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电磁流量计

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延安炼油厂论电磁流量计常见故障

来源:陕西延长石油集团延安炼油厂电仪科作者:宜洁琼发表时间:2017-10-28 08:51:03

 摘 要:作者通年的经验,针对电磁流量计的工作原理及组成,通过对电磁流量计在日常使用中所发生的故障进行了总结和分析,提出了解决此类故障的措施及方法。

 
引言
          电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律的流量测量仪表,保证其测量准确度、正确安装、合理使用和日常维护至关重要。电磁流量计使用中的一般会出现以下几种情况:
          ①仪表元器件损坏引起的
          ②由于选用不当、安装不妥及环境、流体特性等造成的,如显示波动、精度下降甚至仪表损坏,这一般分为两类:安装调试时故障和正常运行时故障
 
1 工作原理
1.1 电磁流量计工作原理
          电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律的原理来测量导电液体体积流量的仪表。导体在磁场中做切割磁力线运动时,那么导体两端就会感应一个与磁场方向和导体运动方向相互垂直的感应电动势(见下图)。感应电动势的大小与磁感应强度和运动速度成正比。电动势的方向按“弗来明右手定则”。
电磁流量计原理图
          其值如下式:
          E=k BDV
          式中 E——感应电动势,即流量信号,V;
          k——系数;
          B——感应强度,T;
          D——测量管内径,m;
          V——平均流速,m/s。
          设液体的体积流量为 qv(M3/s),qv=πD2V/4)则 E=(4kB/πD)qv=kqv 式中 K 为仪表常数,K=4kB/πD。
电磁流量计外观图
1.2 电磁流量计组成
          电磁流量的组成主要是:流量传感器和转换器两个部分组成.电磁流量传感器的作用主要用来转换电流体线性信号,传感器可以提供整个工作环境下的励磁电流,然而励磁电流由电磁流量转换器提供,在这个过程中同时发生:接受感应电势信号,信号转换、电压信号、频率信号,这样的系统可以提供计算机网络对流量的统计和控制。在测量管上下安装有励磁线圈,通励磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到转换器。
 
2 分析电磁流量计常见的故障
2 分析电磁流量计常见的故障
2.1 调试阶段
          安装调试要细心,发现问题,及时处理,解决问题,避免再次出现相同问题。这个阶段出现的问题,主要是由于安装不合理、环境干扰、设备本身特性等问题。
 
2.1.1 安装阶段
          安装的位置要准确,在聚气体管道的最高点,自上而下的垂直管点,安装位置不正确经常会引起问题的出现。直接会影响传感器的正常工作(传感器后无背压),在流体进入时,压力不够,不能充满测量管。因此,在安装时要尽量保持传感器的竖直方向,同时保持电极轴线和地面平行。这样也可以防止气泡在电极处聚集,所以一定要保持传感器在管道的坐高位置。两种安装方式都要保证传感器两端的阀门和旁路,这样可以方便仪器仪表的维护,传感器与管道同心是安装的重点。安装管道必须满足安装标准(前直管段 L1≥5DN ,后直管段 L2≥ 2DN ,DN 为导管直径),特别注意不要将调节阀安装在仪表上游,不然会大大降低仪表的准确度。同时还要配用电缆的正确选择,还要校对对应表,确定选择的信号电缆符合励磁线圈的截面积。
 
2.1.2 安装环境
          可能由于周围环境的影响,影响电流,干扰强电气波等因素因此的故障。对于这种现象要做好接地保护,不与其他动力电源共同接地。减小接地电阻,电阻值保持在 10Ω ,可以提高仪表的干扰抗性,保证安装环境的标准性。同时也可以采取其他措施,减少环境带来的干扰性,可以提高管道的绝缘性,抵抗大的干扰电流进入,从而不影响其正常的工作。
 
2.1.3 设备本身的特性
          固体和液体本身有各自不同的特性,在静态下固体的作用面所能够承受的剪切和法流体向应力。但是对液体来说,只要在运动的状态下都能够承受法向应力和切向应力的作用。同时固体在力的作用下,会发生变化,具有弹性变形和互相作用之间的力(遵循胡克定律),即:
          ① 固体变形量 k
          ② 固体作用力 f
          ③ 常量 t
          ④ 三者之间有这样的 F=kt
 
          流体的剪切力和角变形速度有关系,不同的流动状态之间的作用关系不同。
          ① 层流状态下,服从牛顿内摩擦定律
          ② 紊流状态,流体能够停止变形
 
          总结:在作用力停止时,固体可以恢复形变,流体可以停止变形,但不能恢复原有的形状或位置。电磁流量计的工作,在正常状态下一般不会因为被测液体的分布所影响,但是分布不均匀或伴有大的气泡,测量会增大误差,因为气泡太大会使仪表发生波动,从而掩盖电极的表面,使电极瞬间短路,增大输出信号的波动。
 
2.2 运行状态
          在运行情况下传感器本身内壁的附着层、自然环境(雷电)等环境变化所引起的,主要故障所在是仪表的本身,从检测仪表开始维修故障。
 
2.2.1 传感器内壁附着层
          附着层的电导率不能太大也不不能小,电磁流量计可以测量运行过程中产生的脏污流体来判断发生故障原因。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。若电导率显著高于流体电导率,则电极回路会出现短路,仪表也不能工作,所以应当清除附着层。
 
2.2.2 自然环境
          在正常的工作环境中,会有雷电破坏电流仪表(相关请阅读:电磁流量计防雷电击须知电磁流量计防雷技术探讨),雷电会通过电源线或励磁线圈传入,在控制室电源线的引入下世最高机率的。
 
2.2.3 环境条件变化
          有特强磁场,流散电流等应该采取相应的措施。
 
2.3 针对不同故障分析原因
          (1)无流量信号的原因:连接电缆损坏、电源没有接
通、传感器零件坏了等都是影响流量的原因。从传感器开始检查线路、零部件,再检查电源、电缆、流动方向和传感器的方向是否相同,分析这些象,查查原因。
          (2)流体自身有一定的波动和脉动,以及外界的一些干扰因素,影响输出液体和零点漂移,要保证介质充满管道,在传感器两端接地,移去干扰,改善绝缘性能。
          (3)转换器设定参数不正确,未满管,未处理好信号电缆,传感器极间电阻变化,有支管流量未考核,这些都可能造成流量测量值与实际值不符时。 首先正确设定仪表参数,改换到能完全充满的位置,然后按规定选定信号电缆并接牢,清除导电沉积层,密闭支管泄漏阀门,最后截断未考核的支管流量。
          (4)传感器、电缆、转换器、显示仪表等方面的原因引起信号超量程时。首先短接转换器信号端子,然后判断是哪部分故障,正确接线,正确设定仪表参数,最后采取隔离措施。
 
3 结语
          总之,对于电磁流量计的工作原理及正确的安装技术,我们必须得熟练掌握,并且合理科学的使用。通过对日常生活中常见的故障的了解,学会排除故障的技能和方法,才能保证其能够稳定的运行,准确计量,更好的服务生产工作。
 
作者:www.88125a.com电磁流量计
版权:陕西延长石油集团延安炼油厂电仪科,宜洁琼
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