電磁流量計(jì)的常見故障分析及解決方法

危洋　鄭玉時(shí)

摘 要：闡述了電磁流量計(jì)的工作原理和特點(diǎn)，分析了電磁流量計(jì)在測量過程中的常見故障現(xiàn)象及其原因，并給出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：電磁流量計(jì)；傳感器 ；電極；鹽酸

中圖分類號：TH814 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.150

氯堿化工的工藝介質(zhì)多為酸、堿、鹽等電解質(zhì)，電磁流量計(jì)的原理決定了其在該行業(yè)的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢。因此，我們常使用電磁流量計(jì)測量鹽水、鹽酸、堿液等導(dǎo)電介質(zhì)的流量。

1 電磁流量計(jì)的測量原理和結(jié)構(gòu)

電磁流量計(jì)是一種測量導(dǎo)電性液體的體積流量儀表，其測量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律。測量管內(nèi)的被測介質(zhì)相當(dāng)于電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體，上、下兩個(gè)勵(lì)磁線圈夾持在測量導(dǎo)管的上、下兩邊，用于產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)被測介質(zhì)流經(jīng)測量管時(shí)，傳感器的兩側(cè)電極會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。為了避免感應(yīng)電壓出現(xiàn)短路，測量管內(nèi)壁與電極間必須有絕緣襯里。襯里可根據(jù)被測介質(zhì)的種類和工作溫度來選擇，一般常用的有特氟隆、橡膠、陶瓷等。

電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。被測介質(zhì)的流量經(jīng)傳感器變換成感應(yīng)電勢，再由轉(zhuǎn)換器將感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的直流標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，供其他指示、記錄和調(diào)節(jié)儀表使用。

2 電磁流量計(jì)的特點(diǎn)

測量導(dǎo)管內(nèi)無可動(dòng)部件或阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流件，不會造成堵塞，壓力損失較小，可測量含有懸浮物、固體顆粒等流體，比如泥漿、紙漿和污水等。

電磁流量計(jì)輸出電流與流量呈線性關(guān)系，且不受液體物理性質(zhì)（溫度、壓力、黏度）的影響，測量范圍較大，可達(dá)1∶50，口徑分為1 mm～2 m和2 m以上兩種。

3 常見故障的原因和解決辦法

電磁流量計(jì)在使用過程中會出現(xiàn)測量不準(zhǔn)的問題，原因可能是儀表本身存在故障、外界原因引發(fā)的故障。在運(yùn)行維護(hù)中，故障多為外界因素引起。下面就一些常見故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)的處理方法。

3.1 流量信號輸出無指示

流量信號輸出無指示的原因及其解決辦法為：①在電源方面，應(yīng)該先確認(rèn)電源是否接通，再檢查電源線路板上的保險(xiǎn)絲是否熔斷。②在電纜方面，應(yīng)該檢查信號電纜是否完好，連接是否正確，尤其是分體式電磁流量計(jì)所采用的專用電纜要按照要求連接。③檢查被測介質(zhì)的流向是否與傳感器上的箭頭方向一致。目前，大部分電磁流量計(jì)可實(shí)現(xiàn)正向和反向測量，需要在組態(tài)中設(shè)定測量方向。④傳感器安裝位置不當(dāng)。比如傳感器的直管段長度不符合要求、傳感器安裝在易積氣體的管道的最高點(diǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生測量錯(cuò)誤。⑤檢查測量管內(nèi)壁的狀況?？刹鹣聜鞲衅鳎苯佑^察測量管內(nèi)壁附著層的狀況，并檢查電極表面是否被絕緣層或?qū)щ妼痈采w。⑥檢查傳感器的完好性。采用萬用表檢查傳感器信號端子間的絕緣電阻。一般情況下，要求絕緣電阻>100 MΩ。如果檢查結(jié)果不符合要求，則說明絕緣被破壞，應(yīng)立即更換傳感器。

3.2 流量信號輸出值波動(dòng)

