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如何讓電磁流量計計量的更加**，要注意這些
2019-06-14
電磁流量計的特點(diǎn)
（1）流量計測量管是一段無阻流檢測件的光滑直管，無活動及阻流部件，不易阻塞，無壓力損失。對于大口徑管道來說節(jié)能效果顯著，可測量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體。
（2）輸出與流量呈線性關(guān)系，測量范圍寬，測量管徑為（2.5-3000）mm。
（3）安裝要求低，上游直管段長度為10D，下游直管段長度為5D（D為流量計兩板的間距）。
（4）測量準(zhǔn)確度可高達(dá)±0.5%。
2. 電磁流量計的應(yīng)用條件
（1）被測介質(zhì)溫度一般不超過120℃，壓力不超過1.6MPa，流速不得低于0.3m/s。
（2）被測介質(zhì)必須是導(dǎo)電性的液體，*低電導(dǎo)率>5μs/cm，被測介質(zhì)中不能含有較多鐵磁性物質(zhì)及氣泡，不能用于氣體、蒸汽、石油制品等非導(dǎo)電性液體測量。
二、安裝與調(diào)試的常見問題
1. *好垂直安裝，使介質(zhì)自下而上流經(jīng)儀表。如不能垂直安裝，水平安裝也可，但要保證兩電極在同一水平面上。當(dāng)被測介質(zhì)中固體顆粒多時，應(yīng)垂直安裝使襯里不受磨損（水平安裝會造成局部磨損）。
2. 流量計安裝位置應(yīng)避免強(qiáng)烈震動，應(yīng)避免強(qiáng)干擾源，要遠(yuǎn)離一切磁源（如大功率電機(jī)、變壓器等）。
3. 流量計安裝時接地非常重要。因儀表信號較弱，外界略有干擾就會影響測量準(zhǔn)確度。因此，變送器外殼、屏蔽線、測量管及變送器兩端管道都要接地，并設(shè)置單獨(dú)接地點(diǎn)。
4. 流量計水平安裝時，上游側(cè)應(yīng)有大于5D的直管段，當(dāng)有閥門、擴(kuò)大管時應(yīng)加長到10D，上游的截止閥應(yīng)全部打開。下游直管段應(yīng)有大于3D的直管段，調(diào)節(jié)應(yīng)安裝在流量計的下游側(cè)。為防止流體擾動，擴(kuò)大管的圓錐角應(yīng)小于15°。
5. 流量計安裝時，前后直管段如有縮管將影響儀表的測量準(zhǔn)確度。
6. 流量計安裝使用時，不能在負(fù)壓的情況下使用。因?yàn)樽兯推鞯囊r里容易剝落，所以流量計只能在正壓的工藝管線上安裝使用。
7. 流量計安裝完畢初次使用時，設(shè)置管徑非常重要，一定要將管內(nèi)徑設(shè)置準(zhǔn)確。
三、典型故障診斷及處理
1. 無流量輸出。檢查電源部分是否存在故障，測試電源電壓是否正常；測試保險絲通斷；檢查傳感器箭頭是否與流體流向一致，如不一致調(diào)換傳感器安裝方向；檢查傳感器是否充滿流體，如沒有充滿流體，更換管道或垂直安裝
2. 信號越來越小或突然下降。測試兩電極間絕緣是否破壞或被短路，兩電極間電阻值正常在（70～100）Ω之間；測量管內(nèi)壁可能沉積污垢，應(yīng)清洗和擦拭電極，切勿劃傷內(nèi)襯。測量管襯里是否破壞，如破壞應(yīng)予以更換。
3.零點(diǎn)不穩(wěn)定，檢查介質(zhì)是否充滿測量管及介質(zhì)中是否存在氣泡，如有氣泡可在上游加裝消氣器，如水平安裝可改成垂直安裝；檢查儀表接地是否完好，如不好，應(yīng)進(jìn)行三級接地（接地電阻≤100Ω）；檢查介質(zhì)電導(dǎo)率應(yīng)不小于5μs/cm；檢查介質(zhì)是否淤積于測量管中，清除時注意不要將內(nèi)襯劃傷。
4. 流量指示值與實(shí)際值不符。檢查傳感器中的流體是否充滿管，有無氣泡，如有氣泡可在上游加裝消氣器；檢查各接地情況是否良好；檢查流量計上游是否有閥，如有，移至下游或使之全開；檢查轉(zhuǎn)換器量程設(shè)定是否正確，如不對，重新設(shè)定正確量程。
5. 示值在某一區(qū)間波動。檢查環(huán)境條件是否發(fā)生變化，如出現(xiàn)新干擾源及其他影響儀表正常工作的磁源或震動等，應(yīng)及時清除干擾或?qū)⒘髁坑嬕莆?；檢查測試信號電纜，用絕緣膠帶進(jìn)行端部處理，使導(dǎo)線、內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層、殼體之間不相互接觸。
