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| 電磁流量計(jì)在應(yīng)用中的故障檢查和分析 |
| 電磁流量計(jì)在應(yīng)用中的故障檢查和分析 | | 發(fā)布時(shí)間：2017/3/1 10:59:21 |
1 引言
電磁流量計(jì)使用中的常見故障，有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障，有的是由于選用不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障，如顯示波動、精度下降甚至儀表損壞等。它一般可以分為兩種類型：安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障(調(diào)試期故障)和正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障(運(yùn)行期故障)。
2 工作原理
電磁流量計(jì)由變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，兩者之間用連接線(包括勵磁線、信號線)相互連接。變送器是基于電磁感應(yīng)定律工作的，如圖1所示，被測介質(zhì)垂直于磁力線方向流動，因而在于介質(zhì)流動和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動勢ex。
圖1 電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理
ex=bdvⅹ10-4v
式中：b—磁感應(yīng)強(qiáng)度，t(特斯拉)；d—兩電極間距離(管徑)，cm； v—被測介質(zhì)的平均流速，cm/s。
3 常見故障
3.1 調(diào)試期故障
調(diào)試期故障一般出現(xiàn)在儀表初始裝用調(diào)試階段，但一經(jīng)改進(jìn)排除故障，在以后相同條件下一般不會再度出現(xiàn)。常見的調(diào)試期故障通常由儀表選用或設(shè)定不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。
(1) 安裝方面
通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管網(wǎng)最高點(diǎn)；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓，流體直接排入大氣而形成測量管內(nèi)非滿管。
(2) 環(huán)境方面
通常主要是管道雜散電流干擾，空間強(qiáng)電磁波干擾，大型電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，如河南煤化集團(tuán)中原大化公司第ⅰ套三聚氰胺裝置的電磁流量計(jì)ft-31235在2007年4月12日遇到強(qiáng)大的雜散電流而無法正常指示(電解車間管道，有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值vpp可高達(dá)1v)，工作人員立即采取單接地保護(hù)，可其指示仍然不能恢復(fù)正常，于是又采取將流量傳感器與管道絕緣等措施后ft-31235才算能正常工作�？臻g電磁波干擾一般經(jīng)信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。
(3) 流體方面
被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號會出現(xiàn)波動，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現(xiàn)更大的波動。低頻方波勵磁的電磁流量計(jì)測量固體含量過多漿液時(shí)，也將產(chǎn)生漿液噪聲，使輸出信號產(chǎn)生波動。測量混合介質(zhì)時(shí)，若兩種液體電導(dǎo)率(或各自與電極間電位)有差異，在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)行測量，也將使輸出信號產(chǎn)生波動。電極材料與被測介質(zhì)選配不當(dāng)，產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜，以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等，均會妨礙正常測量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊正確選配電極材料。
3.2 運(yùn)行期故障
運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障，常見的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。
(1) 傳感器內(nèi)壁附著層
由于電磁流量計(jì)測量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會遠(yuǎn)比其他流量儀表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。所以，應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
(2) 雷電打擊
雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線或勵磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。
(3) 環(huán)境條件變化
在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源)，流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。例如河南煤化集團(tuán)中原大化公司第ⅲ套三聚氰胺裝置的電磁流量計(jì)ft-81235調(diào)試期運(yùn)行正常，而在2006年3月12日上午突然出現(xiàn)輸出信號大幅度波動，經(jīng)檢查儀表本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜無任何故障，原來其附近實(shí)施管道電焊干擾了儀表的正常運(yùn)行，工作人員立刻實(shí)施良好的接地保護(hù)后儀表才得以正常指示。
4 故障現(xiàn)象和檢查流程
電磁流量計(jì)常見故障現(xiàn)象有：
(1) 無流量信號；
(2) 輸出晃動；
(3) 零點(diǎn)不穩(wěn)；
(4) 流量測量值與實(shí)際值不符；
(5) 輸山信號超滿度值。
通常檢查整個(gè)測量系統(tǒng)和判斷故障的程序如圖1所示，檢查環(huán)節(jié)包括電磁流量計(jì)本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜，電磁流量計(jì)上位的工藝管道，下(后)位顯示儀表連接電纜。經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容列舉如下：
- 通用常規(guī)儀器檢查
- 替代法：利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。
- 信號蹤跡法：用模擬信號器替代傳感器，在液體未流動條件下提供流量信號，以測試電磁流量轉(zhuǎn)換器。
檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號器測試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還是在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若是轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí)，因必須停止運(yùn)行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在做完其他各項(xiàng)檢查，最后才下決心，卸下管道檢查傳感器測量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。相關(guān)檢修項(xiàng)目如表1所示。
5 結(jié)束語
電磁流量計(jì)在使用的過程當(dāng)中，可能出現(xiàn)各種各樣的故障，但一般來說可以把所有的故障歸結(jié)為兩類，即調(diào)試期故障和運(yùn)行期故障，只要我們在日常工作中時(shí)刻注意這兩類故障，并很好地加以排除解決，相信電磁流量計(jì)一定能夠發(fā)揮它應(yīng)有的作用。 |
