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電磁流量計常見故障及解決方法(完整版本）

電磁流量計運(yùn)行中產(chǎn)生故障的*類為儀表本身故障，即儀表結(jié)構(gòu)件或元器件損壞引起的故障；另一類為外界原因引起的故障，如安裝不妥流動畸變，沉積和結(jié)垢等。重點討論應(yīng)用方面和第二類外界原因的故障。

2.1 液體中含有氣泡

    液體中泡狀氣休的形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡2 種途徑。若液體中含有較大氣泡， 則因經(jīng)過電極時能遮蓋整個電極，使流量信號輸人回路瞬時開路，導(dǎo)致輸出信號出現(xiàn)晃動。

    zui簡單的判別方法是當(dāng)遇到晃動時。切斷磁場的勵磁回路電流， 如果此時儀表依然有顯示且不穩(wěn)定，說明大多是由于氣泡影響造成。如果此時以指針式萬用表測量電極電阻， 可測量到電極的回路電阻要比正常時高。對于被測介質(zhì)中含有空氣的情況，如果判斷是由安裝位置引起的， 如因電磁流量計裝在管系高點而貯留氣體或外界吸入空氣造成流量計晃動，變換安裝位置是zui快解決方法.在管線zui低點或采用U 型管安裝。但很多應(yīng)用情況是口徑較大或者安裝的位置不易改換。

    建議在流量上游安裝集氣包和排氣閥，1 臺DN2200 口徑的電磁流量計，因氣泡造成顯示的晃動可達(dá)20%~50%，在安裝了排氣裝置后，測量即恢復(fù)正常。

2.2 非滿管

    非滿管現(xiàn)象可以看作液體中含有氣泡的一種情況。液體未充滿管道可分為液面高度高于測量電極水平面或低于水平面2 種情況。當(dāng)管內(nèi)液面高于電極水平面時，若管系的前后直管段比較理想時，電磁流量計的測量大多能夠穩(wěn)定， 但流量計所計量的液體體積包含了管內(nèi)的氣體體積， 故這種測量存在著很大的測量誤差。當(dāng)管內(nèi)液面高度低于電極表面時，此時，電極裸露在空氣中，測量回路實際處于開路狀態(tài)。

    電磁流量計的測量值和輸出處于一種隨機(jī)的狀態(tài)，不停地晃動或是滿度。非滿管的情況多出現(xiàn)在靠流體自流或流量計后無任何背壓的直接排放口，例如在污水行業(yè)經(jīng)常遇到。可采用前述氣泡判別的方法進(jìn)行判別， 此時以指針式萬用表測量電極電阻， 可發(fā)現(xiàn)電極的回路電阻明顯變高， 若以水對比，用萬用表以1 kΩ 的量程測量，所測得的阻值不會大于100 kΩ，大于此值，可判定電極回路異常，在排除電纜開路的前提下，判定空管是可信的。如果條件允許，還可觀察流量計后端液體排放口，當(dāng)排放出的液體明顯不充滿即可判斷電磁流量計安裝為非滿管。在流量計安裝時盡量避免出現(xiàn)非滿管的情況。如前面提及的在管線zui低端安裝或有意將流量計安裝在U 型管道。另外，現(xiàn)在市場上已有能夠在非滿管情況下測量的智能電磁流量計。

2.3 電極腐蝕

    在排除氣泡的因素后有因電極腐蝕而造成測量值晃動的情況，且都導(dǎo)致傳感器失效。其成因是由于電極材料的選擇不當(dāng)造成電極為被測液體所腐蝕，從而導(dǎo)致流量計輸出晃動。由于電極材料不耐腐蝕所造成的故障只有在電極被腐蝕后才會表現(xiàn)出來，所以以前通常無法判別。電極一旦被腐蝕后，當(dāng)前市場上的電磁流量計從因電極腐蝕形成的電極噪聲入手，對電極腐蝕形成的噪聲進(jìn)行分析處理，從而給出量化的腐蝕判斷依據(jù)。如科隆OPTIFLUX 的IFC300 電磁流量計可經(jīng)過噪聲量化處理軟件對流量測量信號中夾雜的噪聲信號進(jìn)行分離處理， 當(dāng)噪聲信號超過預(yù)設(shè)值時，即報警。

