在生產(chǎn)控制過(guò)程中,流量測(cè)量作為熱工量測(cè)量之一,是一項(xiàng)重要的測(cè)定參數(shù),電磁流量計(jì)憑借其高精準(zhǔn)度和強(qiáng) 耐腐蝕特性,應(yīng)用越來(lái)越廣泛。然而在實(shí)際測(cè)量作業(yè)中,因安裝不當(dāng)或環(huán)境變化等,電磁流量計(jì)容易發(fā)生各種故障。在故 障現(xiàn)象發(fā)生時(shí),必須要及時(shí)采取合理的檢查方式,以便于及時(shí)地處理解決故障,因此,需要先了解電磁流量計(jì)的工作原理 和主要構(gòu)成部分,分析各類(lèi)常見(jiàn)故障產(chǎn)生的原因,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電磁流量計(jì)的故障進(jìn)行檢查和分析。
在實(shí)際應(yīng)用操作中,電磁流量計(jì)因儀表原件損壞 或安裝操作不當(dāng)、環(huán)境影響等因素,往往發(fā)生故障,此 時(shí)表現(xiàn)為計(jì)量波動(dòng)、計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確甚至完全無(wú)法工作。 電磁流量計(jì)的故障可分為調(diào)試期故障和運(yùn)行期故障兩種 類(lèi)型。如何檢測(cè)判斷電磁流量計(jì)是否出現(xiàn)故障,需要先 弄清楚電磁流量計(jì)的構(gòu)成部件,分析會(huì)造成其出現(xiàn)故障 的原因,然后再根據(jù)實(shí)際情況采用適當(dāng)?shù)姆绞椒椒ㄟM(jìn)行 檢測(cè)。
1.電磁流量計(jì)的構(gòu)成部分
電磁流量計(jì)的工作原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定 律測(cè)量流速,再測(cè)量流通截面液位高度的流通面積, 然后將兩個(gè)數(shù)據(jù)相乘,得出所測(cè)試流量。被測(cè)導(dǎo)電性 液體通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管經(jīng)過(guò)磁路系統(tǒng)產(chǎn)生的均勻磁場(chǎng),由 電極引出與被測(cè)量呈正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào),經(jīng)由轉(zhuǎn)換 器放大,由此測(cè)量出導(dǎo)電流體流量。電磁流量計(jì)就是 由測(cè)量導(dǎo)管、磁路系統(tǒng)、電極、轉(zhuǎn)換器和襯里、外殼 等幾個(gè)部分組成。
2.電磁流量計(jì)的常見(jiàn)故障
2.1安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障
調(diào)試期故障,即電磁流量計(jì)在安裝調(diào)試時(shí)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(dāng)、 環(huán)境干擾以及流體的影響都會(huì)導(dǎo)致電磁流量計(jì)的調(diào)試期 故障出現(xiàn)。通過(guò)檢測(cè)排查將故障解決后,一般不會(huì)再次
發(fā)生。
2.1.1安裝不當(dāng)
在安裝調(diào)試時(shí),如果將傳感器安裝在不恰當(dāng)?shù)奈?置,例如容易集聚氣體的管網(wǎng)最高點(diǎn)、自上而下的垂直 管上,則很有可能會(huì)出現(xiàn)排空的問(wèn)題。如果傳感器后無(wú) 背壓,流體直接排入大氣,則測(cè)量管內(nèi)無(wú)法滿(mǎn)管,會(huì)使 電磁流量計(jì)無(wú)法正常工作。
2.1.2環(huán)境干擾
由于應(yīng)用場(chǎng)合比較復(fù)雜,現(xiàn)場(chǎng)工頻干擾、電磁干擾、 流體噪聲有時(shí)同時(shí)存在,而流體產(chǎn)生的流量信號(hào)相對(duì)弱 小,會(huì)造成電磁流量計(jì)不能正常指示,如果工作地點(diǎn)附 近存在大型電機(jī),則意味著有強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,倘若不將流 量傳感器和管道進(jìn)行絕緣處理,那么電機(jī)的磁場(chǎng)會(huì)擾亂 流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果。另外,如果不做屏蔽保護(hù)措施,空 間電磁波經(jīng)由信號(hào)電纜引入,也會(huì)干擾測(cè)量數(shù)據(jù)。所以 在工作中,需要針對(duì)實(shí)際情況下遇到的干擾類(lèi)型采取相 應(yīng)的解決方案,保障電磁流量計(jì)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。