電磁流量計常見故障，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，有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障，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)試時出現(xiàn)的故障和正常運(yùn)行時出現(xiàn)的故障。
    1、調(diào)試期故障
    調(diào)試期待故障一般出現(xiàn)在儀表安裝調(diào)試階段，一經(jīng)排除，在以后相同條件下一般不會再出現(xiàn)。常見的調(diào)試期故障一般由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。
    1）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電極表面時，隨渦街流量計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。
    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取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，渦輪流量計但如遇到強(qiáng)大的雜散電流（如電解車間管道，有時在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值Vpp可高達(dá)1V），尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等。空間電磁波干擾一般經(jīng)信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。
3）安裝方面通常是電磁流量計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系*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。
    低頻方波勵磁的電磁流量計測量固體含量過多漿液時，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，如果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)，也將由于化學(xué)作用或極化現(xiàn)象而影響正常測量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊正確選配電極材料。
    2、運(yùn)行期故障
    運(yùn)行期故障是電磁流量計經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時期后出現(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）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），流量計工作正常，此時往往容易疏忽安裝條件（例如接地并不怎么良好）。在這種情況下，一旦環(huán)境條件變化，運(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源（如在流量計附近管道上進(jìn)行電焊，附近安裝上大型變壓器等），就會干擾儀表的正常工作，流量計的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動。
    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）傳感器內(nèi)壁附著層由于電磁流量計常用來測量臟污流體，運(yùn)行一段時間后，常會在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。蒸汽流量計若附著物為絕緣層，則電極回路將出現(xiàn)斷路，儀表不能正常工作；若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率，則電極回路將出現(xiàn)短路，儀表也不能正常工作。所以，應(yīng)及時清除電磁流量計測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。