2.4 電極結(jié)垢及電極短路

        電極短路的判別比較簡單， 若被測介質(zhì)中含有金屬物質(zhì)時，電極短路較易診斷，此時測量值明顯偏小或趨于零，但這種現(xiàn)象在日常運(yùn)行中并不多見。因污水電磁流量計經(jīng)常應(yīng)用于原水和污水等計量環(huán)境，電極結(jié)垢的發(fā)生幾率較高。當(dāng)電極結(jié)垢時，表現(xiàn)為信號逐漸減小，直至絕緣而使得信號回路開路，此時流量信號被隔絕。當(dāng)被測介質(zhì)的黏度較大時，易在管壁附著和沉淀， 若附著的介質(zhì)是比被測液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，則信號電勢被分流而不能工作，即電極短路。若是非導(dǎo)電層，即通常所稱的電極結(jié)垢，則使電極開路而不能工作。若附著于襯里管壁異物層為氧化鐵銹層，或以金屬為主要成分的染料，其電導(dǎo)率大于液體電導(dǎo)率，測得的流量值將比實際流量值低；若為碳酸鈣等水垢層，其電導(dǎo)率低于液體，測得的流量值將低于實際流量。

       建議選用不易附著的尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外定期手動刮除塵垢。也有暫時斷開測量電路，在電極間，通以短時間的低壓大電流，焚燒清除油脂類附著層。在易產(chǎn)生附著層的場合，采用提高流速以達(dá)到自清掃管壁的目的，是一個比較有效的方法。當(dāng)然，采用易清洗的管道連接是一個比較*的方法。例如，某柴油機(jī)廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上，用DN80 mm 儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取*切削效率。起初，該儀表運(yùn)行正常，間斷使用2 個月后，流量顯示值越來越小，直到流量信號接近為零。現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣層表面沉積薄薄一層黃銹，擦拭清潔后，儀表運(yùn)行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。

    本實例屬運(yùn)行期故障， 若黑色金屬管道銹蝕嚴(yán)重，沉積銹層，也會有此短路效應(yīng)。凡是開始運(yùn)行正常，隨著時間推移，流量顯示越來越小，就應(yīng)分析有類故障的可能性。

2.5 電導(dǎo)率過低

        液體電導(dǎo)率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。因為制造廠儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的zui低值， 而實際條件不可能都很理想。億利公司就多次遇到在測量低度蒸溜水或去離子水時， 具電導(dǎo)率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值5 μS/cm，使用時卻出現(xiàn)輸出晃動。通常認(rèn)為， 能穩(wěn)定測量的電導(dǎo)率下限值要高一二個數(shù)量級。接液電阻測量熱擴(kuò)散現(xiàn)象判別方法： 液體電導(dǎo)率可查閱附錄或有關(guān)手冊，若缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)時，則可用電導(dǎo)率儀取樣測定。但有時候現(xiàn)場并不配備電導(dǎo)率儀，因此，zui簡單的方法可以用萬用表測出液體的接液電阻， 再用同樣的方法測試現(xiàn)場普通自來水的接液電阻，比較二者的測試結(jié)果，若介質(zhì)的接液電阻比自來水大一個數(shù)量級， 此時介質(zhì)的電導(dǎo)率約為30~ 50 μS/cm（ 自來水一般為30~50 μS/cm） 。由于接液電阻和電導(dǎo)率是反比關(guān)系，直接以所測得的接

液電阻值進(jìn)行判別也可以。下式即是接液電阻的經(jīng)驗公式：R=1/μd 式中：μ 為液體電導(dǎo)率，d 為電極

直徑。如當(dāng)液體電導(dǎo)率為5×10-6 μS/cm，電極直徑為1 cm 時，計算得接液電阻200 kΩ。所以，任何接液電阻值大于該值的液體都可認(rèn)為液體電導(dǎo)率過低不適合使用常規(guī)的電磁流量計。解決方法是：電導(dǎo)率過低超出了儀表所容許的測量范圍，此時*的解決方法是選用其他能滿足要求的低電導(dǎo)率電磁流量計（如電容式電磁流量計） 或者是其他原理的流量計。

