電磁流量計故障原因分析

山東省萊蕪市計量檢定測試所 張 停 賀海濤

一、電磁流量計概述

電磁流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表，采用單片機嵌入式技術，實現數字勵磁，同時在電磁流量計上采用CAN現場總線（見圖1）。由傳感器及轉換器及顯示器等部分組成，傳感器主要組成部分是：測量管、電極、勵磁線圈、鐵芯與磁軛殼體。它主要用于測量封閉管道中的導電液體和漿液中的體積流量。包括酸、堿、鹽等強腐蝕性的液體。已廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織、食品、制藥、造紙等行業以及環保、市政管理，水利建設等領域。

圖1

二、出現故障的原因

1.調試期故障

調試期故障一般出現在儀表安裝調試階段，一經排除，在以后相同條件下不會再出現。常見的調試期故障通常由安裝不妥、環境干擾以及流體特性影響等原因引起。

1)安裝方面

通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，管內液體未充滿由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，致使其測量管內液體未能充滿，故障現象因不充滿程度和流動狀況有不同表現。若少量氣體在液體管管道中呈分層流或波狀流，故障現象表現為誤差增加，即流量測量值與實際值不符；若流動是氣泡流或塞狀流，故障現象除測量值與實際值不符外，還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現輸出晃動；若水平管道分層流動中流通截面積氣相部分增大，即液體未滿管程度增大，也會出現輸出晃動，若液體未滿管情況較嚴重，以致液面在電極以下，則會出現輸出超滿度現象。

2)環境方面

通常主要是管道雜散電流干擾，空間強電磁波干擾，大型電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護就可獲得滿意結果，但如遇到強大的雜散電流(如電解車間管道，有時在兩電極上感應的交流電勢峰值Vpp可高達1V)，尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等?？臻g電磁波干擾一般經信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護。

3)流體方面

被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號會出現波動，若氣泡大到足以遮蓋整個電極表面時，隨著氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現更大的波動。低頻方波勵磁的電磁流量計測量固體含量過多漿液時，也將產生漿液噪聲，使輸出信號產生波動。測量混合介質時，如果在混合未均勻前就進入流量傳感進行測量，也將使輸出信號產生波動。電極材料與被測介質選配不當，也將由于化學作用或極化現象而影響正常測量。應根據儀表選用或有關手冊正確選配電極材料。

2.運行期故障

運行期故障是電磁流量計經調試并正常運行一段時期后出現的故障，常見的運行期故障一般由流量傳感器內壁附著層、雷電打擊以及環境條件變化等因素引起。

(1) 傳感器內壁附著層

由于電磁流量計常用來測量臟污流體，運行一段時間后，常會在傳感器內壁積聚附著層而產生故障。這些故障往往是由于附著層的電導率太大或太小造成的。若附著物為絕緣層，則電極回路將出現斷路，儀表不能正常工作；若附著層電導率顯著高于流體電導率，則電極回路將出現短路，儀表也不能正常工作。所以，應及時清除電磁流量計測量管內的附著結垢層。

(2) 雷電打擊

雷擊容易在儀表線路中感應出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線或勵磁線圈或傳感器與轉換器之間的流量信號線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入的占絕大部分。

(3) 環境條件變化

在調試期間由于環境條件尚好(例如沒有干擾源)，流量計工作正常，此時往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。在這種情況下，一旦環境條件變化，運行期間出現新的干擾源(如在流量計附近管道上進行電焊，附近安裝上大型變壓器等)，就會干擾儀表的正常工作，流量計的輸出輸出信號就會出現波動。

因此，在電磁流量計安裝和實際使用中，認真去排查，避免可能出現的故障，再進一步加強對其的日常維護和保養，就能使其進行可靠的運行，大大提高電磁流量計的計量性能和使用壽命。

[1]蘇彥勛,楊有濤編.流量測試技術[M].北京:中國質檢出版社,2012,8.