第四節(jié) 輸出晃動檢查和采取措施
一、故障原因
　輸出晃動大體上可歸納為5方面故障原因，它們是：
　　（1）流動本身是波動或脈動的，實(shí)質(zhì)上不是電磁流量計的故障，僅如實(shí)反映流動狀況；
　（2）管道末充滿液體或液體中含有氣泡；
　（3）外界雜散電流等電、磁干擾；
　（4）液體物性方面（如液體電導(dǎo)率不均勻或含有較多變顆粒／纖維的漿液等）的原因；
　（5）電極材料與液體匹配不妥。
??二、檢查程序
　圖4所示是檢查電磁流量計輸出晃動的流程。先按流程圖全面考急作初步調(diào)查和判斷，然后再逐項(xiàng)細(xì)致檢查和試排除故障。流程所列檢查順序的先后原則是：①可經(jīng)觀察或詢問了解無須作較大操作的在前，即先易后難；②按過去現(xiàn)場檢修經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)頻度較高而今后可以出現(xiàn)概率較高者在前；③檢查本身的先后要求。若經(jīng)初步調(diào)查確認(rèn)足后幾項(xiàng)故障原因，亦可提前作細(xì)致檢查。
圖4 電磁流量計輸出晃動檢查流程
??三、故障檢查和采取措施
本小節(jié)分別討論上述5個方面故障原因的檢查方法和采取措施。
1、流動本身的波動（或脈動）
檢查流程圖第1項(xiàng)。若流動本身波動，儀表輸出晃動則是如實(shí)反映波動狀況。檢查方法可在使用現(xiàn)場向操作人員和流程工藝人員詢問或巡視有否波動源。管系流動波動（或脈動）的原因通常有3個方面：（1）電磁流量計上游的流動動力源采用了往復(fù)泵或膜片泵（經(jīng)常用于精細(xì)化工、食品、醫(yī)藥和給水凈化等加注藥液），這些泵的脈動頻率通常在每分鐘幾次到百余次之間；（2）儀表下游的控制閥流動特性和尺寸選用不妥，從而產(chǎn)生獵振（hunting），這可觀察控制閥閥桿是否有振蕩性移動；（3）其他擾動源使流動波動，例如：電磁流量計上游管道中有否阻流件（如全開蝶閥）產(chǎn)生旋渦（如象渦街流量計旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的渦列，傳感器進(jìn)口端墊圈伸人流通通道，墊圈條片狀碎塊懸在液流中擺動等等）。
在有脈動流動源的管線上，要減緩其對流量儀表測量的影響，通常采取流量傳感器遠(yuǎn)離脈動源，利用管流流阻衰減脈動；或在管線適當(dāng)位置裝上稱作被動式濾波器的氣室緩沖器，吸收脈動。
2、管道未充滿液體或液體中含有氣泡
檢查流程圖第2項(xiàng)，本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計不良使傳感器的測量管未充滿液體或傳感器安裝不妥所致。應(yīng)采取措施避免安裝如圖3所示a,e位置和以虛線管排放時b位置，改裝到c,d位置。
傳感器下游無背壓或背壓不足，如裝在位置e，液流經(jīng)下游很短一段管段即排人大氣，若閥門2全開，傳感器測量管內(nèi)有可能未充滿液體。有時候流程的流量較大能充滿而儀表運(yùn)行正常，流量減小就有可能液體不滿而使儀表失常。
液體中含有氣體液體中泡狀氣體形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡兩種途徑。液體中含有氣泡數(shù)量不多且氣泡球徑遠(yuǎn)小于電極直徑，雖然減少了部分液體體積，但不會使電磁流量汁輸出晃動；較大氣泡則因擦過電極能遮蓋整個電極，使流量信號回路瞬間開路，則輸出信號晃動更大。
●液流中微小氣泡在流動過程中會逐漸在高點(diǎn)或死角積聚，若電磁流量計裝在管系高點(diǎn)，潴留氣體減少傳感器內(nèi)液體流通面積而影響測量準(zhǔn)確度，潴留較多時還會產(chǎn)生干擾信號（參見案例3）；若傳感器裝在高點(diǎn)卜游，高點(diǎn)積聚氣體超過容納量或因受壓力波動，氣體以泡狀或片狀隨液體流動，遮蓋電極而造成輸出晃動。
