论文部分内容阅读
[摘 要]本文介绍了电磁流量计的工作原理，阐述了电磁流量计在运行过程中容易出现的故障及解决方法
[关键词]电磁流量计 故障分析 解决方法
中图分类号：TH814.93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0296-01
前言
中铝连城分公司从2007年开始为完善企业能源计量体系建设，进一步推进节能减排，实现工业污水零排放，促使水、风、气的合理利用的目的，为公司提供合理、有效、准确的理论数据。也为各二级单位的成本考核提供有力的依据。根据要求安装了一批技术先进的电磁流量计，经过4年多的运行逐步暴露出一些故障。因此根据相关知识和实践经验探讨故障分析和解决方法。
一.电磁流量计的工作原理
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高。其原理当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。
二.电磁流量计使用中常见的故障分析及解决方法
电磁流量计在运行中产生的故障有两种：一是仪表本身故障，即仪表结构件或元器件损坏引起的故障或选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障，如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。二是由外部原因引起的故障，如安装不妥流动畸变、沉积和结垢等。使雷击和敲打容易在仪表线路中感应出高电压和高电流，使仪表损坏。还存在调试期间由于环境条件尚好（例如没有干扰源），流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件（例如接地并不怎么良好），在这种情况下，一旦环境条件变化，运行期间出现新的干扰源（如在流量计附近管道上进行电焊，附近安装上大型变压器等），就会干扰仪表的正常工作，流量计的输出输出信号就会出现波动。
（一）仪表无流量信号输出
1.原因分析 这类故障在使用过程中较为常见，原因一般有：仪表供电不正常；电缆连接不正常；安装方式不正确；液体流动状况不符合安装要求；传感器零部件损坏或测量内壁有附着层；转换器元器件损坏。
2.解决方法
（1）确认已接入电源，检查电源线路板输出各路电压是否正常，或尝试置换整个电源线路板，判别其好坏。
（2）检查电缆是否完好，连接是否正确。
（3） 检查安装方式是否正确，通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点；或安装在自上而下的垂直管上，可能出现排空；或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
（4）检查液体流动方向和管内液体是否充满，对于能正反向测量的电磁流量计， 若方向不一致虽可测量，但设定的显示流量正反方向不符，必须改正。若拆传感器工作量大，也可改变传感器上的箭头方向和重新设定显示仪表符号。管道未流满液体主要是传感器安装位置不妥引起的，应在安装时采取措施，避免造成管道内液体不满管。
（5）检查变送器内壁电极是否覆盖有液体结疤层，对于容易结疤的测量液体，要定期进行清理。
（6）若判斷为是转换器元器件损坏引起的故障，更换损坏的元器件即可。
（二）输出值波动
1.原因分析 造成此类故障大多是由测量介质或外界环境的影响造成的，在外界干扰排除后故障可自行消除；为保证测量的准确性，此类故障也不可忽视；在有些生产环境中，由于测量管道或液体的震动大，会造成流量计的电路板松动，也可引起输出值的波动。
2.解决方法
（1）确认是否为工艺操作原因，流体确实发生脉动，此时流量计仅如实反映流动状况，脉动结束后故障可自行消除。
（2）外界杂散电流等产生的电磁干扰，检查仪表运行环境是否有大型电器或电焊机在工作，要确认仪表接地和运行环境良好。但如遇管道有强杂散电流（如电解车间管道）亦不一定能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施。空间电磁波干扰-般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护，但也曾遇到屏蔽保护还不能克服。
（3）管道未充满液体或液体中含有气泡时，两者皆为工艺原因引起的。此时可待液体满管或气泡平复后，输出值可恢复正常。
（4）变送器电路板为插件结构，由于现场测量管道或液体震动大，常会造成流量计的电源板松动。如松动，可将流量计拆卸开，重新固定好电路板。
（三）流量测量值与实际值不符
1.原因分析 变送器电路板是否完好；当液体流速过低时，被测液体中含有微小气泡，气泡上升在管道上方逐渐聚集，则液体流通面积发生变化，气体多时还会产生干扰信号，影响测量准确度；信号电缆出现连接不好现象或使用过程中电缆的绝缘性能下降引起测量不准确；转换器的参数设定值不准确。
2.解决方法