2.1.3流體影響
因?yàn)楸粶y(cè)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(dǎo)率差異不 均等情況都會(huì)影響電磁流量計(jì)的正常工作。當(dāng)流體內(nèi)氣 泡增大到一定程度,就會(huì)引起測(cè)量?jī)x表的波動(dòng),一旦氣 泡增大到能覆蓋電極整個(gè)表面的程度,電極回路會(huì)在氣 泡流過(guò)電極的瞬間發(fā)生斷路,此時(shí)儀表會(huì)出現(xiàn)巨大波動(dòng)。 流體漿液內(nèi)的固體含量過(guò)高也會(huì)引起波動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生。 在測(cè)量混合介質(zhì)時(shí),務(wù)必要將兩種液體混合均勻,否則 導(dǎo)電率的差異也將使電磁流量計(jì)的輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。
另外,如果電極的材料和被測(cè)介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 使電極氧化或者鈍化,電極失去導(dǎo)電功效,會(huì)嚴(yán)重影響 正常測(cè)量,所以在電極的材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)的搭配上也需 要合理選擇。
2.2正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障
2.2.1傳感器內(nèi)壁附著層結(jié)垢
因?yàn)閼?yīng)用面的廣泛,電磁流量計(jì)的測(cè)量對(duì)象往往 比較復(fù)雜,很多情況下被用于測(cè)量成分復(fù)雜、富含懸浮 固相以及污臟的流體,在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的作業(yè)后,傳感 器的內(nèi)壁很容易附著污垢導(dǎo)致傳感器失靈,發(fā)生故障。 該情況導(dǎo)致的故障程度取決于附著層的導(dǎo)電率與流體的 電導(dǎo)率是否相近,在電導(dǎo)率相近的情況下,信號(hào)輸出還 能在一定程度上保持正常,只是會(huì)出現(xiàn)小幅度的誤差。 當(dāng)附著層的電導(dǎo)率偏高時(shí),電極電動(dòng)勢(shì)會(huì)出現(xiàn)短路的情況,測(cè)量?jī)x表會(huì)瞬時(shí)大幅波動(dòng),如果附著層為絕緣性物 質(zhì),徹底隔絕電極表面的測(cè)量電路,電磁流量計(jì)則無(wú)法 工作。在電磁流量計(jì)的使用過(guò)程中,特別是在進(jìn)行一些 帶有電導(dǎo)率較高的雜質(zhì)的流體測(cè)量時(shí),必須定時(shí)清理測(cè) 量管內(nèi)壁,將附著的結(jié)垢及時(shí)清理,保障電磁流量計(jì)的 正常工作。
2.2.2外部電流影響
電磁流量計(jì)的工作原理是在法拉第電磁感應(yīng)定律 的基礎(chǔ)上建立的,利用磁路系統(tǒng)和電極引出導(dǎo)電介質(zhì)流 體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),所以如果在測(cè)量過(guò)程中有外部電流引 入,會(huì)使得儀表信號(hào)不準(zhǔn)確,如果電流電壓過(guò)于強(qiáng)大, 甚至?xí)p壞儀表,控制室電源線、轉(zhuǎn)換器與傳感器間的 流量信號(hào)線是外部電流的主要來(lái)源途徑。
2.2.3外部環(huán)境變化
