1.引言
電磁流量計(jì)使用中的常見故障,有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障,有的是由于選用不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障,如顯示波動(dòng)、精度下降甚至儀表損壞等。它一般可以分為兩種類型:安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障(調(diào)試期故障)和正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障(運(yùn)行期故障)。
2.工作原理
電磁流量計(jì)由變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,兩者之間用連接線(包括勵(lì)磁線、信號(hào)線)相互連接。變送器是基于電磁感應(yīng)定律工作的,如圖1所示,被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線方向流動(dòng),因而在于介質(zhì)流動(dòng)和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ex。
Ex=Bdv x 10的-4V
式中:B-磁感應(yīng)強(qiáng)度,T(特斯拉);d-兩電極間距離(管徑),cm;v被測(cè)介質(zhì)的平均流速,cm/s。
3.常見故障
3.1調(diào)試期故障
調(diào)試期故障一般出現(xiàn)在儀表初始裝用調(diào)試階段,但一經(jīng)改進(jìn)排除故障,在以后相同條件下一般不會(huì)再度出現(xiàn)。常見的調(diào)試期故障通常由儀表選用或設(shè)定不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。
(1)安裝方面
通常是電磁流暈傳感器安裝位置不正確引起的故障,常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管網(wǎng)zuiu高點(diǎn);或安裝在自上而下的垂直管上,可能出現(xiàn)排空;或傳感器后無背壓,流體直接排入大氣而形成測(cè)量管內(nèi)非滿管。
(2)環(huán)境方面
通常主要是管道雜散電流干擾,空間強(qiáng)電磁波于擾,大型電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果,如河南煤化集團(tuán)中原大化公司第1套三聚氰胺裝置的電磁流量計(jì)FT-31235在2007年4月12日遇到強(qiáng)大的雜散電流而無法正常指(電解車間管道,有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢(shì)峰值Vpp可高達(dá)IV),工作人員立即采取單接地保護(hù),可其指示仍然不能恢復(fù)正常,于是又采取將流量傳感器與管道絕緣等措施后FT-31235才算能正常工作。空間電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。
(3)流體方面
被測(cè)液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作,但隨著氣泡的增大,儀表輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí),隨著氣泡流過電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)更大的波動(dòng)。低頻方波勵(lì)磁的電磁流量計(jì)測(cè)量固體含量過多漿液時(shí),也將產(chǎn)生漿液噪聲,使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。測(cè)量混合介質(zhì)時(shí),若兩種液體電導(dǎo)率(或各自與電極間電位)有差異,在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)行測(cè)量,也將使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。電極材料與被測(cè)介質(zhì)選配不當(dāng),產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用,電極表面形成絕緣膜,以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等,均會(huì)妨礙正常測(cè)量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊(cè)正確選配電極材料。
3.2運(yùn)行期故障
運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障,常見的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。
(1)傳感器內(nèi)壁附著層
由于電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多,出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近,儀表還能正常輸出信號(hào),只是改變流通面積,形成測(cè)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(shì)將被短路;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣而斷開測(cè)量電路。所以,應(yīng)及時(shí)淸除電磁流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
(2)雷電打擊
雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流,使儀表損壞。它主要通過電源線或勵(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線等途徑引入,尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。
(3)環(huán)境條件變化
在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源),流量計(jì)工作正常,此時(shí)往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。例如河南煤化集團(tuán)中原大化公司第川套三聚氰胺裝置的電磁流量計(jì)FT-81235調(diào)試期運(yùn)行正常,而在2006年3月12日上午突然出現(xiàn)輸出信號(hào)大幅度波動(dòng),經(jīng)檢查儀表本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜無任何故障,原來其附近實(shí)施管道電焊干擾了儀表的正常運(yùn)行,工作人員立刻實(shí)施良好的接地保護(hù)后儀表才得以正常指示。
4.故障現(xiàn)象和檢查流程
電磁流量計(jì)常見故障現(xiàn)象有
(1)無流量信號(hào);
(2)輸出晃動(dòng);
(3)零點(diǎn)不穩(wěn);
(4)流量測(cè)量值與實(shí)際值不符;
(5)輸山信號(hào)超滿度值。
通常檢查整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)和判斷故障的程序如圖1所示,檢查環(huán)節(jié)包括電磁流量計(jì)本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜,電磁流量計(jì)上位的工藝管道,下(后)位顯示儀表連接電纜。經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容列舉如下：
*通用常規(guī)儀器檢查
*替代法:利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板部件間的互換性,以替代法判別故障所在位置。
*信號(hào)蹤跡法:用模擬信號(hào)器替代傳感器,在液體未流動(dòng)條件下提供流量信號(hào),以測(cè)試電磁流量轉(zhuǎn)換器。
檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始,逆流暈信號(hào)傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號(hào)器測(cè)試轉(zhuǎn)換器,以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還是在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若是轉(zhuǎn)換器故障,如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試;若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí),因必須停止運(yùn)行,關(guān)閉管道系統(tǒng),涉及面廣,常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器,試換工程量大,通常只有在做完其他各項(xiàng)檢查,zui后オ下決心,卸下管道檢查傳感器測(cè)量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。相關(guān)檢修項(xiàng)目如表1所示。
5.結(jié)束語
電磁流量計(jì)在使用的過程當(dāng)中可能出現(xiàn)各種各樣的故障,但一般來說可以把所有的故障歸結(jié)為兩類,即調(diào)試期故障和運(yùn)行期故障,只要我們?cè)谌粘９ぷ髦袝r(shí)刻注意這兩類故障并很好地加以排除解決,相信電磁流量計(jì)一定能夠發(fā)揮它應(yīng)有的作用。
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井下電磁流量計(jì)檢定裝置的研制與應(yīng)用
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污水用電磁流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)符合性研究