（1）检查变送器电路板是否完好。若接线盒进水或被腐蚀性被测液体腐蚀，可导致电器性能下降或损坏。此时应更换电路板。
（2）保证管道内被测液体的流速在最低流量界限值之上，以使变送器能够正常工作。
（3）检查信号电缆连接和电缆的绝缘性能是否完好，若出现信号电缆松动现象，将其重新连接即可；若检查到电缆的绝缘性不符合绝缘要求，则需要换新的电缆。
（4）重新对转换器设定值进行设定，并对转换器的零点、满度值进行校验。
（四）输出信号超满度量程
1.原因分析
信号电缆接线出现错误或电缆连接断开；转换器的参数设定不正确；转换器与传感器型号不配套。
2.解决方法
（1）检查信号回路连接正常与否，若信号回路断开，输出信号将超满度值，此时需重新正确连接信号电缆。同时，需检查电缆的绝缘性能是否完好，若已经不符合要求，则需更换新的电缆。
（2）详细检查转换器的各参数设定和零点、满度是否符合要求。
（五）零点不稳
1.原因分析
管道未充满液体或液体中含有气泡；主观上认为管泵液体无流动而实际上存在微小流动；液体方面（如液体电导率均匀性不好、电极污染等）的原因；信号回路绝缘下降。
2.解决方法
（1）管道未充满液体或液体中含有气泡，待被测介质正常后，输出值可恢复正常。流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作，但随着气泡的增大，仪表输出信号会出现波动，若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。
（2）管道内有微量流动，这不是电磁流量计故障。
（3）若杂质沉积测量管内壁或在测量管内壁结垢，或电极被污染，均有可能出现零点变动，此时必须清洗；若零点变动不大，也可尝试重新调零。传感器内壁附着层由于电磁流量计常用来测量脏污流体，运行一段时间后，常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。
（4）由于受环境条件的影响，灰尘、油污等可能进入表壳体内，因此，需要检查电极部位绝缘是否下降或破坏，若附着物为绝缘层，不符合绝缘要求则电极回路将出现断路，仪表不能正常工作；若附着层电导率显著高于流体电导率，则电极回路将出现短路，仪表也不能正常工作。所以，应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
总之，通过对连铝分公司内流量计的仔细了解及分析，尚有许多问题，有待去学习，使我们发现问题及时解决处理，减少故障，保障仪表的可靠运行。
参考文献
[1] 化工测量及仪表.
[2] 西门子流量计说明及应用.
[关键词]电磁流量计 故障分析 解决方法
中图分类号：TH814.93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0296-01
前言
中铝连城分公司从2007年开始为完善企业能源计量体系建设，进一步推进节能减排，实现工业污水零排放，促使水、风、气的合理利用的目的，为公司提供合理、有效、准确的理论数据。也为各二级单位的成本考核提供有力的依据。根据要求安装了一批技术先进的电磁流量计，经过4年多的运行逐步暴露出一些故障。因此根据相关知识和实践经验探讨故障分析和解决方法。
一.电磁流量计的工作原理
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高。其原理当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。
二.电磁流量计使用中常见的故障分析及解决方法
电磁流量计在运行中产生的故障有两种：一是仪表本身故障，即仪表结构件或元器件损坏引起的故障或选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障，如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。二是由外部原因引起的故障，如安装不妥流动畸变、沉积和结垢等。使雷击和敲打容易在仪表线路中感应出高电压和高电流，使仪表损坏。还存在调试期间由于环境条件尚好（例如没有干扰源），流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件（例如接地并不怎么良好），在这种情况下，一旦环境条件变化，运行期间出现新的干扰源（如在流量计附近管道上进行电焊，附近安装上大型变压器等），就会干扰仪表的正常工作，流量计的输出输出信号就会出现波动。
（一）仪表无流量信号输出
1.原因分析 这类故障在使用过程中较为常见，原因一般有：仪表供电不正常；电缆连接不正常；安装方式不正确；液体流动状况不符合安装要求；传感器零部件损坏或测量内壁有附着层；转换器元器件损坏。
2.解决方法
（1）确认已接入电源，检查电源线路板输出各路电压是否正常，或尝试置换整个电源线路板，判别其好坏。
（2）检查电缆是否完好，连接是否正确。