●外界吸入空氣常見途徑在給水公用事業(yè)方面主要有江河原水含有氣泡，或吸入口水位高度過低（通常要求有2－5倍以上吸入口直徑的距離，視吸入流速而異）形成吸入旋渦卷進(jìn)空氣。在流程工業(yè)方面的配比混合容器攪拌時混入空氣以及泵吸入端或管系其他局部產(chǎn)生密封不良的場所吸入空氣等。這類故障在實(shí)踐中也常會碰到。
●液體中溶解空氣分離成游離氣泡管系壓力降低原溶解的空氣（或氣體）會分離成游離氣泡。例如充滿液體管系二端閥門關(guān)閉，停止運(yùn)行后逐漸冷卻，由于熱膨脹系數(shù)不同，液體收縮比管系收縮大得多，管系中形成收縮空間，形成局部真空狀態(tài)。液體中溶解空氣便分離出來形成氣泡，積聚于管系高點(diǎn)。重新啟動，夾入氣泡的液體流過電極表面就可能使電磁流量計輸出晃動。這可能是管系啟動運(yùn)行初期電磁流量計輸出晃動，然后趨于穩(wěn)定的這一現(xiàn)象的原因之一。又如水在1個大氣壓0℃時*多可溶解約0.3％VN空氣，若在流程中水溫升高空氣就會分離成游離氣泡（到30℃時，*多只能溶解約0.15％）。積聚起來也有可能出現(xiàn)故障現(xiàn)象。
3、外界電磁干擾
檢查流程圖第3項(xiàng)。電磁流量計由于流量信號小易受外界干擾影響，干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場。
●管道雜散電流主要靠電磁流量計良好接地保護(hù)，通常接地電阻要小于100Q，不要和其他電機(jī)和電器共用接地。有時候環(huán)境條件較好，電磁流量計不接地也能正常工作，但是我們認(rèn)為即使如此還是作好接地為妥。因?yàn)橐坏┝己铆h(huán)境條件不復(fù)存在，儀表出現(xiàn)故障，屆時會影響使用，再作各種檢查帶來諸多麻煩。
有時候電磁流量計雖然良好接地，由于管道雜散電流過于強(qiáng)大（如電解工藝流程管線和有陰極保護(hù)管網(wǎng)）影響電磁流量汁正常測量，此時卻須將電磁流量傳感器與所管道之間作電氣絕緣隔離。具體實(shí)例及其檢查和排除過程可參閱案例12。
●靜電和電磁波干擾會通過電磁流量計傳感器和轉(zhuǎn)換器間的信號線引入，通常若良好屏蔽（如信號線用屏蔽電纜，電纜置于保護(hù)鐵管內(nèi)）是可以防治的。然而也曾遇到強(qiáng)電磁波防治無效的實(shí)例，此時將轉(zhuǎn)換器移近到傳感器附近，縮短連接的信號電纜，或改用無外接電纜的一體型儀表。實(shí)例的具體內(nèi)容請參見案例10。
●磁場干擾通常只有采取電磁流量傳感器遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場源。電磁流量計抗磁場的能力視傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計而異，如傳感器激磁線圈保護(hù)外殼由非磁性材料（如鋁，塑料）制成，抗磁場影響的能力較弱，鋼鐵制成則較強(qiáng)。
4、論證核查液體物性
液體物性中有3種因素會使輸出晃動。它們是：（1）液體中含有固相顆?；驓馀荩?）雙組分液體中二種液體電導(dǎo)率不同而末均勻混合，或管道化學(xué)反應(yīng)尚未完全完成，（3）液體的電導(dǎo)率接近下限值。
●被測液體含有較多固體顆粒會像前文所述氣泡一樣，使流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲等，造成輸出晃動。固相若是粉狀通常則不會形成輸出晃動。
●在精細(xì)化工業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)藥業(yè)和給水處理工程經(jīng)常在主液內(nèi)加藥液，而藥液通常是由往復(fù)泵或膜片泵按主液流量成比例地注入。注入藥液后的上液呈現(xiàn)有藥液段和無藥液段相間隔的段列，若兩種電導(dǎo)率不問的液體沒有混和均勻，其下游測量流量的電磁流量計輸出就會呈現(xiàn)晃動。出現(xiàn)這種情況應(yīng)將加液點(diǎn)移至下游，或?qū)㈦姶帕髁坑嬕迫右狐c(diǎn)上游；如果受現(xiàn)場條件限制或嫌改裝工程量大，亦可在加液點(diǎn)下游裝混合器補(bǔ)救之。但裝靜態(tài)混合器后液流將產(chǎn)小旋轉(zhuǎn)流，有可能造成1％或以上的額外附加誤差。然而與輸出晃動無法測量相比，是權(quán)衡兩弊取其輕的措施。
