電磁流量計的故障檢查和分析

張憲發(fā)

（大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163000）

電磁流量計的故障檢查和分析

張憲發(fā)

（大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163000）

在生產(chǎn)控制過程中，流量測量作為熱工量測量之一，是一項重要的測定參數(shù)，電磁流量計憑借其高精準度和強耐腐蝕特性，應(yīng)用越來越廣泛。然而在實際測量作業(yè)中，因安裝不當或環(huán)境變化等，電磁流量計容易發(fā)生各種故障。在故障現(xiàn)象發(fā)生時，必須要及時采取合理的檢查方式，以便于及時地處理解決故障，因此，需要先了解電磁流量計的工作原理和主要構(gòu)成部分，分析各類常見故障產(chǎn)生的原因，根據(jù)實際情況對電磁流量計的故障進行檢查和分析。

電磁流量計；故障；檢查

在實際應(yīng)用操作中，電磁流量計因儀表原件損壞或安裝操作不當、環(huán)境影響等因素，往往發(fā)生故障，此時表現(xiàn)為計量波動、計量數(shù)據(jù)不準確甚至完全無法工作。電磁流量計的故障可分為調(diào)試期故障和運行期故障兩種類型。如何檢測判斷電磁流量計是否出現(xiàn)故障，需要先弄清楚電磁流量計的構(gòu)成部件，分析會造成其出現(xiàn)故障的原因，然后再根據(jù)實際情況采用適當?shù)姆绞椒椒ㄟM行檢測。

1 電磁流量計的構(gòu)成部分

電磁流量計的工作原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律測量流速，再測量流通截面液位高度的流通面積，然后將兩個數(shù)據(jù)相乘，得出所測試流量。被測導(dǎo)電性液體通過測量導(dǎo)管經(jīng)過磁路系統(tǒng)產(chǎn)生的均勻磁場，由電極引出與被測量呈正比的感應(yīng)電勢信號，經(jīng)由轉(zhuǎn)換器放大，由此測量出導(dǎo)電流體流量。電磁流量計就是由測量導(dǎo)管、磁路系統(tǒng)、電極、轉(zhuǎn)換器和襯里、外殼等幾個部分組成。

2 電磁流量計的常見故障

2.1 安裝調(diào)試時出現(xiàn)的故障

調(diào)試期故障，即電磁流量計在安裝調(diào)試時出現(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、環(huán)境干擾以及流體的影響都會導(dǎo)致電磁流量計的調(diào)試期故障出現(xiàn)。通過檢測排查將故障解決后，一般不會再次發(fā)生。

2.1.1 安裝不當

在安裝調(diào)試時，如果將傳感器安裝在不恰當?shù)奈恢茫缛菀准蹥怏w的管網(wǎng)最高點、自上而下的垂直管上，則很有可能會出現(xiàn)排空的問題。如果傳感器后無背壓，流體直接排入大氣，則測量管內(nèi)無法滿管，會使電磁流量計無法正常工作。

2.1.2 環(huán)境干擾

由于應(yīng)用場合比較復(fù)雜，現(xiàn)場工頻干擾、電磁干擾、流體噪聲有時同時存在，而流體產(chǎn)生的流量信號相對弱小，會造成電磁流量計不能正常指示，如果工作地點附近存在大型電機，則意味著有強磁場干擾，倘若不將流量傳感器和管道進行絕緣處理，那么電機的磁場會擾亂流量計的測量結(jié)果。另外，如果不做屏蔽保護措施，空間電磁波經(jīng)由信號電纜引入，也會干擾測量數(shù)據(jù)。所以在工作中，需要針對實際情況下遇到的干擾類型采取相應(yīng)的解決方案，保障電磁流量計的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

2.1.3 流體影響

因為被測流體的特性不同，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影響電磁流量計的正常工作。當流體內(nèi)氣泡增大到一定程度，就會引起測量儀表的波動，一旦氣泡增大到能覆蓋電極整個表面的程度，電極回路會在氣泡流過電極的瞬間發(fā)生斷路，此時儀表會出現(xiàn)巨大波動。流體漿液內(nèi)的固體含量過高也會引起波動的現(xiàn)象發(fā)生。在測量混合介質(zhì)時，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的輸出信號產(chǎn)生波動。

另外，如果電極的材料和被測介質(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，會嚴重影響正常測量，所以在電極的材質(zhì)與被測介質(zhì)的搭配上也需要合理選擇。