（3） 检查安装方式是否正确，通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点；或安装在自上而下的垂直管上，可能出现排空；或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
（4）检查液体流动方向和管内液体是否充满，对于能正反向测量的电磁流量计， 若方向不一致虽可测量，但设定的显示流量正反方向不符，必须改正。若拆传感器工作量大，也可改变传感器上的箭头方向和重新设定显示仪表符号。管道未流满液体主要是传感器安装位置不妥引起的，应在安装时采取措施，避免造成管道内液体不满管。
（5）检查变送器内壁电极是否覆盖有液体结疤层，对于容易结疤的测量液体，要定期进行清理。
（6）若判斷为是转换器元器件损坏引起的故障，更换损坏的元器件即可。
（二）输出值波动
1.原因分析 造成此类故障大多是由测量介质或外界环境的影响造成的，在外界干扰排除后故障可自行消除；为保证测量的准确性，此类故障也不可忽视；在有些生产环境中，由于测量管道或液体的震动大，会造成流量计的电路板松动，也可引起输出值的波动。
2.解决方法
（1）确认是否为工艺操作原因，流体确实发生脉动，此时流量计仅如实反映流动状况，脉动结束后故障可自行消除。
（2）外界杂散电流等产生的电磁干扰，检查仪表运行环境是否有大型电器或电焊机在工作，要确认仪表接地和运行环境良好。但如遇管道有强杂散电流（如电解车间管道）亦不一定能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施。空间电磁波干扰-般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护，但也曾遇到屏蔽保护还不能克服。
（3）管道未充满液体或液体中含有气泡时，两者皆为工艺原因引起的。此时可待液体满管或气泡平复后，输出值可恢复正常。
（4）变送器电路板为插件结构，由于现场测量管道或液体震动大，常会造成流量计的电源板松动。如松动，可将流量计拆卸开，重新固定好电路板。
（三）流量测量值与实际值不符
1.原因分析 变送器电路板是否完好；当液体流速过低时，被测液体中含有微小气泡，气泡上升在管道上方逐渐聚集，则液体流通面积发生变化，气体多时还会产生干扰信号，影响测量准确度；信号电缆出现连接不好现象或使用过程中电缆的绝缘性能下降引起测量不准确；转换器的参数设定值不准确。
2.解决方法
（1）检查变送器电路板是否完好。若接线盒进水或被腐蚀性被测液体腐蚀，可导致电器性能下降或损坏。此时应更换电路板。
（2）保证管道内被测液体的流速在最低流量界限值之上，以使变送器能够正常工作。
（3）检查信号电缆连接和电缆的绝缘性能是否完好，若出现信号电缆松动现象，将其重新连接即可；若检查到电缆的绝缘性不符合绝缘要求，则需要换新的电缆。
（4）重新对转换器设定值进行设定，并对转换器的零点、满度值进行校验。
（四）输出信号超满度量程
1.原因分析
信号电缆接线出现错误或电缆连接断开；转换器的参数设定不正确；转换器与传感器型号不配套。
2.解决方法
（1）检查信号回路连接正常与否，若信号回路断开，输出信号将超满度值，此时需重新正确连接信号电缆。同时，需检查电缆的绝缘性能是否完好，若已经不符合要求，则需更换新的电缆。
（2）详细检查转换器的各参数设定和零点、满度是否符合要求。
（五）零点不稳
1.原因分析
管道未充满液体或液体中含有气泡；主观上认为管泵液体无流动而实际上存在微小流动；液体方面（如液体电导率均匀性不好、电极污染等）的原因；信号回路绝缘下降。
2.解决方法
（1）管道未充满液体或液体中含有气泡，待被测介质正常后，输出值可恢复正常。流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作，但随着气泡的增大，仪表输出信号会出现波动，若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。
（2）管道内有微量流动，这不是电磁流量计故障。
（3）若杂质沉积测量管内壁或在测量管内壁结垢，或电极被污染，均有可能出现零点变动，此时必须清洗；若零点变动不大，也可尝试重新调零。传感器内壁附着层由于电磁流量计常用来测量脏污流体，运行一段时间后，常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。
（4）由于受环境条件的影响，灰尘、油污等可能进入表壳体内，因此，需要检查电极部位绝缘是否下降或破坏，若附着物为绝缘层，不符合绝缘要求则电极回路将出现断路，仪表不能正常工作；若附着层电导率显著高于流体电导率，则电极回路将出现短路，仪表也不能正常工作。所以，应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
总之，通过对连铝分公司内流量计的仔细了解及分析，尚有许多问题，有待去学习，使我们发现问题及时解决处理，减少故障，保障仪表的可靠运行。
参考文献
[1] 化工测量及仪表.
[2] 西门子流量计说明及应用.