摘 要：针对电磁流量计的使用现况，首先给出了其工作原理，之后举例了几个电磁流量计在实际应用中常见的故障进行分析和探讨，对故障的产生、处理、预防作出了说明，给予了相关的建议。
关键词：电磁流量计；故障分析；解决方案
0 引言
电磁流量计的结构简单，只要被测介质的最小电导率满足测量条件，几乎适用于所有的电传导液体，其具有无阻力、无压损、无机械惯性、反应灵敏、量程范围宽等优点，在政府供水工程、石油化工、金属冶炼、工业制药、电力生产等行业都有着广泛应用。虽说电磁流量计拥有许多优点，但在实际使用过程中，若是存在选型不当、安装不合理、使用不规范等问题，也会引起仪表的示值不稳定，误差增大，甚至可能导致仪表损坏。以下将对电磁流量计的工作原理以及在实际应用中的常见故障做出分析和探讨。
1 工作原理
电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应原理定律，导电液体在管道内流过一个横向磁场，相当于作切割磁力线运动，产生感应电动势，其感应电动势为:
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由上式可知，体积流量与感应电动势和被测管道内径成线性关系，与磁场的磁感应强度成反比，与其它物理参数无关，这就是电磁流量计的工作原理。[[[] 李志.电池供电插入式电磁流量计在分区计量工作中的应用[C].//中国城镇供水排水协会.第四届水行业流量仪表选型与应用技术研讨会论文集.2010:364-370.]]
2常见故障实例分析
2.1选型不当
某污水处理厂用于测量排污水量的电磁流量计已使用了较长的一段时间，厂方决定另外采购一台同口径的电磁流量计作为备用表使用，以备不时之需。根据污水厂方的要求，其测量管道口径为DN300，管道材质为碳钢，经过的流体介质为无腐蚀性污水，根据这些参数，电磁流量计厂家给污水厂方配备了一台衬里材质为橡胶，电极材质为316L，转换器为低频励磁的电磁流量计，这些配置都符合了污水厂方的要求。因线上仪表一直正常运行，备用表购置后存放在仓库未曾启用，后污水厂发生了意外事件，导致另一条同口径管线上的电磁流量计故障损毁，无法使用，因此将备用表换到了该管线上，上线后经过调试，发现备用表无法工作，仪表显示流量为零，污水厂方查找不到原因，只好询问电磁流量计厂家，经调查询问，原本备用表是根据流体介质为无腐蚀性污水选用的，因为该电磁流量计转换器为低频励磁，而现在使用管线的流体介质为纸浆，纸浆需要转换器为高频电磁，所以造成了该现象故障的产生，重新更换转换器后流量计恢复正常运行。电磁流量计的前期选型十分重要，选择电磁流量计的原则应根据现场的具体情况及考察周边的环境条件进行，必须事先确定好现场环境、管道口径、管道材质、流体介质、流量计的计量特性等方面的具体内容，在不同的条件下选择最合适的流量计，不能随意混用，避免造成测量不准甚至直接损坏流量计。
2.2管道内液体未充满
广西某化工厂需引江水，因地理位置所限，引水管道顺地势经过一座小丘，厂方在该小丘最高处安装了一台DN600电磁流量计，实际投入使用后，时常会出现流量计显示流量大幅波动，甚至满度的情况。根据现场情况初步判断是电磁流量计安装位置不当，管道内空气未排干净，导致液体未充满管道。而后决定通过改造，在预留足够的后端直管段后，加装向上的U型管道并设有排气装置，重新启用后电磁流量计恢复正常运行。电磁流量计会出现非满管状态时的测量结果不稳定，是因为非满管状态可以理解为所测液体介质中含有大量气泡存在的极端情况，若液面高度高于电极水平面，少量的气泡在液体管道中以分层流均匀流动，流量显示较正常情况下显示偏大；气泡进一步增多，呈现出气泡流或塞状流时，流量显示会出现大幅上下波动，这是因为大量气体经过电极时瞬间遮盖电极表面而导致的；若液面高度低于电极水平面，这种情况电极暴露在空气中，传感器的测量回路为开路状态，电极无法与液体直接接触，流量显示会出现数值乱跳或者表现为超满度，此时电磁流量已经无法进行测量工作。因此，为避免发生类似情况故障，电磁流量计的安装位置、安装方式的选择十分重要，错误的安装会导致其测量不准确甚至无法正常工作，最优化的安装位置是将电磁流量计安装在管道的最低端或安装在U型管道液位上升的管道部份。
2.3传感器内壁结垢
珠海某污水处理厂其中两台用于计量入水量用的DN100电磁流量计，送至第三方检测机构检定合格后安装投入使用，使用初期仪表运行正常，随着时间的推移，厂方发现仪表流量数据越来越小，与初始数据出现了明显的偏差，后停行拆下检查，发现流量计内壁均匀附着了厚厚的一层结垢，清理干净后流量计恢复正常运行。因为无阻力、无压损的特点，在测量一些污水、成分复杂的流体时，常常会选用电磁流量计，而随着作业时长的累积，一段时间后，电磁流量计的内壁衬里上会因为介质的特性导致污垢附着，污垢遮盖电极后可导致流量显示大幅度波动、无流量显示等情况。电磁流量计内壁及电极上产生污垢导致仪表故障是较为常见的，该情况取决于附着层的导电率与流体的电导率是否相近，在电导率相近的情况下，信号输出还能在一定程度上保持正常，只是会出现小幅度的误差；如果附着层的电导率偏高时，随着污垢的形成，电极间的电阻缓慢慢下降，实质是电极间的电动势被短路，从而反映出流量计显示流量越来越小的现象；如果附着层为绝缘性物质，彻底隔绝电极表面的测量电路，电磁流量计则无法工作。在电磁流量计的使用过程中，特别是在进行一些带有电导率较高的杂质的流体测量时，必须定时清理测量管内壁，将附着的结垢及时清理，保障电磁流量计的正常工作。[[[] 张宪发.电磁流量计的故障检查和分析[J].中国设备工程,2017,(14):50-51.]]
