电磁流量计应用中相关问题探讨 点击：14561 | 回复：141
发表于：2006-09-07 09:44:00
楼主
1. 引言
电磁流量计使用中的常见故障，有的是由于仪表本身元器件损坏引起的故障，有的是由于选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障，如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。它一般可以分为两种类型：安装调试时出现的故障（调试期故障）和正常运行时出现的故障（运行期故障）。
2. 调试期故障
调试期待故障一般出现在仪表安装调试阶段，一经排除，在以后相同条件下不会再出现。常见的调试期故障通常由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。
1）安装方面
通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点；或安装在自上而下的垂直管上，可能出现排空；或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
2）环境方面
通常主要是管道杂散电流干扰，空间强电磁波干扰，大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果，但如遇到强大的杂散电流（如电解车间管道，有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V），尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护。
3）流体方面
被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作，但随着气泡的增大，仪
表输出信号会出现波动，若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。
低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时，也将产生浆液噪声，使输出信号产生波动。
测量混合介质时，如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量，也将使输出信号产生波动。
电极材料与被测介质选配不当，也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量。应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料。
3. 运行期故障
运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障，常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。
1）传感器内壁附着层
由于电磁流量计常用来测量脏污流体，运行一段时间后，常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层，则电极回路将出现断路，仪表不能正常工作；若附着层电导率显著高于流体电导率，则电极回路将出现短路，
仪表也不能正常工作。所以，应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
2）雷电打击
雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流，使仪表损坏。它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入，尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。
3）环境条件变化
在调试期间由于环境条件尚好（例如没有干扰源），流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件（例如接地并不怎么良好）。在这种情况下，一旦环境条件变化，运行期间出现新的干扰源（如在流量计附近管道上进行电焊，附近安装上大型变压器等），就会干扰仪表的正常工作，流量计的输出输出信号就会出现波动。
4. 小 结
电磁流量计在使用的过程当中，可能出现各种各样的故障，但一般来说可以把所有的故障归结为两类，即调试期故障和运行期故障，只要我们在日常工作中时刻注意这两类故障，并很好地加以排除解决，我相信电磁流量计一定能够发挥它应有的作用。
发表于：2008-03-31 21:26:00
105楼
电磁流量计故障检查和分析
输出晃动检查和采取措施
一、故障原因
输出晃动大体上可归纳为5方面故障原因，它们是：
（1）流动本身是波动或脉动的，实质上不是电磁流量计的故障，仅如实反映流动状况；
（2）管道末充满液体或液体中含有气泡；
（3）外界杂散电流等电、磁干扰；
（4）液体物性方面（如液体电导率不均匀或含有较多变颗粒／纤维的浆液等）的原因；
