電磁流量計(jì)常見(jiàn)故障檢測(cè)判別及解決方法

　　1 液體中含有氣泡的現(xiàn)象

　　液體中含有氣泡的現(xiàn)象導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)或測(cè)量值波動(dòng)(輸出波動(dòng) )。

　　成因:液體中泡狀氣體的形成有從外界吸入和液體中溶解氣體 (空氣) 轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡兩種途徑。若液體中含有較大氣泡 ,則因擦過(guò)電極時(shí)能遮蓋整個(gè)電極, 使流量信號(hào)輸入回路瞬間開(kāi)路 ,導(dǎo)致輸出信號(hào)出現(xiàn)晃動(dòng)。

　　判別方法:簡(jiǎn)單的判別方法是當(dāng)遇到晃動(dòng)時(shí) ,切斷磁場(chǎng)的勵(lì)磁回路電流, 如果此時(shí)儀表依然有顯示且不穩(wěn)定時(shí) ,說(shuō)明大多是由于泡影響造成。如果此時(shí)以指針式萬(wàn)用表測(cè)量電極電阻 ,可測(cè)量到電極的回路電阻要比正常時(shí)高 ,但該測(cè)試需要靠專(zhuān)業(yè)人員長(zhǎng)期積累的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

　　解決方法:對(duì)于被測(cè)介質(zhì)中含有空氣的情況 ,如果判斷是由安裝位置引起的, 如因電磁流量計(jì)裝在管系高點(diǎn)而潴留氣體或外界吸入空氣造成流量計(jì)晃動(dòng)的話 ,更換安裝位置是徹底的解決方法 ,如圖 1所示 ,在管線低點(diǎn)或采用 U型管安裝。但很多應(yīng)用情況是口徑較大或者安裝的位置不易改換 , 建議在流量計(jì)上游安裝集氣包和排氣閥。

　　2 非滿管

　　非滿管現(xiàn)象可以看作液體中含有氣泡的一種情況。

　　成因:液體未充滿管道可分為液面高度高于測(cè)量電極水平面或低于水平面兩種情況。當(dāng)管內(nèi)液面高于電極水平面時(shí) ,若管系的前后直管段比較理想時(shí), 電磁流量計(jì)的測(cè)量大多能夠穩(wěn)定,但流量計(jì)所計(jì)量的液體體積包含了管內(nèi)的氣體體積 ,故這種測(cè)量存在著很大的測(cè)量誤差。當(dāng)管內(nèi)液面高度低于電極表面時(shí), 此時(shí)電極裸露在空氣中,測(cè)量回路實(shí)際處于開(kāi)路狀態(tài)。電磁流量計(jì)的測(cè)量值和輸出處于一種隨機(jī)的狀態(tài) ,不停地晃動(dòng)或是滿度。非滿管的情況多出現(xiàn)在靠流體自流或流量計(jì)后無(wú)任何背壓的直接排放口, 例如在污水行業(yè)經(jīng)常遇到。

　　判別方法:可采用前述氣泡判別的方法 ,此時(shí)以指針式萬(wàn)用表測(cè)量電極電阻, 可發(fā)現(xiàn)電極的回路電阻明顯變高,若以水對(duì)比 ,國(guó)產(chǎn)MF30 萬(wàn)用表以×1K的量程測(cè)量 ,所測(cè)得的阻值不會(huì)大于100k Ω,大于此值 ,可判定電極回路異常, 在排除電纜開(kāi)路的前提下,判定空管是可信的

　　解決方法:在流量計(jì)安裝時(shí)盡量避免出現(xiàn)非滿管的情況。如前面提及的在管線低端安裝或有意將流量計(jì)安裝在 U型管道。另外, 現(xiàn)在市場(chǎng)上已有能夠在非滿管情況下測(cè)量的電磁流量計(jì)

　　3 電極腐蝕

　　現(xiàn)象:在排除氣泡的因素后有因電極腐蝕而造成測(cè)量值晃動(dòng)的情況 ,且都以傳感器失效而告終。

　　成因:由于電極材料的選擇不當(dāng)造成電極為被測(cè)液體所腐蝕 ,從而導(dǎo)致流量計(jì)輸出晃動(dòng)。

　　判別方法:由于電極材料不耐腐蝕所造成的故障只有在電極被腐蝕后才會(huì)表現(xiàn)出來(lái) ,之前通常無(wú)法判別。

　　4 電極結(jié)垢及電極短路

　　現(xiàn)象:電極短路的判別比較簡(jiǎn)單 ,若被測(cè)介質(zhì)中含有金屬物質(zhì)時(shí), 電極短路較易診斷,此時(shí)測(cè)量值明顯偏小或趨于零。但這種現(xiàn)象在日常運(yùn)行中并不多見(jiàn)。因電磁流量計(jì)經(jīng)常應(yīng)用于原水和污水等計(jì)量環(huán)境 ,電極結(jié)垢的發(fā)生幾率較高。當(dāng)電極結(jié)垢時(shí), 表現(xiàn)為信號(hào)逐漸減小,直至絕緣而使得信號(hào)回路開(kāi)路 ,此時(shí)流量信號(hào)被隔絕。