2.4外界电磁干扰
某公司有一台用于检测出厂水量的DN300电磁流量计，一直运行正常持续了6年，之后负责该流量计的值班人员报告称流量计不准确，较以往数据偏小了许多。调查人员在白天使用便携式超声流量计在线对比流量计量值并未发现异常，经现场调查，值班人员称该流量计白天是能够正常运行的，夜间则会出现流量明显下降的情况，而该运行管线的流量是相对比较稳定的，调查人员查看了现场环境，因设计之初时的场地限制，该电磁流量计附近10米处，有一台其它单位的变压器，初步判断有可能是该变压器导致的电磁干扰。调查人员前往该单位走访了解到其在近期新上了几台大负荷设备，根据当地相关用电的规定，只能在夜间才能运行，通过比对电磁流量计流量开始下降的时间与该单位设备运行的时间发现，两者的时间段高度重合，因此判断电磁流量计接地出现了问题，经工作人员排查，果然接地因锈蚀出现了破损，重新做好接地后，电磁流量计恢复正常运行。当传感器接地不良时，因为电磁屏蔽存在缺陷，电磁流量计的抗电磁干扰能力明显下降，杂散的电容可能会引起同相干扰，因此，每一台电磁流量计都应该具备单独的、良好的接地，安装时应选择没有强烈磁源的地方。
2.5使用过程中流动状态变化
江西某铜矿厂装有若干台电磁流量计测量含粉状固相的浆液，几年来一直使用正常。到1998年7月用户反映其中一台DN600mm仪表出现输出晃动高达满度值的50%-100%。现场检查仪表本身均正常，并且巡视和询问得悉流动动力源末改动，不会新产生流动波动，也排除了使用环境变坏新引入干扰的可能性，总体印象是仪表正常，安装和环境条件符合要求。当时因不能停流卸下和检查流量传感器隐蔽部分及其邻近管道状况，一时未找出故障原因，直到月余后该厂停行抢修，发现流量传感器附近上游橡胶衬里的U型管内，大片橡胶衬里脱落，悬挂于管内，随液体流动而摆动，造成流动波动，仪表如实反映，形成输出晃动,新换上U型管后，大幅输出晃动就不再出现了。[[[] 蔡武昌.电磁流量计输出晃动的检查[J].石油化工自动化,2002,(2):84-87,90.]]使用过程中流动状态变化通常仪表调试正常运行一段时期后，也会因流动状态变化而出现故障，虽然这种故障原因出现概率不高，但在分析故障原因时不应忘记这一因素。
3日常维护与检查方法
定期的维护和保养可以有效的提升电磁流量计的使用寿命，降低其发生故障的概率，首先，应经常观察传感器电源电缆和传输电缆（或导线）有无破损、老化现象，保护好电缆外面的橡胶护套；其次，变送器管内壁结垢层应定期清理（一般为半年），用软布擦洗电极表面，清除污垢或沉积物；再者，在生产实际中对于仪表的定期检查是保障电磁流量计指示精度的关键，尤其是对仪表端盖、接线口密封性的检查，是保障湿气和水不进入仪表内的重要步骤；另外，为保障仪表高度密封性，壳体盖的螺纹需时刻涂有润滑黄油，严禁碰撞损坏；最后，在流量计运行过程中，定期对仪表零点进行标定，并保障电磁流量计的有效接地。[[[] 王晓莉,唐涛,穆秀云.电磁流量计故障检查分析和排除[J].化工科技,2018,26(5):79-82.]]
另外我们可以利用万用表，简单的检测电磁流量计的几项技术指标，确认其信号线与励磁线是否正常。首先把转换器接线端的励磁线和信号线从转换器的接线端子上摘下来，检查所有接线的阻值。励磁线圈电阻：用万用表测量励磁线间的阻值，励磁线圈阻值应在(40-80)Ω范围内。如电阻值为无穷大或为零即出现断路或短路现象，励磁线端子与地线之间应为不导通，电阻为无穷大；信号线间的阻值测量，把万用表定为档测量信号端子与地线端子之间阻值约为(3-10)而且有放电现象，说明信号线完好无损；用万用表直流档2.5V或10V档，测量两根励磁线端子时，万用表指针出现低频摆动现象，那么流量计励磁系统运转正常。[[[] 徐丽维,班玉强.电磁流量计的日常应用与维护[J].电子制作,2013,(16):292-292.
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4 结束语
电磁流量计的应用非常广泛，优点明显，但也不能忽视它的缺点，本文就电磁流量计工作原理以及结合电磁流量计在实际应用中的一些常见故障进行了分析和探讨，为类似故障产生时提供了参考和解决方案，我们需要在实际应用中不断总结经验，并提炼出改进方案，让电磁流量计的应用更加完善，确保其计量准确性。
参考文献：