（5）电极材料与液体匹配不妥。
二、检查程序
检查电磁流量计输出晃动的流程。先按流程图全面考急作初步调查和判断，然后再逐项细致检查和试排除故障。流程所列检查顺序的先后原则是：①可经观察或询问了解无须作较大操作的在前，即先易后难；②按过去现场检修经验，出现频度较高而今后可以出现概率较高者在前；③检查本身的先后要求。若经初步调查确认足后几项故障原因，亦可提前作细致检查。
三、故障检查和采取措施
1、流动本身的波动（或脉动）
检查流程图第1项。若流动本身波动，仪表输出晃动则是如实反映波动状况。检查方法可在使用现场向操作人员和流程工艺人员询问或巡视有否波动源。管系流动波动（或脉动）的原因通常有3个方面：
（1）电磁流量计上游的流动动力源采用了往复泵或膜片泵（经常用于精细化工、食品、医药和给水净化等加注药液），这些泵的脉动频率通常在每分钟几次到百余次之间；
（2）仪表下游的控制阀流动特性和尺寸选用不妥，从而产生猎振（hunting），这可观察控制阀阀杆是否有振荡性移动；
（3）其他扰动源使流动波动，例如：电磁流量计上游管道中有否阻流件（如全开蝶阀）产生旋涡（如象涡街流量计旋涡发生体产生的涡列，传感器进口端垫圈伸人流通通道，垫圈条片状碎块悬在液流中摆动等等）。
在有脉动流动源的管线上，要减缓其对流量仪表测量的影响，通常采取流量传感器远离脉动源，利用管流流阻衰减脉动；或在管线适当位置装上称作被动式滤波器的气室缓冲器，吸收脉动。
2、管道未充满液体或液体中含有气泡
本类故障主要是管网工程设计不良使传感器的测量管未充满液体或传感器安装不妥所致。应采取措施避免安装如图3所示a,e位置和以虚线管排放时b位置，改装到c,d位置。
传感器下游无背压或背压不足，如装在位置e，液流经下游很短一段管段即排人大气，若阀门2全开，传感器测量管内有可能未充满液体。有时候流程的流量较大能充满而仪表运行正常，流量减小就有可能液体不满而使仪表失常。
液体中含有气体 液体中泡状气体形成有从外界吸入和液体中溶解气体（空气）转变成游离状气泡两种途径。液体中含有气泡数量不多且气泡球径远小于电极直径，虽然减少了部分液体体积，但不会使电磁流量汁输出晃动；较大气泡则因擦过电极能遮盖整个电极，使流量信号回路瞬间开路，则输出信号晃动更大。
●液流中微小气泡在流动过程中会逐渐在高点或死角积聚，若电磁流量计装在管系高点，潴留气体减少传感器内液体流通面积而影响测量准确度，潴留较多时还会产生干扰信号,若传感器装在高点卜游，高点积聚气体超过容纳量或因受压力波动，气体以泡状或片状随液体流动，遮盖电极而造成输出晃动。
●外界吸入空气常见途径在给水公用事业方面主要有江河原水含有气泡，或吸入口水位高度过低（通常要求有2－5倍以上吸入口直径的距离，视吸入流速而异）形成吸入旋涡卷进空气。在流程工业方面的配比混合容器搅拌时混入空气以及泵吸入端或管系其他局部产生密封不良的场所吸入空气等。这类故障在实践中也常会碰到。
●液体中溶解空气分离成游离气泡 管系压力降低原溶解的空气（或气体）会分离成游离气泡。例如充满液体管系二端阀门关闭，停止运行后逐渐冷却， 由于热膨胀系数不同，液体收缩比管系收缩大得多，管系中形成收缩空间，形成局部真空状态。液体中溶解空气便分离出来形成气泡，积聚于管系高点。重新启动，夹入气泡的液体流过电极表面就可能使电磁流量计输出晃动。这可能是管系启动运行初期电磁流量计输出晃动，然后趋于稳定的这一现象的原因之一。又如水在1个大气压0℃时最多可溶解约0.3％VN空气，若在流程中水温升高空气就会分离成游离气泡（到30℃时，最多只能溶解约0.15％）。积聚起来也有可能出现故障现象。
3、外界电磁干扰
电磁流量计由于流量信号小易受外界干扰影响，干扰源主要有管道杂散电流、静电、电磁波和磁场。
●管道杂散电流主要靠电磁流量计良好接地保护，通常接地电阻要小于100Q，不要和其他电机和电器共用接地。有时候环境条件较好，电磁流量计不接地也能正常工作，但是我们认为即使如此还是作好接地为妥。因为一旦良好环境条件不复存在，仪表出现故障，届时会影响使用，再作各种检查带来诸多麻烦。
有时候电磁流量计虽然良好接地，由于管道杂散电流过于强大（如电解工艺流程管线和有阴极保护管网）影响电磁流量汁正常测量，此时却须将电磁流量传感器与所管道之间作电气绝缘隔离。具体实例及其检查和排除过程可参阅案例12。
●静电和电磁波干扰会通过电磁流量计传感器和转换器间的信号线引入，通常若良好屏蔽（如信号线用屏蔽电缆，电缆置于保护铁管内）是可以防治的。然而也曾遇到强电磁波防治无效的实例，此时将转换器移近到传感器附近，缩短连接的信号电缆，或改用无外接电缆的一体型仪表。实例的具体内容请参见案例10。
●磁场干扰通常只有采取电磁流量传感器远离强磁场源。电磁流量计抗磁场的能力视传感器的结构设计而异，如传感器激磁线圈保护外壳由非磁性材料（如铝，塑料）制成，抗磁场影响的能力较弱，钢铁制成则较强。
输出晃动检查和采取措施
一、故障原因
输出晃动大体上可归纳为5方面故障原因，它们是：
（1）流动本身是波动或脉动的，实质上不是电磁流量计的故障，仅如实反映流动状况；
（2）管道末充满液体或液体中含有气泡；