在安裝調(diào)試電磁流量計(jì)的時(shí)候如果環(huán)境條件較為 理想,附近沒(méi)有明顯的干擾源,往往會(huì)疏忽安裝條件。 但是外部環(huán)境往往會(huì)產(chǎn)生意想不到的變化,一些隱性因 素也會(huì)對(duì)電磁流量計(jì)產(chǎn)生影響。例如強(qiáng)無(wú)線電波干擾, 在安裝調(diào)試時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,但是在工作中電磁 流量計(jì)突然輸出大幅波動(dòng),然而檢查儀表安裝各項(xiàng)指標(biāo) 均符合要求,此時(shí)就要注意周邊是否有強(qiáng)無(wú)線發(fā)射臺(tái), 當(dāng)強(qiáng)無(wú)線發(fā)射臺(tái)發(fā)射信號(hào)時(shí),強(qiáng)大的無(wú)線電波會(huì)嚴(yán)重影 響電磁流量計(jì)的測(cè)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(huì)引起電磁流量計(jì)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(jǐn)慎對(duì)待,提前做好 各項(xiàng)防護(hù)措施。
3.電磁流量計(jì)的故障檢查
3.1常見(jiàn)故障現(xiàn)象
在電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障時(shí),一般的現(xiàn)象表現(xiàn)為輸 出波動(dòng)、零點(diǎn)不穩(wěn)定、沒(méi)有流量信號(hào)輸出或者輸出信號(hào) 超出滿(mǎn)度值,流量測(cè)量值與實(shí)際值不符等,此時(shí)需要對(duì) 電磁流量計(jì)的傳感器、轉(zhuǎn)換器、連接電纜、工藝管道等 每一個(gè)關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查。
3.2通用常規(guī)檢查
電磁流量計(jì)的故障所在位置的判斷主要是利用轉(zhuǎn) 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(xiǎn)絲是否完好,信號(hào)電纜是否通暢,勵(lì)磁線圈是否斷 開(kāi),以上環(huán)節(jié)都沒(méi)有問(wèn)題時(shí)就要測(cè)量電極的對(duì)稱(chēng)性和勵(lì) 磁線圈對(duì)地的絕緣電阻。另外還要測(cè)量勵(lì)磁電流和輸出 電流是否正常,工作電源是否正確。
測(cè)量電極對(duì)稱(chēng)性指的是使用萬(wàn)用表分別測(cè)量每個(gè) 電極與介質(zhì)的接觸電阻,對(duì)比兩者間的差異值,正常的 差異值應(yīng)當(dāng)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(gè)電極間被污染程度不同,兩電極上的不 對(duì)稱(chēng)共模電壓成為差模信號(hào),會(huì)引起零點(diǎn)不穩(wěn)的現(xiàn)象, 判斷零點(diǎn)不穩(wěn)是否由電極被污染引起,可使用數(shù)字式萬(wàn) 用表2V直流檔分別測(cè)量電極與地之間的極化電壓是否 相近,如果測(cè)量值幾乎相等即可排除電極污染的原因, 這時(shí)就要查看傳感器附近電機(jī)是否漏電,把轉(zhuǎn)化器工作 接地端子和保護(hù)接地端子短路,查看零點(diǎn)變動(dòng)是否超過(guò) 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(hào)來(lái)測(cè)試液 體未流動(dòng)狀態(tài)下的流量信號(hào),以此替代傳感器工作,便 于判斷電磁流量轉(zhuǎn)換器是否正常。
4.結(jié)語(yǔ)
在生產(chǎn)過(guò)程中,電磁流量計(jì)是十分重要的測(cè)量工 具,如果測(cè)量的結(jié)果不準(zhǔn)確,工作人員就無(wú)法獲取可靠 的數(shù)據(jù),無(wú)法及時(shí)做出準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)和控制,總的來(lái)說(shuō), 電磁流量計(jì)在應(yīng)用過(guò)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(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)安裝,在運(yùn)行過(guò)程中發(fā) 生故障時(shí),針對(duì)不同的現(xiàn)象采取合理的檢查方法,及時(shí) 高效地排查故障,以保障電磁流量計(jì)的正常工作。