電磁流量計的故障檢查和分析

張憲發(fā)

（大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163000）

電磁流量計的故障檢查和分析

張憲發(fā)

（大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163000）

在生產(chǎn)控制過程中，流量測量作為熱工量測量之一，是一項重要的測定參數(shù)，電磁流量計憑借其高精準度和強耐腐蝕特性，應用越來越廣泛。然而在實際測量作業(yè)中，因安裝不當或環(huán)境變化等，電磁流量計容易發(fā)生各種故障。在故障現(xiàn)象發(fā)生時，必須要及時采取合理的檢查方式，以便于及時地處理解決故障，因此，需要先了解電磁流量計的工作原理和主要構成部分，分析各類常見故障產(chǎn)生的原因，根據(jù)實際情況對電磁流量計的故障進行檢查和分析。

電磁流量計；故障；檢查

在實際應用操作中，電磁流量計因儀表原件損壞或安裝操作不當、環(huán)境影響等因素，往往發(fā)生故障，此時表現(xiàn)為計量波動、計量數(shù)據(jù)不準確甚至完全無法工作。電磁流量計的故障可分為調(diào)試期故障和運行期故障兩種類型。如何檢測判斷電磁流量計是否出現(xiàn)故障，需要先弄清楚電磁流量計的構成部件，分析會造成其出現(xiàn)故障的原因，然后再根據(jù)實際情況采用適當?shù)姆绞椒椒ㄟM行檢測。

1 電磁流量計的構成部分

電磁流量計的工作原理是根據(jù)法拉第電磁感應定律測量流速，再測量流通截面液位高度的流通面積，然后將兩個數(shù)據(jù)相乘，得出所測試流量。被測導電性液體通過測量導管經(jīng)過磁路系統(tǒng)產(chǎn)生的均勻磁場，由電極引出與被測量呈正比的感應電勢信號，經(jīng)由轉換器放大，由此測量出導電流體流量。電磁流量計就是由測量導管、磁路系統(tǒng)、電極、轉換器和襯里、外殼等幾個部分組成。

2 電磁流量計的常見故障

2.1 安裝調(diào)試時出現(xiàn)的故障

調(diào)試期故障，即電磁流量計在安裝調(diào)試時出現(xiàn)的故障，往往出現(xiàn)在儀表剛剛安裝的調(diào)試階段，安裝不當、環(huán)境干擾以及流體的影響都會導致電磁流量計的調(diào)試期故障出現(xiàn)。通過檢測排查將故障解決后，一般不會再次發(fā)生。

2.1.1 安裝不當

在安裝調(diào)試時，如果將傳感器安裝在不恰當?shù)奈恢?，例如容易集聚氣體的管網(wǎng)最高點、自上而下的垂直管上，則很有可能會出現(xiàn)排空的問題。如果傳感器后無背壓，流體直接排入大氣，則測量管內(nèi)無法滿管，會使電磁流量計無法正常工作。

2.1.2 環(huán)境干擾

由于應用場合比較復雜，現(xiàn)場工頻干擾、電磁干擾、流體噪聲有時同時存在，而流體產(chǎn)生的流量信號相對弱小，會造成電磁流量計不能正常指示，如果工作地點附近存在大型電機，則意味著有強磁場干擾，倘若不將流量傳感器和管道進行絕緣處理，那么電機的磁場會擾亂流量計的測量結果。另外，如果不做屏蔽保護措施，空間電磁波經(jīng)由信號電纜引入，也會干擾測量數(shù)據(jù)。所以在工作中，需要針對實際情況下遇到的干擾類型采取相應的解決方案，保障電磁流量計的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

2.1.3 流體影響

因為被測流體的特性不同，有些流體內(nèi)存在氣泡，有些流體漿液固體含量較高，混合介質(zhì)的電導率差異不均等情況都會影響電磁流量計的正常工作。當流體內(nèi)氣泡增大到一定程度，就會引起測量儀表的波動，一旦氣泡增大到能覆蓋電極整個表面的程度，電極回路會在氣泡流過電極的瞬間發(fā)生斷路，此時儀表會出現(xiàn)巨大波動。流體漿液內(nèi)的固體含量過高也會引起波動的現(xiàn)象發(fā)生。在測量混合介質(zhì)時，務必要將兩種液體混合均勻，否則導電率的差異也將使電磁流量計的輸出信號產(chǎn)生波動。

另外，如果電極的材料和被測介質(zhì)發(fā)生化學反應，使電極氧化或者鈍化，電極失去導電功效，會嚴重影響正常測量，所以在電極的材質(zhì)與被測介質(zhì)的搭配上也需要合理選擇。