（3）外界杂散电流等电、磁干扰；
（4）液体物性方面（如液体电导率不均匀或含有较多变颗粒／纤维的浆液等）的原因；
（5）电极材料与液体匹配不妥。
二、检查程序
检查电磁流量计输出晃动的流程。先按流程图全面考急作初步调查和判断，然后再逐项细致检查和试排除故障。流程所列检查顺序的先后原则是：①可经观察或询问了解无须作较大操作的在前，即先易后难；②按过去现场检修经验，出现频度较高而今后可以出现概率较高者在前；③检查本身的先后要求。若经初步调查确认足后几项故障原因，亦可提前作细致检查。
三、故障检查和采取措施
1、流动本身的波动（或脉动）
检查流程图第1项。若流动本身波动，仪表输出晃动则是如实反映波动状况。检查方法可在使用现场向操作人员和流程工艺人员询问或巡视有否波动源。管系流动波动（或脉动）的原因通常有3个方面：
（1）电磁流量计上游的流动动力源采用了往复泵或膜片泵（经常用于精细化工、食品、医药和给水净化等加注药液），这些泵的脉动频率通常在每分钟几次到百余次之间；
（2）仪表下游的控制阀流动特性和尺寸选用不妥，从而产生猎振（hunting），这可观察控制阀阀杆是否有振荡性移动；
（3）其他扰动源使流动波动，例如：电磁流量计上游管道中有否阻流件（如全开蝶阀）产生旋涡（如象涡街流量计旋涡发生体产生的涡列，传感器进口端垫圈伸人流通通道，垫圈条片状碎块悬在液流中摆动等等）。
在有脉动流动源的管线上，要减缓其对流量仪表测量的影响，通常采取流量传感器远离脉动源，利用管流流阻衰减脉动；或在管线适当位置装上称作被动式滤波器的气室缓冲器，吸收脉动。
2、管道未充满液体或液体中含有气泡
本类故障主要是管网工程设计不良使传感器的测量管未充满液体或传感器安装不妥所致。应采取措施避免安装如图3所示a,e位置和以虚线管排放时b位置，改装到c,d位置。
传感器下游无背压或背压不足，如装在位置e，液流经下游很短一段管段即排人大气，若阀门2全开，传感器测量管内有可能未充满液体。有时候流程的流量较大能充满而仪表运行正常，流量减小就有可能液体不满而使仪表失常。
液体中含有气体 液体中泡状气体形成有从外界吸入和液体中溶解气体（空气）转变成游离状气泡两种途径。液体中含有气泡数量不多且气泡球径远小于电极直径，虽然减少了部分液体体积，但不会使电磁流量汁输出晃动；较大气泡则因擦过电极能遮盖整个电极，使流量信号回路瞬间开路，则输出信号晃动更大。
●液流中微小气泡在流动过程中会逐渐在高点或死角积聚，若电磁流量计装在管系高点，潴留气体减少传感器内液体流通面积而影响测量准确度，潴留较多时还会产生干扰信号,若传感器装在高点卜游，高点积聚气体超过容纳量或因受压力波动，气体以泡状或片状随液体流动，遮盖电极而造成输出晃动。
●外界吸入空气常见途径在给水公用事业方面主要有江河原水含有气泡，或吸入口水位高度过低（通常要求有2－5倍以上吸入口直径的距离，视吸入流速而异）形成吸入旋涡卷进空气。在流程工业方面的配比混合容器搅拌时混入空气以及泵吸入端或管系其他局部产生密封不良的场所吸入空气等。这类故障在实践中也常会碰到。
●液体中溶解空气分离成游离气泡 管系压力降低原溶解的空气（或气体）会分离成游离气泡。例如充满液体管系二端阀门关闭，停止运行后逐渐冷却， 由于热膨胀系数不同，液体收缩比管系收缩大得多，管系中形成收缩空间，形成局部真空状态。液体中溶解空气便分离出来形成气泡，积聚于管系高点。重新启动，夹入气泡的液体流过电极表面就可能使电磁流量计输出晃动。这可能是管系启动运行初期电磁流量计输出晃动，然后趋于稳定的这一现象的原因之一。又如水在1个大气压0℃时最多可溶解约0.3％VN空气，若在流程中水温升高空气就会分离成游离气泡（到30℃时，最多只能溶解约0.15％）。积聚起来也有可能出现故障现象。
3、外界电磁干扰
电磁流量计由于流量信号小易受外界干扰影响，干扰源主要有管道杂散电流、静电、电磁波和磁场。
●管道杂散电流主要靠电磁流量计良好接地保护，通常接地电阻要小于100Q，不要和其他电机和电器共用接地。有时候环境条件较好，电磁流量计不接地也能正常工作，但是我们认为即使如此还是作好接地为妥。因为一旦良好环境条件不复存在，仪表出现故障，届时会影响使用，再作各种检查带来诸多麻烦。
有时候电磁流量计虽然良好接地，由于管道杂散电流过于强大（如电解工艺流程管线和有阴极保护管网）影响电磁流量汁正常测量，此时却须将电磁流量传感器与所管道之间作电气绝缘隔离。具体实例及其检查和排除过程可参阅案例12。
●静电和电磁波干扰会通过电磁流量计传感器和转换器间的信号线引入，通常若良好屏蔽（如信号线用屏蔽电缆，电缆置于保护铁管内）是可以防治的。然而也曾遇到强电磁波防治无效的实例，此时将转换器移近到传感器附近，缩短连接的信号电缆，或改用无外接电缆的一体型仪表。实例的具体内容请参见案例10。
●磁场干扰通常只有采取电磁流量传感器远离强磁场源。电磁流量计抗磁场的能力视传感器的结构设计而异，如传感器激磁线圈保护外壳由非磁性材料（如铝，塑料）制成，抗磁场影响的能力较弱，钢铁制成则较强。
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