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电磁流量计常见故障分析和排除解析

更新日期:2023-03-21      点击次数:820

电磁流量计是目前工业流体流量测量使用广泛的仪表,适用于导电的液体及浆液。在运行过程中会出现的故障判断受到了各工况企业及使用者的高度关注。现我们根据多年用户工程项目现场使用经验对常见故障做如下分析:

      

1、液体中含有气泡的现象

 

   液体中含有气泡的现象导致测量不准或测量值波动输出波动)

    液体中泡状气体的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。若液体中含有较大气泡则会擦过电极时能遮盖整个电极使流量信号输入回路瞬间开路导致输出信号出现晃动。

判别方法较简单的判别方法是当遇到晃动时切断磁场的励磁回路电流如果此时仪表依然有显示且不稳定时说明大多是由于泡影响造成。如果此时以指针式万用表测量电极电阻可测量到电极的回路电阻要比正常时高但该测试需要靠专业人员长期积累的测试经验和数据。

解决方法:

 对于被测介质中含有空气的情况如果判断是由安装位置引起的如因电磁流量计装在管系高点而留气体或外界吸入空气造成流量计晃动的话更换安装位置是较wan全的解决方法,在安装了排气装置后测量即恢复正常。

安装有排气装置的智能电磁流量计。

 

2、流体非满管

 

   非满管现象可以看作液体中含有气泡的一种ji端情况。

   液体未充满管道可分为液面高度高于测量电极水平面或低于水平面两种情况。当管内液面高于电极水平面时若管系的前后直管段比较理想时电磁流量计的测量大多能够稳定但流量计所计量的液体体积包含了管内的气体积故这种测量存在着很大的测量误差。当管内液面高度低于电极表面时此时电极在空气中测量回路实际处于开路状态。电磁流量计的测量值和输出处于一种随机的状态不停地晃动或是满度。非满管的情况多出现在靠流体自流或流量计后无任何背压的直接排放口例如在污水行业经常遇到。

判别方法可采用前述气泡判别的方法此时以指针式万用表测量电极电阻可发现电极的回路电阻明显变高若以水对比国产MF30 万用表以1K 的量程测量所测得的阻值不会大于100k , 大于此值可判定电极回路异常在排除电缆开路的前提下判定空管是可信的。如果条件允许的话还可观察流量计后端液体排放口 , 当排放出的液体明显不充满即可判断电磁流量计安装为非满管。

解决方法在流量计安装时尽量避免出现非满管的情况。如前面提及的在管线较低端安装或有意将流量计安装在型管道。另外现在市场上已有能够在非满管情况下测量的智能电磁流量计。 

 

3、电极腐蚀

 

   现象在排除气泡的因素后有因电极腐蚀而造成测量值晃动的情况且都以传感器失效而告终。

    由于电极材料的选择不当造成电极为被测液体所腐蚀从而导致流量计输出晃动。

判别方法由于电极材料不耐腐蚀所造成的故障只有在电极被腐蚀后才会表现出来之前通常无法判别。

解决方法只有更换新的电极。传统的电极腐蚀故障诊断处理都属于事后维护处理的方法。当前市场上较新的电磁流量计从因电极腐蚀形成的电极噪声入手对电极腐蚀形成的噪声进行分析处理从而给出量化的腐蚀判断依据。

 

4、电极结垢及电极短路

 

   现象电极短路的判别比较简单若被测介质中含有金属物质时电极短路较易诊断此时测量值明显偏小或趋于零。但这种现象在日常运行中并不多见。因电磁流量计经常应用于原水和污水等计量环境电极结垢的发生几率较高。当电极结垢时表现为信号逐渐减小直至绝缘而使得信号回路开路此时流量信号被隔绝。

   当被测介质的粘度较高时易在管壁附着和沉淀若附着的介质是比被测液体电导率高的导电物质则信号电势被分流而不能工作即电极短路若是非导电层就是我们日常所说的电极结垢则使电极开路而不能工作。

判别方法令附着层的附加示值误差为..E, ..E = 2 1 ..w ..f 1- ..w ..f 1- 2t d - 1 式中: t 为附着层厚度; d 为测量管内径; ..w ..f 分别为附着层、液体电导率。若附着于衬里管壁异物层为氧化铁锈层或以金属为主要成份的染料其电导率大于液体电导率测得的流量值将比实际流量值低若为碳酸钙等水垢层其电导率低于液体测得的流量值将低于实际流量。若附着层电导率与液体相同按式计算附加误差为零但此只局限于附着层厚度小的条件譬如2t/ d 要小于10%, 因为相同流量有附着层时流通截面积减小但平均流速增加相互间可抵消也只能说附加误差可忽略。

解决方法建议选用不易附着的尖形或半球形突出电极、可更换式电极、刮刀式清垢电极等。刮刀式电极可在传感器外定期手动刮除沉垢。也有暂时断开测量电路在电极间通以短时间的低压大电流焚烧清除油脂类附着层。易产生附着层的场合采用提高流速以达到自清扫管壁的目的是一个比较有效的方法当然采用易清洗的管道连接是一个比较wan全的方法。

 

5、电导率过低

 

   现象电导率低于阈值下限值会产生测量误差直至不能稳定工作使用时出现晃动现象电导率超过阈值即使再变化时此时测量的示值误差几乎恒定。通常仪表制造厂规范中规定的下限值是指在较理想的条件下可测量的较低值而实际使用条件不可能都很理想。例如当电磁流量计规范中规定的下限值为5..S/ cm, 实际使用时即出现输出晃动。