若混合液在管道內(nèi)化學(xué)反應(yīng)未結(jié)束就進(jìn)入電磁流量汁測量，也有可能出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。這種情況下只能改變測量點(diǎn)位置，務(wù)使測量位置在混合點(diǎn)上游或遠(yuǎn)離混合段的下游。然而遠(yuǎn)離混合段的相隔距離需要很長，例如反應(yīng)時間60s，液體流速3m／s，不考慮保險系數(shù)就要求相距180m。
●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?yàn)橹圃鞆S儀表規(guī)范（specification）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*低值，而實(shí)際條件不可能都很理想。我們就多次遇到測量低度蒸溜水或去離子水，具電導(dǎo)率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值5×10-6S／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)率下限值要向1－2個數(shù)量級。
液體電導(dǎo)率可查閱附錄或有關(guān)手冊，缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)則可取樣用電導(dǎo)率儀測定。但有時候也有從管線上取樣去實(shí)驗(yàn)室測定認(rèn)為可用，而實(shí)際電磁流量計不能工作的情況。這是由于測電導(dǎo)率時的液體與管線內(nèi)液體已有差別，譬如液體巳吸收了大氣中C02或NOx，生成碳酸或硝酸，改變了電導(dǎo)率。
對于含有顆?；蚶w維液體產(chǎn)生的噪聲漿液，采取提高激磁頻率能有效地改善輸出晃動。表7－1所示足頻率可調(diào)IFM 3080F型DN 300電磁流量計，測量濃度3.5％瓦楞低板漿液，在現(xiàn)場以不同激磁頻率測量所顯示瞬時流量晃動量。當(dāng)頻率較低為50／32Hz，晃動高達(dá)10.7％；頻率提高到50／2Hz時，晃動降低至1.9％，效果十分明顯。
表1 不同激磁頻率下時瞬時流量晃動量
激磁頻率/Hz 顯示流量(峰晃動范圍)/m3 •h-1 與平均值的百分比
50/32 180－223 10.7
50/18 200－224 5.6
50/6 190－220 7.3
50/2 255－265 1.9
5、調(diào)查液體與電極材料匹配
檢查流程圖第5項(xiàng)。電極材料的選擇首先考慮足對被測液體的耐腐蝕性，然而選配不妥產(chǎn)生電極表面效應(yīng)會形成輸出晃動等故障。電極表面效應(yīng)包括電極表面生成鈍化膜或氧化膜等絕緣層以及極化現(xiàn)象和電化學(xué)等。介質(zhì)一心極材料匹配還沒有像耐腐蝕性那樣有充足的資料可查，只有一些有限經(jīng)驗(yàn)，尚待在實(shí)踐中積累。
鉭一水、堿等非酸液鉭電極測量水流量時會形成絕緣層，使儀表失靈或運(yùn)行一短時期后出現(xiàn)很大噪聲。在工藝流程中即使是極短時間鉭電極與水或"非酸"液接觸，如用清水沖洗管子，亦會影響儀表正常使用。氫氧化鈉等堿液亦不能選鉭電極。
哈氏合金B(yǎng)一高濃度鹽酸哈氏合金B(yǎng)對溫度濃度不高的鹽酸已有若干應(yīng)用良好的實(shí)例。然而濃度超過某值時會產(chǎn)生噪聲，應(yīng)改用鉭電極、硝酸、硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
鉑一過氧化氫鉑電極用于測量低壓過氧化氫（壓力低于0.3MPa）時，由于觸媒作用在電極表面產(chǎn)生氣霧，阻斷了電氣通路而影響工作。
鍆一濃度大于10％的鹽酸鉑電場對濃度大于10％的鹽酸會產(chǎn)生噪聲，當(dāng)改用鉭電極。
哈氏合金B(yǎng)－硫酸鋁溶液水廠用硫酸鋁與原水混合以凝聚懸浮體。我們曾遇到哈氏合金B(yǎng)電極測量15％硫酸鋁溶液，出現(xiàn)輸出晃動，后改用耐酸鋼電極即獲得滿意的結(jié)果。
　　
上一條：氣體流量計故障原因及解決方法
　　
下一條：儀器儀表信號干擾原因及解決方法

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