2.2 正常運行時出現(xiàn)的故障

2.2.1 傳感器內(nèi)壁附著層結垢

因為應用面的廣泛，電磁流量計的測量對象往往比較復雜，很多情況下被用于測量成分復雜、富含懸浮固相以及污臟的流體，在經(jīng)過一段時間的作業(yè)后，傳感器的內(nèi)壁很容易附著污垢導致傳感器失靈，發(fā)生故障。該情況導致的故障程度取決于附著層的導電率與流體的電導率是否相近，在電導率相近的情況下，信號輸出還能在一定程度上保持正常，只是會出現(xiàn)小幅度的誤差。當附著層的電導率偏高時，電極電動勢會出現(xiàn)短路的情況，測量儀表會瞬時大幅波動，如果附著層為絕緣性物質(zhì)，徹底隔絕電極表面的測量電路，電磁流量計則無法工作。在電磁流量計的使用過程中，特別是在進行一些帶有電導率較高的雜質(zhì)的流體測量時，必須定時清理測量管內(nèi)壁，將附著的結垢及時清理，保障電磁流量計的正常工作。

2.2.2 外部電流影響

電磁流量計的工作原理是在法拉第電磁感應定律的基礎上建立的，利用磁路系統(tǒng)和電極引出導電介質(zhì)流體的感應電動勢，所以如果在測量過程中有外部電流引入，會使得儀表信號不準確，如果電流電壓過于強大，甚至會損壞儀表，控制室電源線、轉換器與傳感器間的流量信號線是外部電流的主要來源途徑。

2.2.3 外部環(huán)境變化

在安裝調(diào)試電磁流量計的時候如果環(huán)境條件較為理想，附近沒有明顯的干擾源，往往會疏忽安裝條件。但是外部環(huán)境往往會產(chǎn)生意想不到的變化，一些隱性因素也會對電磁流量計產(chǎn)生影響。例如強無線電波干擾，在安裝調(diào)試時沒有發(fā)現(xiàn)強磁場干擾，但是在工作中電磁流量計突然輸出大幅波動，然而檢查儀表安裝各項指標均符合要求，此時就要注意周邊是否有強無線發(fā)射臺，當強無線發(fā)射臺發(fā)射信號時，強大的無線電波會嚴重影響電磁流量計的測量工作。

除此之外，管道雜散電流、地電位變化、潮氣浸入等因素都會引起電磁流量計故障，環(huán)境的變化往往不可控制并且變化突然，所以必須要謹慎對待，提前做好各項防護措施。

3 電磁流量計的故障檢查

3.1 常見故障現(xiàn)象

在電磁流量計出現(xiàn)故障時，一般的現(xiàn)象表現(xiàn)為輸出波動、零點不穩(wěn)定、沒有流量信號輸出或者輸出信號超出滿度值，流量測量值與實際值不符等，此時需要對電磁流量計的傳感器、轉換器、連接電纜、工藝管道等每一個關鍵部位進行檢查。

3.2 通用常規(guī)檢查

電磁流量計的故障所在位置的判斷主要是利用轉換器和傳感器內(nèi)部各線路板部件間的互換性，首先檢查保險絲是否完好，信號電纜是否通暢，勵磁線圈是否斷開，以上環(huán)節(jié)都沒有問題時就要測量電極的對稱性和勵磁線圈對地的絕緣電阻。另外還要測量勵磁電流和輸出電流是否正常，工作電源是否正確。

測量電極對稱性指的是使用萬用表分別測量每個電極與介質(zhì)的接觸電阻，對比兩者間的差異值，正常的差異值應當小于 10%～20%，否則可判斷電極出現(xiàn)故障，有可能是電極老化或者被絕緣沉積物所覆蓋。

由于兩個電極間被污染程度不同，兩電極上的不對稱共模電壓成為差模信號，會引起零點不穩(wěn)的現(xiàn)象，判斷零點不穩(wěn)是否由電極被污染引起，可使用數(shù)字式萬用表2V直流檔分別測量電極與地之間的極化電壓是否相近，如果測量值幾乎相等即可排除電極污染的原因，這時就要查看傳感器附近電機是否漏電，把轉化器工作接地端子和保護接地端子短路，查看零點變動是否超過允許值，以此檢查是否有接地電位。

除了替代法以外，還可以利用模擬信號來測試液體未流動狀態(tài)下的流量信號，以此替代傳感器工作，便于判斷電磁流量轉換器是否正常。

4 結語

在生產(chǎn)過程中，電磁流量計是十分重要的測量工具，如果測量的結果不準確，工作人員就無法獲取可靠的數(shù)據(jù)，無法及時做出準確的調(diào)節(jié)和控制，總的來說，電磁流量計在應用過程中，在調(diào)試期一定要注意外部環(huán)境是否穩(wěn)定可靠，嚴格按照標準安裝，在運行過程中發(fā)生故障時，針對不同的現(xiàn)象采取合理的檢查方法，及時高效地排查故障，以保障電磁流量計的正常工作。

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1671-0711（2017）07（下）-0050-02