2.2 正常運行時出現(xiàn)的故障

2.2.1 傳感器內(nèi)壁附著層結(jié)垢

因為應(yīng)用面的廣泛，電磁流量計的測量對象往往比較復(fù)雜，很多情況下被用于測量成分復(fù)雜、富含懸浮固相以及污臟的流體，在經(jīng)過一段時間的作業(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，信號輸出還能在一定程度上保持正常，只是會出現(xiàn)小幅度的誤差。當附著層的電導(dǎo)率偏高時，電極電動勢會出現(xiàn)短路的情況，測量儀表會瞬時大幅波動，如果附著層為絕緣性物質(zhì)，徹底隔絕電極表面的測量電路，電磁流量計則無法工作。在電磁流量計的使用過程中，特別是在進行一些帶有電導(dǎo)率較高的雜質(zhì)的流體測量時，必須定時清理測量管內(nèi)壁，將附著的結(jié)垢及時清理，保障電磁流量計的正常工作。

2.2.2 外部電流影響

電磁流量計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)電動勢，所以如果在測量過程中有外部電流引入，會使得儀表信號不準確，如果電流電壓過于強大，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線是外部電流的主要來源途徑。

2.2.3 外部環(huán)境變化

在安裝調(diào)試電磁流量計的時候如果環(huán)境條件較為理想，附近沒有明顯的干擾源，往往會疏忽安裝條件。但是外部環(huán)境往往會產(chǎn)生意想不到的變化，一些隱性因素也會對電磁流量計產(chǎn)生影響。例如強無線電波干擾，在安裝調(diào)試時沒有發(fā)現(xiàn)強磁場干擾，但是在工作中電磁流量計突然輸出大幅波動，然而檢查儀表安裝各項指標均符合要求，此時就要注意周邊是否有強無線發(fā)射臺，當強無線發(fā)射臺發(fā)射信號時，強大的無線電波會嚴重影響電磁流量計的測量工作。

除此之外，管道雜散電流、地電位變化、潮氣浸入等因素都會引起電磁流量計故障，環(huán)境的變化往往不可控制并且變化突然，所以必須要謹慎對待，提前做好各項防護措施。

3 電磁流量計的故障檢查

3.1 常見故障現(xiàn)象

在電磁流量計出現(xiàn)故障時，一般的現(xiàn)象表現(xiàn)為輸出波動、零點不穩(wěn)定、沒有流量信號輸出或者輸出信號超出滿度值，流量測量值與實際值不符等，此時需要對電磁流量計的傳感器、轉(zhuǎn)換器、連接電纜、工藝管道等每一個關(guān)鍵部位進行檢查。

3.2 通用常規(guī)檢查

電磁流量計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，首先檢查保險絲是否完好，信號電纜是否通暢，勵磁線圈是否斷開，以上環(huán)節(jié)都沒有問題時就要測量電極的對稱性和勵磁線圈對地的絕緣電阻。另外還要測量勵磁電流和輸出電流是否正常，工作電源是否正確。

測量電極對稱性指的是使用萬用表分別測量每個電極與介質(zhì)的接觸電阻，對比兩者間的差異值，正常的差異值應(yīng)當小于 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。

由于兩個電極間被污染程度不同，兩電極上的不對稱共模電壓成為差模信號，會引起零點不穩(wěn)的現(xiàn)象，判斷零點不穩(wěn)是否由電極被污染引起，可使用數(shù)字式萬用表2V直流檔分別測量電極與地之間的極化電壓是否相近，如果測量值幾乎相等即可排除電極污染的原因，這時就要查看傳感器附近電機是否漏電，把轉(zhuǎn)化器工作接地端子和保護接地端子短路，查看零點變動是否超過允許值，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來測試液體未流動狀態(tài)下的流量信號，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

在生產(chǎn)過程中，電磁流量計是十分重要的測量工具，如果測量的結(jié)果不準確，工作人員就無法獲取可靠的數(shù)據(jù)，無法及時做出準確的調(diào)節(jié)和控制，總的來說，電磁流量計在應(yīng)用過程中，在調(diào)試期一定要注意外部環(huán)境是否穩(wěn)定可靠，嚴格按照標準安裝，在運行過程中發(fā)生故障時，針對不同的現(xiàn)象采取合理的檢查方法，及時高效地排查故障，以保障電磁流量計的正常工作。

[1]張皓 ,楊金城 . 電磁流量計的測量原理及其在工程設(shè)計中的應(yīng)用 [J]. 石油化工自動化 ,2014,(06):55-58.

[2]史曉春 ,李德富 ,劉利君 .電磁流量計干擾分析與對策 [J].中國儀器儀表 . 2016(02).

[3]姜日鑫 ,韓方曉 . 電磁流量計的應(yīng)用及故障檢查 [J]. 世界有色金屬 ,2016,(04):43-45.

TH814

A

1671-0711（2017）07（下）-0050-02