電磁流量計故障分析和排除

鄭凌超

（廣東省汕頭市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東汕頭 515000）

第二次工業(yè)革命給人類社會帶來了電，在此推動下，各類設備、儀器如雨后春筍般出現(xiàn)，改變了人類的生活方式，也徹底顛覆了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。電磁流量計誕生于20 世紀50 年代～60 年代，如今，這一儀器已經(jīng)被廣泛應用于污水、氟化工、生產(chǎn)用水、自來水行業(yè)、醫(yī)藥以及鋼鐵等諸多方面，尤其在酸、堿、鹽、含固體顆?；蚶w維液體的流量檢測上的應用。在上述方面，電磁流量計的測量結(jié)果有著較強的可靠性，但是，在工作過程中，電磁流量計偶爾也會出現(xiàn)故障，正確認識故障產(chǎn)生的原因并采取相應措施予以解決是提高結(jié)果精確度的前提。因此，分析電磁流量計儀表的故障及其解決措施就成為一項值得研究的課題。

1 電磁流量計簡述

法拉第電磁感應定律是電磁流量計工作的主要原理[1]，也是制作電磁流量計的核心原理。所謂電磁流量計，其實就是在法拉第電磁感應定律基礎上制作而成的一種丈量導電液體體積流量的儀表，該制作技術是十分成熟的，且隨著時代的進步，電磁流量計也在與時俱進，在數(shù)據(jù)結(jié)果上有了更高的精確度。早在20 世紀50 年代初，電磁流量計就實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應用。科學技術日新月異，社會進步一日千里，伴隨著一系列新知識、新理念與新技術的出現(xiàn)，電磁流量計發(fā)展迅速，70 年代電磁流量計又取得了跳躍式的進步。到2005 年，電磁流量計的全球產(chǎn)量已經(jīng)達到20 萬臺，這一數(shù)字不僅表明了電磁流量計的發(fā)展迅猛，同時也反映出電磁流量計在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。

電磁流量計有著不同的型號，適用于不同的領域，從口徑大小這一角度進行分類，可以將其劃分為：大口徑、中小口徑、小口徑以及微小口徑?？趶皆叫?，在對衛(wèi)生要求較高的行業(yè)就應用的越為普遍。除此之外,國家以及相關行業(yè)對電磁流量計也提出了一定的標準，依據(jù)國家標準GB/T 4208《外殼防護等級（IP 代碼）》和國際電工委員會IEC 60529《外殼防護等級》關于電工電氣商品機殼防護等級要求的規(guī)范,現(xiàn)較為普遍的等級有IP65：防噴水型；IP67：電磁流量計傳感器可用作短期內(nèi)浸在水中；IP68：為深潛型，在一定的工作壓力下適用長期性工作于水里或是地底。因此，在實踐過程中，要根據(jù)檢測對象來科學選擇相應型號的電磁流量計，以保證結(jié)果的可信性。

2 電磁流量計的測量原理及使用特點

法拉第電磁感應定律是電磁流量計工作所依托的主要原理。導體運動產(chǎn)生感應電勢，電勢大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比，依據(jù)此原理，結(jié)合相關公式以及電磁流量計的顯示結(jié)果，便可計算得出答案。

電磁流量計具有精度高、壽命長的特點，在化工、環(huán)保、冶金等多個領域和行業(yè)都有所應用。

3 導致電磁流量計出現(xiàn)故障的原因分析

如上所述，電磁流量計有著廣泛應用，但是電磁流量計在使用過程中有很多因素會影響電磁流量計的測量結(jié)果不準確。結(jié)合實踐經(jīng)驗，本文將導致電磁流量計產(chǎn)生故障的原因概括為：管內(nèi)液體未充滿、液體中含有固相、因材質(zhì)與被測介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障、因人為因素造成的故障等。