2.6 襯里變形

         襯里變形在現(xiàn)場一般無法判別， 現(xiàn)用的判別方法是，在實際應(yīng)用過程中發(fā)覺流量誤差較大時，即將傳感器從工藝管道上拆下后以肉眼觀察傳感器的損球情況，但此時襯里的故障往往已經(jīng)形成。成因： 襯里變形，大多發(fā)生在氟塑料襯里發(fā)生此時現(xiàn)象較多，見圖3。造成這種現(xiàn)象的原因有2 種，一是蒸氣滲透引起氟塑料襯里的熱擴(kuò)散， 所謂熱擴(kuò)散是當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)（ 氣體或蒸汽） 流過氟塑料襯里時所發(fā)生的自然的物理現(xiàn)象，通常滲透的程度主要取決于襯里材料、液體和蒸汽的類型、襯里的厚度（ 當(dāng)襯里的厚度增加時，滲透程度則相應(yīng)減小） 、襯里內(nèi)外的溫差（當(dāng)襯里內(nèi)外溫差很大時， 滲透則加劇） 和管道壓力等多個因素； 二是氟塑料襯里特別是聚四氟乙烯（PTFE） 襯里本身的工藝結(jié)構(gòu)，因為聚四氟乙烯與管壁間僅靠壓貼，無粘結(jié)力，故不能用于負(fù)壓管道。解決方法是：在法蘭和線圈盒間增加隔熱措施，減小溫差及熱擴(kuò)散， 這將在很大程度上改善襯里內(nèi)外溫差情況，從而降低滲透率和蒸汽在測量管壁內(nèi)的凝聚；加厚聚四氟乙烯（PTFE） 襯里厚度或提供其他形式的襯里，如PFA 和陶瓷襯里。

2.7、外部強(qiáng)電磁場干擾

外部強(qiáng)電流磁場干擾使電磁流量計信號失真，輸出信號表現(xiàn)為非線性或信號晃動。其成因是，由于流量信號小，易受外界干擾影響，而干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場等。電磁流量計的設(shè)計制造應(yīng)符合電磁兼容性要求， 在規(guī)定輻射電磁場環(huán)境下能正常工作。但現(xiàn)場應(yīng)用表明，強(qiáng)磁場（ 如在電解廠和較大的電融爐附近） 干擾會導(dǎo)致磁場回路飽和及外部磁場進(jìn)入電磁流量計的磁場回路并形

成雜散磁場而影響輸出的線性度。

    電場干擾則是由于噪聲破壞測量管內(nèi)的電勢平衡， 造成輸出信號波動異常。判別方法是，當(dāng)輸出信號表現(xiàn)為非線性時，可通過的模擬信號儀來判斷， 如電磁流量計轉(zhuǎn)換器的輸出為線性，可判別為外界的磁場干擾影響，反之，也有可能是電磁流量計本身的電器故障。對電場干擾，可在先不加激磁電流時，用示波器測量兩極間的電勢，其值應(yīng)為零，如測得有交流電勢，則可判別為漏電流等電場干擾。解決方法是， 防止磁場干擾，通常只有將電磁流量傳感器的安裝位置遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場源。防止強(qiáng)電場干擾， 可采取增強(qiáng)屏蔽等措施。如仍無效，則可將電磁流量傳感器與連接管道絕緣。

    例如，電磁流量傳感器與連接管道絕緣，消除大雜散電流影響，浙江省某自來水公司安裝2臺DN900SCLDE型電磁流量計，一臺運(yùn)行正常，另一臺在一二個小時周期內(nèi)，出現(xiàn)有高達(dá)50％FS 波動。用戶認(rèn)為2 臺儀表使用條件相仿， 故障是由儀表方面原因引起的。勘察現(xiàn)場周圍環(huán)境，上下游緊接流量傳感器的足兩段長0.5 m， 有良好接地的無襯里短鋼管，然后，連接到有水泥襯里的鋼管。接地等電氣連接均符合要求， 同時， 排除了管網(wǎng)流動脈動的可能性。轉(zhuǎn)換器與傳感器相距約10 m。有一個數(shù)百kVA的三相變壓器裝在附近， 分別離轉(zhuǎn)換器和傳感器約2 m 和8 m。分析故障原因有以下2 種可能：（1）大功率變壓器產(chǎn)生的磁場干擾；（2）管道上雜散電流干擾。要證明是否是變壓器磁場干擾影響， 因要關(guān)閉變壓器，涉及面廣，安排為第二步檢查。首先，檢查是否是管道雜散電流干擾。不加激磁電流，用示波器測量兩極間電勢，其值應(yīng)為零。然而實際測得峰值Vpp 高達(dá)1 V 的波形畸變交流電勢。初步判定即使良好接地，儀表還是受到管道雜散電流干擾影響。采取將電磁流量傳感器連同二段短鋼管與管網(wǎng)管道電氣絕緣，使流量傳感器與液體同電位的措施后，儀表投入運(yùn)行，輸出顯示即呈穩(wěn)定正常，也排除廠電力變壓器磁場干擾對流量測量的影響。同時，測得干擾電流有60 mAAC，電流方向來自流量傳感器上游。這一措施也適用于有陰極保護(hù)電流的管道， 作為試排除管道電流干擾影響的方法。