判别方法液体电导率可查阅附录或有关手册若缺少现成数据时则可用电导率仪取样测定。但有时候现场并不配备电导率仪因此较简单的方法可以用万用表测出液体的接液电阻再用同样的方法测试现场普通自来水的接液电阻比较两者的测试结果若介质的接液电阻比自来水大一个数量级此时介质的电导率约为30~ 50..S/ cm( 自来水一般为30~ 50..S/ cm) 。由于接液电阻和电导率是反比关系所以直接以所测得的接液电阻的大小进行判别也可以。下式即是一接液电阻的经验公式R = 1..d 式中为液体电导率, d 为电极直径。如当液体电导率为5 -10- 6..S/ cm, 电极直径1cm 接液电阻计算得200k..。所以任何接液电阻值大于该值的液体都可认为液体电导率过低不适合使用常规的电磁流量计。

解决方法电导率过低超出了仪表所容许的测量范围此时的解决方法是选用其它能满足要求的低电导率电磁流量计如电容式电磁流量计或者是其它原理的流量计。

 

6、衬里变形

 

   现象测量不准确或传感器损坏。

成因衬里变形大多发生在氟塑料的衬里造成这种现象的原因有两种一是蒸气渗透引起氟塑料衬里的热扩散现象 , 所谓热扩散是当管道内介质气体或蒸气流过氟塑料衬里时所发生的自然的物理现象通常渗透的程度主要取决于衬里材料、液体和蒸气的类型、衬里的厚度当衬里的厚度增加时渗透程度则相应减小、衬里内外的温差当衬里内外温差很大时渗透则加剧和管道压力等多个因素。二是氟塑料衬里特别是聚四氟( PTFE) 衬里本身的工艺结构因为聚四氟与管壁间仅靠压贴无粘结力故不能用于负压管道。

判别方法衬里变形在现场一般无法判别现用的判断方法是在实际应用过程中发觉流量误差较大时即将传感器从工艺管道上拆下后以肉眼观察但此时衬里的故障往往已经形成。

解决方法采用隔热绝缘的方法法兰和线圈盒间增加隔热措施减小温差、减小热扩散这将在很大程度上改善衬里内外温差情况从而降低渗透率和蒸汽在测量管壁内的凝聚加厚聚四氟( PTFE) 衬里厚度提供其它形式的衬里PFA 和陶瓷衬里。

 

7、外部强电磁场

 

   现象: 电磁流量计信号失真输出信号表现为非线性或信号晃动。

    由于流量信号小易受外界影响而源主要有管道杂散电流、静电、电磁波和磁场等。电磁流量计的设计制造应符合电磁兼容性要求在规定辐射电磁场环境下能正常工作。但现场应用表明强磁场如在电解厂和较大的电融炉附近会导致磁场回路饱和及外部磁场进入电磁流量计的磁场回路并形成杂散磁场而影响输出的线性度。电场则是由于噪声破坏测量管内的电势平衡造成输出信号波动异常。

判别方法当输出信号表现为非线性时可通过专用的模拟信号仪来判断如电磁流量计转换器的输出为线性可判别为外界的磁场影响反之也有可能是电磁流量计本身的电器故障。对电场可在先不加激磁电流时用示波器测量两极间的电势其值应为零如测得有交流电势则可判别为漏电流等电场。

解决方法防止磁场通常只有将电磁流量传感器的安装位置远离强磁场源。强电场的防止可采取增强屏蔽等措施。如仍无效则可将电磁流量传感器与连接管道绝缘这一措施也适用于有阴极保护电流或杂散电流的管道作为试排除管道电流影响的方法

 

8、电缆的故障

 

   反映电磁流量计在运行一段时间后一般不是新装用表) , 出现工作异常具体表现为测量值变大或变小或者是不停地波动且经现场检查已排除管道不满管、介质含气等上述现象的可能性。

    这类问题的产生与用户的安装、维护不当有关。由于管道绝大多数是埋敷在地下传感器具有IP68 防护结构转换器安装在仪表箱或室内两者通过电缆连接。由于地面沉陷等现场情况的变化传感器和转换器的相对安装位置有了变动或者是因故而移动了仪表的安装位置而引起电缆的短缺施工单位或是用户简单地用电缆予以续接加长 , 并未wan全做好电缆接头处的防潮防水等处理且接头处常用绞接的方法连接。使用日久如果恰逢该接头处于一个潮湿的环境如仪表井、电缆沟等潮气侵入电缆接头可能造成以下一些故障: 12 信号线对地绝缘下降引起信号衰减较终是测量结果偏小。信号电缆连接处接触电阻变大使测量值变小若该接触电阻不稳定则测量值无法稳定且易引入。励磁线圈对地绝缘下降造成测量结果偏小,励磁回路电缆连接处接触电阻变大使转换器的励磁回路处于非恒流工作区域励磁电流下降同样造成测量结果偏小。若该接触电阻不稳定则测量值出现波动。信号线、励磁线对地绝缘性能下降使得测量结果远大于正常的数据。如这种不稳定对仪表的影响也变化不定继而出现波动。信号电缆、励磁电缆两个连接头相靠较近就会产生耦合作用。通常能使实际运行结果加大几成此时仪表的零点变化就是由引起的。

 


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