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电磁流量计

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大庆石化谈电磁流量计的故障检查和分析

来源:作者:发表时间:2017-08-14 10:02:29

 摘要:在生产控制过程中,流量测量作为热工量测量之一,是一项重要的测定参数,电磁流量计凭借其高精准度和强耐腐蚀特性,应用越来越广泛。然而在实际测量作业中,因安装不当或环境变化等,电磁流量计容易发生各种故障。在故障现象发生时,必须要及时采取合理的检查方式,以便于及时地处理解决故障,因此,需要先了解电磁流量计的工作原理和主要构成部分,分析各类常见故障产生的原因,根据实际情况对电磁流量计的故障进行检查和分析。

 
         在实际应用操作中,电磁流量计因仪表原件损坏或安装操作不当、环境影响等因素,往往发生故障,此时表现为计量波动、计量数据不准确甚至完全无法工作。电磁流量计的故障可分为调试期故障和运行期故障两种类型。如何检测判断电磁流量计是否出现故障,需要先弄清楚电磁流量计的构成部件,分析会造成其出现故障的原因,然后再根据实际情况采用适当的方式方法进行检测。
 
1、电磁流量计的构成部分
         电磁流量计的工作原理是根据法拉第电磁感应定律测量流速,再测量流通截面液位高度的流通面积,然后将两个数据相乘,得出所测试流量。被测导电性
液体通过测量导管经过磁路系统产生的均匀磁场,由电极引出与被测量呈正比的感应电势信号,经由转换器放大,由此测量出导电流体流量。电磁流量计就是由测量导管、磁路系统、电极、转换器和衬里、外壳等几个部分组成。
 
2、电磁流量计的常见故障
2.1、安装调试时出现的故障
        调试期故障,即电磁流量计在安装调试时出现的故障,往往出现在仪表刚刚安装的调试阶段,安装不当、环境干扰以及流体的影响都会导致电磁流量计的调试期故障出现。通过检测排查将故障解决后,一般不会再次发生。
 
2.1.1、安装不当
        在安装调试时,如果将传感器安装在不恰当的位置,例如容易集聚气体的管网最高点、自上而下的垂直管上,则很有可能会出现排空的问题。如果传感器后无背压,流体直接排入大气,则测量管内无法满管,会使电磁流量计无法正常工作。
 
2.1.2、环境干扰
        由于应用场合比较复杂,现场工频干扰、电磁干扰、流体噪声有时同时存在,而流体产生的流量信号相对弱小,会造成电磁流量计不能正常指示,如果工作地点附近存在大型电机,则意味着有强磁场干扰,倘若不将流量传感器和管道进行绝缘处理,那么电机的磁场会扰乱流量计的测量结果。另外,如果不做屏蔽保护措施,空间电磁波经由信号电缆引入,也会干扰测量数据。所以在工作中,需要针对实际情况下遇到的干扰类型采取相应的解决方案,保障电磁流量计的稳定性和抗干扰能力。
 
2.1.3 流体影响
        因为被测流体的特性不同,有些流体内存在气泡,有些流体浆液固体含量较高,混合介质的电导率差异不均等情况都会影响电磁流量计的正常工作。当流体内气泡增大到一定程度,就会引起测量仪表的波动,一旦气泡增大到能覆盖电极整个表面的程度,电极回路会在气泡流过电极的瞬间发生断路,此时仪表会出现巨大波动。流体浆液内的固体含量过高也会引起波动的现象发生。在测量混合介质时,务必要将两种液体混合均匀,否则导电率的差异也将使电磁流量计的输出信号产生波动。另外,如果电极的材料和被测介质发生化学反应,使电极氧化或者钝化,电极失去导电功效,会严重影响正常测量,所以在电极的材质与被测介质的搭配上也需要合理选择。
 
