在生产控制过程中,流量测量作为热工测量之一,是一种重要的测量参数,智能电磁流量计由于具有较高的精度和较强的耐蚀性能,应用也越来越广泛。但是在实际的测量工作中,电磁流量计由于安装不当或环境变化而容易出现各种故障。当故障现象出现时,一定要及时采取合理的检查方式,以便及时处理排除故障,为此,首先要了解电磁流量计的工作原理及主要组成,分析各种常见故障产生的原因,并根据实际情况对电磁流量计的故障进行检查和分析。
实践中,电磁流量计常由于原始资料损坏、安装操作不当、环境影响等原因而发生故障,这种情况表现为计量波动、计量数据不准确甚至完全不能工作。电磁式流量计的故障分为调试阶段故障和运行阶段故障。怎样判断电磁流量计故障,首先要弄清电磁流量计的组成,然后分析出故障的原因,再根据实际情况采取合适的方法和手段进行检测。
1.电磁流量计的组成部分
电磁式流量计的工作原理是根据法拉第电磁感应定律测得流速,再测量流通截面液位高度的面积,然后将这两个数据相乘,就可以得到试验流量。导电性液体通过测量导管在磁路系统中产生的均匀磁场,在被测量到的感应电位信号与被测量值成正比并在转换器中放大后测量导电流体流量。电磁式流量计是由测量导管、磁路系统、电极、转换器、内衬、外壳等部件组成。
2.常见的电磁流量计故障
2.1在安装调试时发生故障
调试期故障,即电磁流量计在安装和调试过程中出现的故障,常常出现在仪表安装调试阶段,安装不当、环境干扰、流体影响等都会导致电磁流量计在调试期间出现故障。经过检查和排除故障后,一般不再进行产生。
2.1.1不正确的安装
当安装调试时,如果将传感器安装在不合适的位置上,如易聚集气体的管网高点、从上往下的竖管上,则很有可能存在排空问题。若测管后没有反压、流体直接排入大气,则测管无法充满管,将使电磁流量计无法正常工作。
2.1.2干扰环境
在应用场合,由于应用场合复杂,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也比较弱,会造成电磁流量计不能正常显示,如果工作地点附近存在大型电机,则意味着有强磁场干扰,如果不将流量传感器和管道进行绝缘处理,那么电机的磁场会比较弱。此外,在没有屏蔽保护的情况下,空间电磁波通过信号电缆引入,也会对测量数据产生干扰。因此,在工作中,需要对实际遇到的干扰类型采取相应的解决方案,保证电磁流量计的稳定性和抗干扰能力。
2.1.3流体效应
由于所测流体的特性不同,有的流体中存在气泡,有的浆液固相含量较高,混合介质电导率差不均匀等都会影响电磁流量计的正常工作。液体中气泡增大到一定程度后,会引起测量仪器的波动,一旦气泡增大到能够覆盖整个电极表面的程度,电极回路会在气泡流过电极的瞬间断路,这时气泡就会产生巨大波动。液浆中的固相含量过高,也会产生波动现象。当测量混合介质时,一定要使两种液体混合均匀,否则电导率差也会使电磁流量计输出信号发生波动。
此外,如果电极材料与被测介质发生化学反应,使电极氧化或钝化,电极失去导电功效,将严重影响正常测量,因此在电极材质与被测介质的搭配上也需要合理选择。
2.2正常运行时发生故障
2.2.1传感器内壁附层结垢
由于应用面广,智能电磁流量计的测量对象往往比较复杂,许多场合都是用来测量含有丰富的悬浮固相和污垢的流体,经过一段时间的使用,电磁流量计的内壁上很容易附着污垢,导致传感器出现故障。这种状态所导致的失败程度取决于附着层的导电率和流体的电导率是否相似,在类似电导率的情况下,仍能在一定程度上保持正常,只是会产生较小的误差。接触层电导率较高时,电极电动势会发生短路,测量仪表会瞬时剧烈波动,若附着层是绝缘性物质,完全隔离电极表面的测量电路,电磁流量计就无法工作。电磁式流量计在使用过程中,尤其是对某些具有高电导率的杂质进行流体测量时,须***定时清理被测量管壁,将附着的结垢及时清理,保证电磁流量计正常工作。
2.2.2外流效应
电磁式流量计的工作原理是根据法拉第电磁感应定律建立的,利用磁路系统和电极引出导电介质流体的感应电动势,因此如果在测量过程中有外部电流引入,就会使仪表信号不准确,如果电流电压太强,甚至会损坏导通室电源线、转换器与传感器之间的感应电动势。
2.2.3外部环境变化
电磁流量计安装调试时如果环境条件比较理想,附近没有明显的干扰源,往往会忽略安装条件。但外界环境往往会产生意想不到的变化,有些内因素也会对电磁流量计产生影响。如无线电波强干扰,安装调试时未发现强磁场干扰,但工作中电磁流量计突然间输出波动较大,但检查仪表安装各项指标均符合要求,此时应注意周边是否有强无线发射台干扰。
此外,由于管道内的杂散电流、地电位变化、潮气浸入等因素,会导致电磁流量计的故障,而环境的变化往往是不可控制的,因此须***事先做好各种防护措施。
3.检查电磁流量计的故障
3.1一般失效现象
电磁表发生故障时,一般现象表现为输出量波动、零点不稳定、无流量信号输出、输出信号超过满度、流量测量与实际不符等,都需要对电磁流量计的传感器、转换器、电缆、工艺管道等每一个关键部位进行检查。
3.2一般常规检验
电磁式流量计故障点的判断主要是利用转换器与传感器内部各线路板部分之间的互换性,首先要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要测量电极的绝缘电阻。此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。
测定电极对称性是指用万用表分别测量各电极与介质之间的接触电阻,对比两者之间的差异值,正常差异值应小于10%~20%,否则可判断电极有故障,有可能是电极老化或绝缘沉积物覆盖。
因为两电极之间的污染程度不同,不对称共模电压成为差模信号,将导致零点不稳定,并判断零点不稳是否由电极污染引起,可使用数字显示的不对称共模电压作为差模信号,判断零点不稳是否由电极污染引起,可使用数字显示的不对称共模电压作为差模信号。
除替换法外,模拟信号可用于检测流体非流动状态的流量信号,以代替传感器工作,从而判断电磁流量转换器是否正常。