電磁流量計故障分析探討

電磁流量計在使用中發(fā)生的故障可以歸納為調(diào)試期故障和運行期故障兩大類。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。本文針對常見的故障現(xiàn)象進行分析探討，并通過實際案例提出相應的整改措施。

隨著各行業(yè)自動化水平的不斷提高，電磁流量計廣泛應用于各種導電液體的流量測定，在自控系統(tǒng)中起著重要作用。同時在其安裝使用和維護方面出現(xiàn)的問題越來越多，如何準確地對流量計進行故障診斷，是保證生產(chǎn)平穩(wěn)運行的關鍵。電磁流量計在使用中故障可分為兩種類型：一是初始安裝調(diào)試時出現(xiàn)的故障，二是正常運行一段時期后相繼出現(xiàn)的故障。接下來將詳細進行分類探討故障原因和應對措施。

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再度出現(xiàn)同類問題。常見調(diào)試期故障主要有設備安裝不妥、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 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。應將傳感器的位置安裝到 c 或者 d 的位置，另外安裝點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接地保護即可，但如遇管道有強電流（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，才能隔離強電流對傳輸信號的影響。空間電磁波干擾一般是經(jīng)信號電纜引入，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

由電磁流量計的測量原理可知，液體中含有氣泡會直接影響測量數(shù)據(jù)的準確性。當含有均勻分布的細小氣泡時，所測得的體積流量是液體和氣體兩者之和；當氣泡增大會使輸出信號出現(xiàn)波動，若氣泡大到能遮蓋整個電極表面，會使電極信號回路瞬時斷開，輸出信號將產(chǎn)生更大波動。另外液體中含有固體超過一定含量時將產(chǎn)生漿液噪聲，輸出信號亦會有一定程度的波動。當兩種或兩種以上不同電導率的液體作管道混合工藝時，在混合未均勻前即進入流量傳感器內(nèi)部測量，輸出信號亦會出現(xiàn)一定程度的波動。電極材質(zhì)的選擇必須根據(jù)被測介質(zhì)的特性來選擇，搭配不當容易產(chǎn)生鈍化或氧化等化學作用，電極表面形成絕緣膜，從而影響正常數(shù)據(jù)的測量。

2. 運行期故障分析

經(jīng)初期調(diào)試并正常運行一段時期之后出現(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。電磁流量計在使用一段時間后，其內(nèi)壁可能會出現(xiàn)附著層，這個與被測介質(zhì)的粘稠度有關。若附著層電導率與液體電導率相近時，不會影響信號的正常輸出，只是介質(zhì)的流通面積變小了，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導率附著層，電極間電動勢將被短路，此時的輸出信號將為零；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瞬時高電壓和浪涌電流。主要由三條途徑引入：一是供電線路；二是流量計的信號線；三是勵磁線。因雷擊引起的感應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]。因此在流量計安裝之前，必須對使用環(huán)境進行分析，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、管道強電流等。例如一臺接地保護并不理想的電磁流量計，調(diào)試期因無干擾源，儀表可以運行正常，然而在運行期出現(xiàn)新干擾源影響儀表正常運行，會出現(xiàn)輸出信號大幅度的波動。

3 .實際案例分析

2015 年我司工作人員發(fā)現(xiàn)某個流量計的數(shù)據(jù)有異?，F(xiàn)象。具體表現(xiàn)為：瞬時流量值明顯偏小，且在低流速時出現(xiàn)反向流量。技術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，通過以下幾個方面進行排查：Ⅰ.檢查傳感器的勵磁線圈和電極的參數(shù)，包括勵磁線圈電阻、勵磁線圈絕緣阻值、電極對地阻值、電極間阻值；Ⅱ.核對轉(zhuǎn)換器的相關設置參數(shù)，并用模擬信號發(fā)生器檢查儀表的工作狀態(tài)；Ⅲ.觀察周圍有無信號干擾源，或者其他環(huán)境條件變化。***終發(fā)現(xiàn)勵磁線圈的絕緣阻值比標準值明顯偏低，且出現(xiàn)不對稱的共模電壓，形成差模信號影響正常的測量。經(jīng)查詢相關的維修檔案，對該傳感器的井下線路駁接口重新處理并加裝密封膠之后，該流量計數(shù)據(jù)恢復正常。近年來，我司多臺流量計出現(xiàn)勵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重要。我司主要采取了以下幾個方面的措施：一、新裝流量計前對周圍環(huán)境進行評估，避開容易引雷擊的高壓線鐵塔、通訊信號基站、戶外大型廣告牌支架等設施；二、盡量選用直流供電的流量計轉(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，需獨立鋪設防雷地網(wǎng)。

4 .結(jié)束語

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