2.2、正常运行时出现的故障
2.2.1、传感器内壁附着层结垢
        因为应用面的广泛,电磁流量计的测量对象往往比较复杂,很多情况下被用于测量成分复杂、富含悬浮固相以及污脏的流体,在经过一段时间的作业后,传感器的内壁很容易附着污垢导致传感器失灵,发生故障。该情况导致的故障程度取决于附着层的导电率与流体的电导率是否相近,在电导率相近的情况下,信号输出还能在一定程度上保持正常,只是会出现小幅度的误差。当附着层的电导率偏高时,电极电动势会出现短路的情况,测量仪表会瞬时大幅波动,如果附着层为绝缘性物质,彻底隔绝电极表面的测量电路,电磁流量计则无法工作。在电磁流量计的使用过程中,特别是在进行一些带有电导率较高的杂质的流体测量时,必须定时清理测量管内壁,将附着的结垢及时清理,保障电磁流量计的正常工作。
 
2.2.2 外部电流影响
        电磁流量计的工作原理是在法拉第电磁感应定律的基础上建立的,利用磁路系统和电极引出导电介质流体的感应电动势,所以如果在测量过程中有外部电流引入,会使得仪表信号不准确,如果电流电压过于强大,甚至会损坏仪表,控制室电源线、转换器与传感器间的流量信号线是外部电流的主要来源途径。
 
2.2.3 外部环境变化
        在安装调试电磁流量计的时候如果环境条件较为理想,附近没有明显的干扰源,往往会疏忽安装条件。但是外部环境往往会产生意想不到的变化,一些隐性因素也会对电磁流量计产生影响。例如强无线电波干扰,在安装调试时没有发现强磁场干扰,但是在工作中电磁流量计突然输出大幅波动,然而检查仪表安装各项指标均符合要求,此时就要注意周边是否有强无线发射台,当强无线发射台发射信号时,强大的无线电波会严重影响电磁流量计的测量工作。
 
        除此之外,管道杂散电流、地电位变化、潮气浸入等因素都会引起电磁流量计故障,环境的变化往往不可控制并且变化突然,所以必须要谨慎对待,提前做好各项防护措施。
 
3、电磁流量计的故障检查
3.1、常见故障现象
        在电磁流量计出现故障时,一般的现象表现为输出波动、零点不稳定、没有流量信号输出或者输出信号超出满度值,流量测量值与实际值不符等,此时需要对电磁流量计的传感器、转换器、连接电缆、工艺管道等每一个关键部位进行检查。
 
3.2、通用常规检查
        电磁流量计的故障所在位置的判断主要是利用转换器和传感器内部各线路板部件间的互换性,首先检查保险丝是否完好,信号电缆是否通畅,励磁线圈是否断开,以上环节都没有问题时就要测量电极的对称性和励磁线圈对地的绝缘电阻。另外还要测量励磁电流和输出电流是否正常,工作电源是否正确。
 
        测量电极对称性指的是使用万用表分别测量每个电极与介质的接触电阻,对比两者间的差异值,正常的差异值应当小于10%~20%,否则可判断电极出现故障,有可能是电极老化或者被绝缘沉积物所覆盖。
 
        由于两个电极间被污染程度不同,两电极上的不对称共模电压成为差模信号,会引起零点不稳的现象,判断零点不稳是否由电极被污染引起,可使用数字式万用表 2V 直流档分别测量电极与地之间的极化电压是否相近,如果测量值几乎相等即可排除电极污染的原因,这时就要查看传感器附近电机是否漏电,把转化器工作接地端子和保护接地端子短路,查看零点变动是否超过允许值,以此检查是否有接地电位。
 
        除了替代法以外,还可以利用模拟信号来测试液体未流动状态下的流量信号,以此替代传感器工作,便于判断电磁流量转换器是否正常。
 
4、结语
        在生产过程中,电磁流量计是十分重要的测量工具,如果测量的结果不准确,工作人员就无法获取可靠的数据,无法及时做出准确的调节和控制,总的来说,电磁流量计在应用过程中,在调试期一定要注意外部环境是否稳定可靠,严格按照标准安装,在运行过程中发生故障时,针对不同的现象采取合理的检查方法,及时高效地排查故障,以保障电磁流量计的正常工作。