均是將流量傳感器、轉(zhuǎn)換器和連接電纜3部分分開進行　

1. 整機的零點檢查(序號1)

本檢查要求流量傳感器測量管充滿液體且無流動，但這在許多現(xiàn)場無法辦到。不具備條件時只能放棄整機的零點檢查和調(diào)整，轉(zhuǎn)而只對轉(zhuǎn)換器作單獨的零點檢查和調(diào)整。必須在傳感器檢查完畢后，且保證傳感器勵磁回路和信號回路的絕緣電阻正常(均包含電纜)的前提下才有意義，否則整機就不能正常運行。通常轉(zhuǎn)換器單獨零點為負值，數(shù)值也很小，如果值大于滿量程的5%，就需要先做檢查，待確認原因后再作調(diào)整。通常情況下 電磁流量計 整機的零點和轉(zhuǎn)換器單獨的零點差異值小于1%。大于5%的零點有許多情況是用戶在管道閥門關(guān)閉不良情況下不正確調(diào)零所致。

2. 連接電纜檢查(序號2)

本檢查方法與離線檢查相同，檢查信號線與勵磁線各芯導(dǎo)通和絕緣電阻，檢查各屏蔽層接地是否完好。

3. 轉(zhuǎn)換器檢查(序號3、4)

本檢查方法與離線檢查亦相同。在現(xiàn)場或儀表室用通用儀表以及流量計型號相匹配的模擬信號器代替?zhèn)鞲衅魈峁┝髁啃盘栠M行調(diào)零和校準。校準包括零點檢查和調(diào)整、設(shè)定值檢查、勵磁電流測量、電流/頻率輸出檢查等。有些檢查項目要與記錄在案的上一次檢查值(或出廠值)進行比較，看是否有變化或變化是否超過了容許范圍　

4. 流量傳感器檢查(序號5～11)

通過對勵磁線圈的檢查和檢查轉(zhuǎn)換器所測得的勵磁電流，間接評價磁場強度是否變化；測量電極接液電阻，評估電極表面受污穢和襯里附著層狀況；檢查各部位絕緣電阻以判斷零件劣化程度，估計是否會由此引入。若能停役，則可觀察和測量電極和襯里附著層厚度，估算清洗附著層前后因流動面積變化引入的流量值變化。

(1)測量勵磁線圈銅電阻

 用高度數(shù)字萬用表或惠斯登電橋測量線圈電阻，必要時作溫度系數(shù)修正后與儀表檔案值比較。確認線圈是否導(dǎo)通良好和無匝間短路現(xiàn)象。

(2)檢查勵磁線圈絕緣電阻

 勵磁線圈及其接線端子受潮后勵磁回路對地絕緣下降，很可能把勵磁信號引入流量信號傳輸電路，使電極加上一個較大的絕緣電阻和信號電阻對勵磁電壓的分壓，形成較大的共模信號。當這一信號超過轉(zhuǎn)換器前置放大器的抑止能力，就會使轉(zhuǎn)換器零點漂移。絕緣電阻下降不十分嚴重時，這一現(xiàn)象在儀表運行時還不易察覺。除IP68無接線端子盒外，實踐中由于疏忽，接線端子盒未密封進入潮氣，端子絕緣電阻下降到5～6MΩ以下時易造成故障。吹干端子，通常故障就可消除。

(3)檢查電極接液電阻

 流量傳感器的電極接液電阻應(yīng)在新裝儀表調(diào)試好后立即測量，并記錄在案。以后每維護一次測量一次，分析比較這些數(shù)據(jù)有助于判斷儀表故障原因。

 電極與液體接觸電阻值取決于接觸表面的被測液體電導(dǎo)率。不同介質(zhì)所測電阻值有明顯區(qū)別。電極接液電阻可用指針式萬用表在測量管充滿液體時分別測量每個電子與地間的電阻。經(jīng)驗表明分別測量兩電極的接觸電阻值之差應(yīng)小于10%～20%，否則表明有故障。