1 引言
電磁流量計(jì)使用中的常見故障，有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障，有的是由于選用不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障，如顯示波動、精度下降甚至儀表損壞等。它一般可以分為兩種類型：安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障(調(diào)試期故障)和正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障(運(yùn)行期故障)。
2 工作原理
電磁流量計(jì)由變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，兩者之間用連接線(包括勵磁線、信號線)相互連接。變送器是基于電磁感應(yīng)定律工作的，如圖1所示，被測介質(zhì)垂直于磁力線方向流動，因而在于介質(zhì)流動和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動勢ex。
圖1 電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理
ex=bdvⅹ10-4v
式中：b—磁感應(yīng)強(qiáng)度，t(特斯拉)；d—兩電極間距離(管徑)，cm； v—被測介質(zhì)的平均流速，cm/s。
3 常見故障
3.1 調(diào)試期故障
調(diào)試期故障一般出現(xiàn)在儀表初始裝用調(diào)試階段，但一經(jīng)改進(jìn)排除故障，在以后相同條件下一般不會再度出現(xiàn)。常見的調(diào)試期故障通常由儀表選用或設(shè)定不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。
(1) 安裝方面
通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管網(wǎng)最高點(diǎn)；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓，流體直接排入大氣而形成測量管內(nèi)非滿管。
(2) 環(huán)境方面
通常主要是管道雜散電流干擾，空間強(qiáng)電磁波干擾，大型電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，如河南煤化集團(tuán)中原大化公司第ⅰ套三聚氰胺裝置的電磁流量計(jì)ft-31235在2007年4月12日遇到強(qiáng)大的雜散電流而無法正常指示(電解車間管道，有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值vpp可高達(dá)1v)，工作人員立即采取單接地保護(hù)，可其指示仍然不能恢復(fù)正常，于是又采取將流量傳感器與管道絕緣等措施后ft-31235才算能正常工作�？臻g電磁波干擾一般經(jīng)信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。
(3) 流體方面
被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號會出現(xiàn)波動，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現(xiàn)更大的波動。低頻方波勵磁的電磁流量計(jì)測量固體含量過多漿液時(shí)，也將產(chǎn)生漿液噪聲，使輸出信號產(chǎn)生波動。測量混合介質(zhì)時(shí)，若兩種液體電導(dǎo)率(或各自與電極間電位)有差異，在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)行測量，也將使輸出信號產(chǎn)生波動。電極材料與被測介質(zhì)選配不當(dāng)，產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜，以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等，均會妨礙正常測量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊正確選配電極材料。
3.2 運(yùn)行期故障
運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障，常見的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。
(1) 傳感器內(nèi)壁附著層
由于電磁流量計(jì)測量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會遠(yuǎn)比其他流量儀表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。所以，應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
(2) 雷電打擊
雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線或勵磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。
(3) 環(huán)境條件變化
在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源)，流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。例如河南煤化集團(tuán)中原大化公司第ⅲ套三聚氰胺裝置的電磁流量計(jì)ft-81235調(diào)試期運(yùn)行正常，而在2006年3月12日上午突然出現(xiàn)輸出信號大幅度波動，經(jīng)檢查儀表本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜無任何故障，原來其附近實(shí)施管道電焊干擾了儀表的正常運(yùn)行，工作人員立刻實(shí)施良好的接地保護(hù)后儀表才得以正常指示。
4 故障現(xiàn)象和檢查流程
電磁流量計(jì)常見故障現(xiàn)象有：
(1) 無流量信號；
(2) 輸出晃動；
(3) 零點(diǎn)不穩(wěn)；
(4) 流量測量值與實(shí)際值不符；
(5) 輸山信號超滿度值。
通常檢查整個(gè)測量系統(tǒng)和判斷故障的程序如圖1所示，檢查環(huán)節(jié)包括電磁流量計(jì)本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜，電磁流量計(jì)上位的工藝管道，下(后)位顯示儀表連接電纜。經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容列舉如下：
- 通用常規(guī)儀器檢查
- 替代法：利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。
- 信號蹤跡法：用模擬信號器替代傳感器，在液體未流動條件下提供流量信號，以測試電磁流量轉(zhuǎn)換器。
檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號器測試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還是在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若是轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí)，因必須停止運(yùn)行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在做完其他各項(xiàng)檢查，最后才下決心，卸下管道檢查傳感器測量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。相關(guān)檢修項(xiàng)目如表1所示。
5 結(jié)束語
電磁流量計(jì)在使用的過程當(dāng)中，可能出現(xiàn)各種各樣的故障，但一般來說可以把所有的故障歸結(jié)為兩類，即調(diào)試期故障和運(yùn)行期故障，只要我們在日常工作中時(shí)刻注意這兩類故障，并很好地加以排除解決，相信電磁流量計(jì)一定能夠發(fā)揮它應(yīng)有的作用。 |
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