電磁流量計(jì)故障分析探討

電磁流量計(jì)在使用中發(fā)生的故障可以歸納為調(diào)試期故障和運(yùn)行期故障兩大類。調(diào)試期故障通常由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起；運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁積聚附著層、雷擊和環(huán)境條件變化等因素引起。本文針對(duì)常見的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析探討，并通過實(shí)際案例提出相應(yīng)的整改措施。

隨著各行業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于各種導(dǎo)電液體的流量測定，在自控系統(tǒng)中起著重要作用。同時(shí)在其安裝使用和維護(hù)方面出現(xiàn)的問題越來越多，如何準(zhǔn)確地對(duì)流量計(jì)進(jìn)行故障診斷，是保證生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。電磁流量計(jì)在使用中故障可分為兩種類型：一是初始安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障，二是正常運(yùn)行一段時(shí)期后相繼出現(xiàn)的故障。接下來將詳細(xì)進(jìn)行分類探討故障原因和應(yīng)對(duì)措施。

1 .調(diào)試期故障分析

本類故障主要出現(xiàn)在電磁流量計(jì)初始安裝調(diào)試期，經(jīng)過排查整改措施之后，在相同條件下一般不會(huì)再度出現(xiàn)同類問題。常見調(diào)試期故障主要有設(shè)備安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性影響三大方面的原因。

1.1 設(shè)備安裝因素

通常是指電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，如下圖所示將流量傳感器安裝在易積聚氣體的管網(wǎng)高點(diǎn) a；流量傳感器后無背壓，液體徑直排入大氣，形成其測量管內(nèi)非滿管 e；裝在自上向下流的垂直管道 b，可能出現(xiàn)排空。應(yīng)將傳感器的位置安裝到 c 或者 d 的位置，另外安裝點(diǎn)必須滿足前直管段至少為5D，后直管段至少為3D（D為管道直徑）。

1.2 環(huán)境條件因素

主要是管道系統(tǒng)存在電流干擾，電磁波干擾，以及磁場干擾等。管道電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)即可，但如遇管道有強(qiáng)電流（如電解車間管道等）并不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施，才能隔離強(qiáng)電流對(duì)傳輸信號(hào)的影響?？臻g電磁波干擾一般是經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常采用單層或多層蔽電纜便可防止干擾。

1.3 流體特性因素

由電磁流量計(jì)的測量原理可知，液體中含有氣泡會(huì)直接影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。當(dāng)含有均勻分布的細(xì)小氣泡時(shí)，所測得的體積流量是液體和氣體兩者之和；當(dāng)氣泡增大會(huì)使輸出信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)，若氣泡大到能遮蓋整個(gè)電極表面，會(huì)使電極信號(hào)回路瞬時(shí)斷開，輸出信號(hào)將產(chǎn)生更大波動(dòng)。另外液體中含有固體超過一定含量時(shí)將產(chǎn)生漿液噪聲，輸出信號(hào)亦會(huì)有一定程度的波動(dòng)。當(dāng)兩種或兩種以上不同電導(dǎo)率的液體作管道混合工藝時(shí)，在混合未均勻前即進(jìn)入流量傳感器內(nèi)部測量，輸出信號(hào)亦會(huì)出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)。電極材質(zhì)的選擇必須根據(jù)被測介質(zhì)的特性來選擇，搭配不當(dāng)容易產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜，從而影響正常數(shù)據(jù)的測量。

2. 運(yùn)行期故障分析

經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期之后出現(xiàn)的常見故障有：流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化等。

（1）內(nèi)壁附著層。電磁流量計(jì)在使用一段時(shí)間后，其內(nèi)壁可能會(huì)出現(xiàn)附著層，這個(gè)與被測介質(zhì)的粘稠度有關(guān)。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近時(shí)，不會(huì)影響信號(hào)的正常輸出，只是介質(zhì)的流通面積變小了，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢將被短路，此時(shí)的輸出信號(hào)將為零；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路，儀表將無法正常工作。（2）雷電擊。雷電擊是指在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流。主要由三條途徑引入：一是供電線路；二是流量計(jì)的信號(hào)線；三是勵(lì)磁線。因雷擊引起的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分是從控制室的電源線路引入的，其他兩條途徑較少[3]。因此在流量計(jì)安裝之前，必須對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行分析，盡量避免安裝在容易遭雷擊的地方。（3）環(huán)境條件變化。電磁流量計(jì)的周圍環(huán)境發(fā)生了變化，主要包括電磁場干擾、空間電磁波、管道強(qiáng)電流等。例如一臺(tái)接地保護(hù)并不理想的電磁流量計(jì)，調(diào)試期因無干擾源，儀表可以運(yùn)行正常，然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源影響儀表正常運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)輸出信號(hào)大幅度的波動(dòng)。

3 .實(shí)際案例分析

2015 年我司工作人員發(fā)現(xiàn)某個(gè)流量計(jì)的數(shù)據(jù)有異?，F(xiàn)象。具體表現(xiàn)為：瞬時(shí)流量值明顯偏小，且在低流速時(shí)出現(xiàn)反向流量。技術(shù)人員判斷故障是由傳感器或者轉(zhuǎn)換器以及線路部分等因素引起，通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行排查：Ⅰ.檢查傳感器的勵(lì)磁線圈和電極的參數(shù)，包括勵(lì)磁線圈電阻、勵(lì)磁線圈絕緣阻值、電極對(duì)地阻值、電極間阻值；Ⅱ.核對(duì)轉(zhuǎn)換器的相關(guān)設(shè)置參數(shù)，并用模擬信號(hào)發(fā)生器檢查儀表的工作狀態(tài)；Ⅲ.觀察周圍有無信號(hào)干擾源，或者其他環(huán)境條件變化。***終發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁線圈的絕緣阻值比標(biāo)準(zhǔn)值明顯偏低，且出現(xiàn)不對(duì)稱的共模電壓，形成差模信號(hào)影響正常的測量。經(jīng)查詢相關(guān)的維修檔案，對(duì)該傳感器的井下線路駁接口重新處理并加裝密封膠之后，該流量計(jì)數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。近年來，我司多臺(tái)流量計(jì)出現(xiàn)勵(lì)磁線圈絕緣阻值明顯下降的情況，大部分是由于線路駁接口的密封膠出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從而影響到信號(hào)的穩(wěn)定性。另外我國南方處于雷雨高發(fā)地區(qū)，做好防雷措施顯得相當(dāng)重要。我司主要采取了以下幾個(gè)方面的措施：一、新裝流量計(jì)前對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，避開容易引雷擊的高壓線鐵塔、通訊信號(hào)基站、戶外大型廣告牌支架等設(shè)施；二、盡量選用直流供電的流量計(jì)轉(zhuǎn)換器，減少因使用交流電而竄入雷擊電流的可能性；三、傳感器與儀表箱如距離較遠(yuǎn)，需獨(dú)立鋪設(shè)防雷地網(wǎng)。

4 .結(jié)束語

電磁流量計(jì)發(fā)展到今天，越來越趨于智能化、一體化和小型化。本文針對(duì)電磁流量計(jì)在使用過程中的各種故障進(jìn)行分類探討，在日常維護(hù)工作中注意以上幾個(gè)內(nèi)容，才能保證電磁流量計(jì)精度高、測量范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，平穩(wěn)高效地服務(wù)于各行業(yè)的生產(chǎn)。