 測出的電極接液電阻與原測量值比較，若不一致，可能有以下3種不同趨向：(a)兩電極絕緣性附著層覆蓋不一致，或某一電極信號回路絕緣電阻下降；(b)電阻值增加，原因是電極表面被絕緣層覆蓋；(c)電阻值減少，原因是電極附近襯里表面附著導(dǎo)電沉積層，或電極裝配(如絕緣套圈)絕緣下降。有時候雖然呈現(xiàn)以上現(xiàn)象，但未形成故障，則可作為預(yù)測產(chǎn)生故障的前兆，應(yīng)預(yù)先采取有關(guān)措施。

用指針式萬用表測量電極接液電阻時應(yīng)注意：

(a)電阻值應(yīng)在測棒接觸端子的瞬間讀取指針偏轉(zhuǎn)大值，測量值應(yīng)以初一次為準。如重新測量因極化作用所測各值是不一致的。

(b)測兩電極阻值時，接地端測棒極性必須相同，即固定用電表同一根測棒接電極，另一測棒始終接地。

(c)要比較定期檢查前后兩測量值時，必須用同一型萬用表，并用同一量程，常用1.5V電池工作范圍檔，如“×1kΩ”檔。

用萬用表測量電極接觸電阻只是確定大體的值。準確測量必須用數(shù)字電橋或交流電橋(如Kohlraush電橋等)。

(d)測量電極/液體間極化電壓

測量此電壓將有助于判斷電極是否被污穢或覆蓋，由此可能形成零點不穩(wěn)或輸出晃動的故障。

用數(shù)字式萬用表2V直流檔分別測兩電極與地之間的極化電壓(電磁流量計 可以不停電測，也可停電測)。極化電壓大小決定于電極材料的電極電位和液體性質(zhì)，測量值可能在幾毫伏至幾百毫伏之間。若運行中電極附著金屬粉末則會改變極化電位；金屬粉末交替地附著/脫離電極還會使輸出不穩(wěn)。表2所示是海水中幾種金屬的自然電位。

(e)檢查信號電路絕緣和勵磁電路/信號電路之間絕緣

檢查的目的也是評估是否因絕緣下降而引入，檢查信號電路時，信號線要臨時與電極脫開，發(fā)生絕緣下降的原因很多，如接線盒未密封進入潮氣以及IP68防護型傳感器的電纜割斷再接續(xù)時未做好防潮處理等所致。

(f)檢查電極絕緣電阻和襯里狀況

這種檢查對于小口徑儀表只能卸下管線，對于大口徑儀表則放空積液(水)后，可從入孔進入管道觀察，擦干襯里內(nèi)表面，用500VDC兆歐表分別測試兩電極對地絕緣電阻。若襯里有附著層必須清除，按積層厚度選定今后清洗間隔周期。若附著層電導(dǎo)率與液體相同且不厚，可忽略不計面積變化附加誤差；若附著電導(dǎo)率小于液體將產(chǎn)生正向附加誤差；反之則產(chǎn)生負向附加誤差。

一般要求電極絕緣電阻大于100MΩ，大部分絕緣下降原因是電極、襯套等受外界浸水受潮等所致，有時候用熱吹風(fēng)排除潮氣即可恢復(fù)。若絕緣破壞(如腐蝕液從密封處侵入)，只能調(diào)換傳感器，返制造廠修理。

四 在線檢查的發(fā)展動向

1. 制訂在線檢查的規(guī)范文件

上海地區(qū)自來水公司和原水公司在電磁流量計制造廠配合下，探索并積累了300余臺大口徑電磁流量計檢查經(jīng)驗，并于1997～1998年間起草了《大口徑電磁流量儀在線校驗方法》，在上海市公用事業(yè)管理局所屬企業(yè)試行。現(xiàn)在上海水務(wù)局正在此文件的基礎(chǔ)上制訂《電磁流量儀在線校驗規(guī)范》地方行業(yè)性標準。