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电磁流量计应用中故障分析
发布时间:2019-11-21

【摘要】讲述电磁流量计的工作原理,及应用中的常见问题、故障类型和解决方法。
1、引言
  由于水资源匮乏水价上涨,我公司在水的计量上大量使用计量精度高的电磁流量计检测系统。随着使用量增加,电磁流量计的故障率、损坏率增大,如何准确快速的排除流量计出现的问题,是提高计量水平的关键因素,通过对各类问题的分析总结,使电磁流量计的故障率、坏率降低了60%,提高计量水平。
2、电磁流量计的工作原理
  电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。它的原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中做切割磁力线运动时,在其两端产生感应电动势,导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动时,切割磁力线产生与流量成比例的感应电势,电动势的方向按“右手规则”判断,通过测量电动势的大小可以计算出流体的流量。
Q=E/KE=KBDV
式中Q――流量;E――感应电动势(单位V);k――系数;
B――磁感应强度(单位T);D――测量管内径(单位m);
V――平均流速,(单位m/s);
3、电磁流量计使用中常见故障产生的原因及解决办法
  电磁流量计运行时常见故障:(1)电磁流量计不计量。(2) 计量数据误差大。
3.1电磁流量计不能计量故障。
3.1.1电磁流量计被损坏造成的不计量故障。
(1)雷击:雷击是损坏电磁流量计的主要原因。在打雷时,仪表线路中会感应出瞬时高电压、电流,当它们进入仪表时就会损坏仪表。通过对现场损坏的部件分析发现,感应电压、电流进入仪表有4条途径:(a)从电源线进入仪表(b)从传感器与转换器间的流量信号线进入仪表(c)从励磁线进入仪表(d)从输出4-20mA的信号线进入仪表。因此电磁流量计在设计上改进防雷击设计,在使用中加强防雷击措施,可减少此类故障的发生。
(2)电源电压波动过大、仪表进水、部件老化等情况均会引起电磁流量计的损坏。提高电磁流量计的电源的稳定性,或给它提供一台高精度的稳压电源,可以减少流量计的损坏。在仪表的工作现场作好仪表的防水防潮工作,可减少此类问题的发生。
3.1.2测量线路断路造成的不计量的故障。
  架设的测量线路被挂断或挖断,使流量计不能计量,修复线路即可排除故障。
3.2计量数据误差大问题。
原因有:(1)仪表的安装位置设计的不合理造成的。(2)使用过程中使用方法不正确造成的计量误差问题。
3.2.1仪表的安装位置设计不合理产生的问题。
(1)传感器安装时选择的测量位置不当,测量条件不合适,造成的计量误差。传感器上游流体的流动状况不稳定,偏离规定要求造成的。例没有足够长度的直管段,在接近传感器的上游设置调节阀或未全部打开的闸阀等等,可以改动传感器的安装位置予以解决。
(2)被测管道的液体未满管,或液体中含有气泡造成的测量误差。此类故障主要是管网工程设计不良或相关设备不完善造成的,进行管网改造可解决问题。
3.2.2使用过程中产生的问题。
(1)使用中电磁流量计的转换器参数设置不准确、造成计量误差。在使用中就曾经发现传感器系数被误改,从而导致计量失真的情况。通过复核转换器参数值,检查零点、满度值,可解决这一问题。
(2)信号电缆不匹配或使用过程中电缆绝缘不好造成的计量误差;不同仪表厂的仪表对电缆的要求是不一样的,当出现计量误差较大的情况时,通过检查,连接电缆是否匹配?连接是否正确?绝缘是否下降?可以发现信号电缆系统存在的问题,消除计量误差。
  检查时重点检查一下几点:(a)信号电缆断开点。因为断接处易吸入潮气,绝缘下降产生计量误差;(b)信号线末端未处理好,使内、外屏蔽层和信号线之间有短接,或与外壳短接产生计量误差;(c)电缆型号不匹配产生计量误差;(d)电缆长度超过规定上限,又没采取有效措施,产生的计量误差。当按要求更换电缆后即可解决上述问题。
(3)传感器极间电阻变化、电极绝缘下降产生的计量误差;由于电磁流量计测量的多是工业废水,所以含有大量的悬浮固体或污物,就会经常出现传感器内壁有附着层的问题。当附着层的电导率与被测液体电导率相近时,就会造成测量误差大。若是高电导率附着层,电极间电动势将被短路,仪表不计量;若是绝缘性附着层,电极表面被绝缘使测量电路断开,造成检测数据偏小。通过检测电极与液体间接触电阻、电极绝缘,可防止此类问题的发生。
  电极与液体接触电阻值的大小,主要取决于接触面积和液体的电导率。一般结构的电极与蒸馏水接触时,电导率为5×10-6S/cm,测得的接触电阻值为几百千欧,生活用水和工业用水的电导率为150×10-6S/cm,测得接触电阻值约为15kΩ,盐水的电导率为1×10-2S/cm,测得的接触电阻值约为200Ω。测量电极接触电阻时,应在充满液体时测,虽然只能确定大概的值,却是判断仪表状况好坏的简捷的方法。另外应在安装调试时,测量每一台传感器的电极接触电阻,并记录在案,作为以后维护时的参考值。当测量电极的接触电阻比参考值偏大时,说明电极表面被绝缘层覆盖或部分覆盖;当测量值比参考值减少时,说明电极和衬里表面附着导电沉积层(电极绝缘电阻大于100兆欧姆);检测后对有问题的传感器拆下检查,若确实是绝缘被破坏,则调换传感器即可(注意在测量电极的电阻值时,必须用同一型号万用表的同一测量档进行测量)。
(4)仪表周围电磁场的干扰造成的计量误差。电磁流量计是靠电磁能量转换工作的仪表。当管道上有杂散电流的干扰、周围空间电磁波干扰、大电机磁场干扰时,就会产生大的测量误差。对较弱的管道杂散电流的干扰,采取良好的单独接地保护措施,可消除。但如遇管道有强杂散电流,必须采取流量传感器与管道绝缘的措施才能克服。空间电磁波干扰信号和大电机磁场干扰信号,一般是信号电缆采用单层屏蔽或多层屏蔽来消除干扰。
4、小结
  近年来,电磁流量计的使用越来越广泛。而我公司的水计量基本都用电磁流量计。为了准确计量,就需要仪表维护人员对电磁流量计的故障判断快速、准确。采用这一套故障分析方法后,可以快速解决多种故障,提高了工作效率,保证了计量数据的准确性。

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