　　成因:當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的粘度較高時(shí) ,易在管壁附著和沉淀, 若附著的介質(zhì)是比被測(cè)液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì) ,則信號(hào)電勢(shì)被分流而不能工作, 即電極短路,若是非導(dǎo)電層 ,就是我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的電極結(jié)垢, 則使電極開(kāi)路而不能工作。

　　5 電導(dǎo)率過(guò)低

　　現(xiàn)象:電導(dǎo)率低于閾值 (下限值) 會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直至不能穩(wěn)定工作 ,使用時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象, 電導(dǎo)率超過(guò)閾值即使再變化時(shí),此時(shí)測(cè)量的示值誤差幾乎恒定。通常儀表制造廠規(guī)范中規(guī)定的下限值是指在較理想的條件下可測(cè)量的低值 ,而實(shí)際使用條件不可能都很理想。例如當(dāng)電磁流量計(jì)規(guī)范中規(guī)定的下限值為

　　5μS/cm, 實(shí)際使用時(shí)即出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。

　　判別方法:液體電導(dǎo)率可查閱附錄或有關(guān)手冊(cè) ,若缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)時(shí), 則可用電導(dǎo)率儀取樣測(cè)定。但有時(shí)候現(xiàn)場(chǎng)并不配備電導(dǎo)率儀 ,因此, 簡(jiǎn)單的方法可以用萬(wàn)用表測(cè)出液體的接液電阻 ,再用同樣的方法測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)普通自來(lái)水的接液電阻 , 比較兩者的測(cè)試結(jié)果,若介質(zhì)的接液電阻比自來(lái)水大一個(gè)數(shù)量級(jí) ,此時(shí)介質(zhì)的電導(dǎo)率約為30 ～50S/cm(自來(lái)水一般為30 ～50S/cm)。

　　由于接液電阻和電導(dǎo)率是反比關(guān)系,所以直接以所測(cè)得的接液電阻的大小進(jìn)行判別也可以。

　　6 襯里變形

　　現(xiàn)象:測(cè)量不準(zhǔn)確或傳感器損壞。

　　成因:襯里變形 ,大多發(fā)生在氟塑料的襯里, 造成這種現(xiàn)象的原因有兩種 :一是蒸氣滲透引起氟塑料襯里的熱擴(kuò)散現(xiàn)象( 如圖8所示 ), 所謂熱擴(kuò)散是當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)(氣體或蒸氣 )流過(guò)氟塑料襯里時(shí)所發(fā)生的自然的物理現(xiàn)象, 通常滲透的程度主要取決于襯里材料、液體和蒸氣的類(lèi)型、襯里的厚度(當(dāng)襯里的厚度增加時(shí)滲透程度則相應(yīng)減小 )、襯里內(nèi)外的溫差( 當(dāng)襯里內(nèi)外溫差很大時(shí)滲透則加劇)和管道壓力等多個(gè)因素。二是氟塑料襯里特別是聚四氟乙烯 (PTFE)襯里本身的工藝結(jié)構(gòu), 因?yàn)榫鬯姆蚁┡c管壁間僅靠壓貼,無(wú)粘結(jié)力 ,故不能用于負(fù)壓管道。

　　判別方法:襯里變形在現(xiàn)場(chǎng)一般無(wú)法判別 ,現(xiàn)用的判斷方法是, 在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)覺(jué)流量誤差較大時(shí) ,即將傳感器從工藝管道上拆下后以肉眼觀察, 但此時(shí)襯里的故障往往已經(jīng)形成。

　　解決方法:法蘭和線圈盒間增加隔熱措施 ,減小溫差、減小熱擴(kuò)散, 這將在很大程度上改善襯里內(nèi)外溫差情況 ,從而降低滲透率和蒸汽在測(cè)量管壁內(nèi)的凝聚; 加厚聚四氟乙烯(PTFE)襯里厚度 ;提供其它形式的襯里, 如PFA和陶瓷襯里。

　　7 外部強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾

　　現(xiàn)象:電磁流量計(jì)信號(hào)失真 ,輸出信號(hào)表現(xiàn)為非線性或信號(hào)晃動(dòng)。

　　成因:由于流量信號(hào)小易受外界干擾影響 ,而干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場(chǎng)等。電磁流量計(jì)的設(shè)計(jì)制造應(yīng)符合電磁兼容性要求, 在規(guī)定輻射電磁場(chǎng)環(huán)境下能正常工作。但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,強(qiáng)磁場(chǎng) (如在電解廠和較大的電融爐附近) 干擾會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)回路飽和及外部磁場(chǎng)進(jìn)入電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)回路并形成雜散磁場(chǎng)而影響輸出的線性度。電場(chǎng)干擾則是由于噪聲破壞測(cè)量管內(nèi)的電勢(shì)平衡造成輸出信號(hào)波動(dòng)異常。