3.1 管內(nèi)液體未充滿

管內(nèi)液體未充滿是導致電磁流量計產(chǎn)生誤差的重要原因。導致管內(nèi)液體未充滿的原因有多種，比較常見的是背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，同時，管內(nèi)液體未充滿程度不同，其故障表現(xiàn)也有所不同[2]，具體言之，若只有少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，則故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加，即流量測量值與實際值不符；若流動狀態(tài)呈現(xiàn)為氣泡流或塞狀流，除測量值與實際值不符外，還會因氣相瞬間遮蓋電表面而出現(xiàn)輸出晃動等。因此，多種誤差表現(xiàn)均指向管內(nèi)液體未充滿，在實踐過程中，要正確辨別不同現(xiàn)象，理清其產(chǎn)生的實質(zhì)原因。

3.2 液體中含有固相

液體中含有固相，即：液體中含有粉狀、顆?；蚶w維等固體，液體中一旦含有固相便會導致多種故障產(chǎn)生：漿液噪聲；電極表面玷污；導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里；襯里被磨損或被沉積物覆蓋，流通截面積縮小等。

3.3 因材質(zhì)與被測介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障

因材質(zhì)與被測介質(zhì)不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計與介質(zhì)接觸的零部件有電與接地環(huán)，匹配失當除耐腐蝕問題外，主要是電表面效應。

3.4 人為因素導致的故障

利用電磁流量計進行檢測離不開工作人員的正確操作，由于人為因素所造成的誤差，包括操作方式不當、誤讀、誤算和視差等。其次，如上文所述，不同類別的電磁流量計適用于不同的場景，因此，在選擇電磁流量計時，應當結(jié)合測量對象以及電磁流量計的特點，綜合進行選擇。

4 解決電磁流量計故障的有效措施

正所謂“對癥下藥”，在明確電磁流量計可能會產(chǎn)生的各種故障后，就應當有的放矢，采取具有針對性的方式加以解決，在實踐過程中，常常采用如下六種方式排除故障，即：電阻法；電流法；電壓法；替代法；模擬信號法；波形法。

4.1 利用電阻法排除故障

電阻法是排除電磁流量計故障的基礎方法，也是最為普遍的方法。依據(jù)電磁流量計故障的不同，電阻法的具體使用方法也不同，流量計電源保險絲、勵磁保險的通斷，電磁流量計信號電纜、勵磁電纜的通斷等是較為普遍的方法。

4.2 采用電壓法排除故障

電壓法排除故障的核心在于判斷工作電源?？梢杂脭?shù)字式萬用表分別測兩電極與地之間的極化電壓，如果兩次測量值接近且?guī)缀跸嗟龋f明電極未被污染或被覆蓋，否則說明電極已被污染或被覆蓋。極化電壓大小決定于電極材料的“電極電位”和液體的性質(zhì)，測量值可能在幾伏至幾百伏之間。

4.3 采用替代法排除故障

替代法，即將兩個不同部位互換，用同一件正常的器具來對兩個部位進行檢查，以判斷某一部位是否存在故障，在實踐中，比較普遍的是將流量計的轉(zhuǎn)換器、放大板進行互換以檢驗轉(zhuǎn)換器是否存在故障。

4.4 采用模擬信號法排除故障

電磁波本身既是信號載體，同時作為傳輸介質(zhì)；而當模擬信號采用連續(xù)變化的信號電壓來表示時，它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號傳輸線路，用模擬信號發(fā)生器提供流量信號是非常普遍的一種方式。

4.5 采用波形法排除故障

采用關鍵點波形法排除故障建立在熟悉線路的基礎上，電磁流量計檢查內(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、確認電路等。儀表檢查調(diào)整時因零點漂移，調(diào)整零點顯得十分重要。

5 結(jié)束語

總而言之，電磁流量計如今已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，其檢測結(jié)果將引導后續(xù)的一系列行為，保證其結(jié)果的精準至關重要。自20 世紀50 年代初誕生以來，在科學知識的加持下，在不斷的改進中，電磁流量計有了巨大的進步。但是，受制于檢測原理、檢測特點、外界環(huán)境等因素，其檢測結(jié)果仍然有所誤差，主要原因有：管內(nèi)液體未充滿、液體中含有固相、因材質(zhì)與被測介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障、因人為因素造成的故障。在實際工作中，必須熟知其檢測原理，清楚可能會導致故障的因素，并加以防范。希望本文提出的措施能夠在實踐中得到運用。