流量信號輸出值波動(dòng)的原因及其解決辦法為：①如果流體本身存在波動(dòng)，則需要向工藝人員詢問是否存在波動(dòng)源。比如，電磁流量計(jì)上游的動(dòng)力源是否采用了往復(fù)泵或膜片泵、是否存在因阻流件而產(chǎn)生的漩渦；下游的調(diào)節(jié)閥流量特性或尺寸選用不當(dāng)，進(jìn)而產(chǎn)生振動(dòng)。②測量管內(nèi)未充滿液體。如果液體中含有的較大的氣泡，則可能會遮蓋整個(gè)電極，進(jìn)而使測量回路瞬間開路，造成輸出信號隨機(jī)波動(dòng)。③外部電磁干擾。電磁流量計(jì)的檢測信號比較微弱，在滿量程時(shí)只有幾毫伏，流量較小時(shí)只有幾微伏，有輕微干擾就會影響測量的準(zhǔn)確度。主要通過電磁流量計(jì)的接地保護(hù)來消除管道中的雜散電流干擾，一般情況下，接地電阻應(yīng)<10 Ω，接地電纜截面積應(yīng)>2 mm2，且不要與其他電機(jī)、電器共用接地；靜電干擾會通過信號電纜引入，通常采用屏蔽電纜，并將電纜置于金屬保護(hù)套管內(nèi)，從而消除靜電干擾；對于磁場干擾而言，可采用鐵皮制作的金屬罩將傳感器與磁場隔離，從而提高抗磁能力，或?qū)鞲衅鬟h(yuǎn)離強(qiáng)磁場源。

3.3 流量測量值與實(shí)際值不符

流量測量值與實(shí)際值不符的原因及其解決辦法為：①轉(zhuǎn)換器設(shè)定參數(shù)不正確。需要根據(jù)儀器的數(shù)據(jù)表和實(shí)際工況正確設(shè)定管道口徑、單位、量程、累計(jì)值、小流量切除值和儀表系數(shù)等相關(guān)參數(shù)。②傳感器安裝位置不妥，導(dǎo)致被測液體未滿管。被測液體未充滿管道可分為兩種情況，即當(dāng)管內(nèi)被測液體的液面高于測量電極的水平面時(shí)，測量值大多較為穩(wěn)定，但被測液體的體積包含了管內(nèi)的氣體體積，所以，存在一定程度的測量誤差；當(dāng)管內(nèi)被測液體的液面低于測量電極的水平面時(shí)，電極裸露在氣體中，測量回路處于開路狀態(tài)，導(dǎo)致測量值處于隨機(jī)狀態(tài)，一直在波動(dòng)或滿度。③電極結(jié)垢導(dǎo)致測量值不準(zhǔn)確。在日常運(yùn)維中，電極結(jié)垢的發(fā)生概率較高。當(dāng)電極結(jié)垢時(shí)，流量信號會逐漸減弱，甚至驟然消失。此時(shí)，必須清洗電極，如果零點(diǎn)變動(dòng)不大，則可嘗試在被測液體靜態(tài)滿管的情況下進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整。④電極腐蝕導(dǎo)致測量不準(zhǔn)。如果電極的材料與被測介質(zhì)搭配不當(dāng)，則會造成化學(xué)腐蝕或極化現(xiàn)象，進(jìn)而影響測量結(jié)果。一般情況下，電極材料的耐腐蝕性要比管道材料高一個(gè)等級。電極材料的選擇在氯堿化工中尤為重要，常用的電極材料有不銹鋼SUS316L、哈氏合金C、鉭、鈦，應(yīng)根據(jù)有關(guān)防腐蝕手冊和現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)正確選配電極材料。比如，測試鹽酸溶液時(shí)要用鉭電極，測試鹽水時(shí)選用鈦或鉭電極，測試堿液時(shí)選用哈氏合金C電極，測試生活用水、工業(yè)用水、污水時(shí)選用不銹鋼SUS316L電極。

4 結(jié)束語

綜上所述，掌握電磁流量計(jì)的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、常見故障及其解決辦法，并在安裝和使用中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，有利于我們更好地使用和維護(hù)電磁流量計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]樂嘉謙.化工儀表維修工[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]陸德民.石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[3]王明莉.淺析電磁流量計(jì)常見故障及解決辦法[J].中國儀器儀表，2006（10）.

[4]王森，紀(jì)綱.儀表常用數(shù)據(jù)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

〔編輯：張思楠〕