　　判別方法:當(dāng)輸出信號(hào)表現(xiàn)為非線性時(shí) ,可通過(guò)模擬信號(hào)儀來(lái)判斷, 如電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器的輸出為線性,可判別為外界的磁場(chǎng)干擾影響 ,反之也有可能是電磁流量計(jì)本身的電器故障。對(duì)電場(chǎng)干擾, 可在先不加激磁電流時(shí)用示波器測(cè)量?jī)蓸O間的電勢(shì),其值應(yīng)為零 ,如測(cè)得有交流電勢(shì), 則可判別為漏電流等電場(chǎng)干擾。

　　解決方法:防止磁場(chǎng)干擾 ,通常只有將電磁流量傳感器的安裝位置遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)源。強(qiáng)電場(chǎng)干擾的防止, 可采取增強(qiáng)屏蔽等措施。

　　8 電纜的故障

　　現(xiàn)象:反映流量計(jì)在運(yùn)行一段時(shí)間后 (一般不是新裝用表), 出現(xiàn)工作異常 ,具體表現(xiàn)為測(cè)量值變大或變小, 或者是不停地波動(dòng),且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查已排除管道不滿管、介質(zhì)含氣等上述現(xiàn)象的可能性。

　　成因:這類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生與用戶(hù)的安裝、維護(hù)不當(dāng)有關(guān)。由于管道絕大多數(shù)是埋敷在地下 ,傳感器具有 IP68 防護(hù)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換器安裝在儀表箱或室內(nèi) ,兩者通過(guò) 電纜連接。由于地面沉陷等現(xiàn)場(chǎng)情況的變化, 傳感器和轉(zhuǎn)換器的相對(duì)安裝位置有了變動(dòng),或者是因故而移動(dòng)了儀表的安裝位置而引起電纜的短缺 ,施工單位或是用戶(hù)簡(jiǎn)單地用電纜予以續(xù)接加長(zhǎng), 并未徹底做好電纜接頭處的防潮(防水 )等處理, 且接頭處常用絞接的方法連接。使用日久,如果恰逢該接頭處于一個(gè)潮濕的環(huán)境 ,如儀表井、電纜溝等, 潮氣侵入電纜接頭,可能造成以下一些故障

　?、傩盘?hào)線對(duì)地絕緣下降,引起信號(hào)衰減 ,終是測(cè)量結(jié)果偏小。

　　②信號(hào)電纜連接處接觸電阻變大,使測(cè)量值變小 ,若該接觸電阻不穩(wěn)定, 則測(cè)量值無(wú)法穩(wěn)定 ,且易引入干擾。

　?、蹌?lì)磁線圈對(duì)地絕緣下降,造成測(cè)量結(jié)果偏小。④勵(lì)磁回路電纜連接處接觸電阻變大 ,使轉(zhuǎn)換器的勵(lì)磁回路處于非恒流工作區(qū)域, 勵(lì)磁電流下降,同樣造成測(cè)量結(jié)果偏小。若該接觸電阻不穩(wěn)定 ,則測(cè)量值出現(xiàn)波動(dòng)。

　?、菪盘?hào)線、勵(lì)磁線對(duì)地絕緣性能下降,使得測(cè)量結(jié)果遠(yuǎn)大于正常的數(shù)據(jù)。如這種干擾不穩(wěn)定 ,對(duì)儀表的影響也變化不定, 繼而出現(xiàn)波動(dòng)。

　?、扌盘?hào)電纜、勵(lì)磁電纜兩個(gè)連接頭相靠較近,就會(huì)產(chǎn)生耦合作用。通常能使實(shí)際運(yùn)行結(jié)果增大幾成 ,此時(shí)儀表的零點(diǎn)變化就是由干擾引起的。

　　判別方法:對(duì)于這類(lèi)異常情況 ,在排除流量計(jì)其它幾類(lèi)故障的可能性后, 就應(yīng)檢查電纜是否有問(wèn)題,尤其是電纜曾有中間接續(xù)處。上述第①、②項(xiàng)故障 ,因發(fā)生在信號(hào)回路, 判斷有一定難度,需要儀表生產(chǎn)廠家的配合支持。③、④兩項(xiàng)勵(lì)磁回路電纜的故障 ,儀表維護(hù)人員只要把現(xiàn)場(chǎng)的勵(lì)磁回路電阻測(cè)量值與廠方提供的數(shù)據(jù)作比較即可得知問(wèn)題所在, 繼而采取措施。對(duì)于⑤、⑥兩項(xiàng)故障,同樣可由儀表維護(hù)人員在斷開(kāi)一根勵(lì)磁線的情況下 ,觀察儀表的顯示或輸出信號(hào), 此時(shí)儀表應(yīng)處于零流量的狀態(tài),若測(cè)量值偏大 ,則可確定是信號(hào)線、勵(lì)磁線的絕緣不良或有耦合, 若電纜有接續(xù)施工的,則可有的放矢地作相應(yīng)的檢查。

　　解決方法:因電纜有中間接頭而產(chǎn)生的故障 ,徹底的解決方法只有更換整根電纜。