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电磁流量计故障分析和排除

发表时间：2021/9/6 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：闫承旺

[导读] 在生产控制过程中，流量测量作为热工量测量之一，是一项重要的测定参数，电磁流量计凭借其高精准度和强耐腐蚀特性，应用越来越广泛。然而在实际测量作业中，因安装不当或环境变化等，电磁流量计容易发生各种故障。在故障现象发生时，必须要及时采取合理的检查方式，以便于及时地处理解决故障，因此，需要先了解电磁流量计的工作原理和主要构成部分，分析各类常见故障产生的原因，根据实际情况对电磁流量计的故障进行检查和分析。

华电青岛热力有限公司闫承旺青岛市 266000

摘要：在生产控制过程中，流量测量作为热工量测量之一，是一项重要的测定参数，电磁流量计凭借其高精准度和强耐腐蚀特性，应用越来越广泛。然而在实际测量作业中，因安装不当或环境变化等，电磁流量计容易发生各种故障。在故障现象发生时，必须要及时采取合理的检查方式，以便于及时地处理解决故障，因此，需要先了解电磁流量计的工作原理和主要构成部分，分析各类常见故障产生的原因，根据实际情况对电磁流量计的故障进行检查和分析。
关键词：电磁流量计；故障分析；排除
        引言
        在工业生产自动化过程中，流量是需经常测量和控制的重要参数之一。随着科学技术的发展，人们对于流量检测精度的要求越来越高，需要检测的流体品种也越来越多，检测的对象从单向流到双向、多向流，工况条件有高温、低温、高压、低压等。因此，人们根据不同的测量对象的物理性能，运用不同的物理原理和规律，设计制造了各种类型的流量仪表，应用在工艺流程中配比参数的控制及油、气、水等介质的计量，实现了工业生产过程中的自动检测和控制。流量仪表也成为过程控制检测仪表中的重要部分。
        1电磁流量计的特点
        （1）电磁流量计的变送器结构简单，没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件，所以当流体通过时不会引起任何附加的压力损失，同时也不会引起诸如磨损，堵塞等问题。特别适用于测量带有固体颗粒的矿浆，污水等液固两相流体，以及各种粘性较大的浆液等。同样，由于其结构上无运动部件，故可通过附上耐腐蚀绝缘衬里和选择耐腐材料制成电极，起到很好的耐腐蚀性能，使之可用于各种腐蚀性介质的测量。（2）电磁流量计是—种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以及电导率（在一定范围内）的影响。（3）电磁流量计的量程范围极宽，同一台电磁流量计的量程比可达1:100。此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称分布下的流动状态（层流或紊流）无关。（4）电磁流量计无机械惯性、反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好。因此，可将测量信号直接用转换器线性地转换成标准信号输出，可就地指示，也可远距离传送。
        2电磁流量计的常见故障分析
        2.1电磁流量计安装测试故障
        在化工生产过程中，完成电磁流量计仪表的安装后、正式投入使用之前往往需要进行仪表性能调试，在此阶段出现的故障被称为电磁流量计安装测试故障。仪表安装环境选择不当（如外界环境存在大型电机磁场干扰，管道杂散电流干扰，空间强电磁波干扰等一系列电磁场干扰）、仪表安装不规范、安装位置不正确、或仪表所测量导电流体的特性有所变化等原因均会导致此类故障。不同故障原因导致仪表故障表现各有不同，可根据故障情况对故障来源进行初步辨识。例如，若所测量介质特性出现气液两相工况，测量介质中所含有的均匀分布的微小气泡虽暂时不会对电磁流量计产生较大影响，但随着介质气相的加剧，仪表输出信号的波动会随之加剧，严重时影响仪表测量读数。如果将传感器安装在管道高处或自上而下的垂直管上，可能会导致气体聚集于管道高处从而出现表内液体排空，进而造成仪表故障；此外，传感器的不适当安装也可能会导致管内流体不满故障；若电磁流量计误安装在泵的吸入端，则流量计内部会出现负压从而损坏流量计内部衬里。
        2.2仪表正常投运后出现的故障
        经安装调试并试运行一段时间后，电磁流量计可进入正常投运阶段。因为环境变化和长时间的运行会对仪表的运行状态产生影响，此阶段可能发生的仪表故障与前文所述故障存在差异。一般来讲，电磁流量计投运后故障包括流量传感器内壁附着层污垢积聚造成的故障、仪表环境条件变化造成的故障、雷电打击等恶劣气象环境导致的故障等。

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电磁流量计投运后，因常用来测量相对脏污的流体介质，运行一段时间后，流体介质在传感器内壁附着层出现积聚现象，导致附着层的电导率偏高或偏低进而产生故障。若流体介质积聚附着层呈绝缘性，杂质积聚过多会造成整个电极回路断路；相对地，若流体介质积聚附着层整体偏导电性，过多地积聚将会使电极回路出现短路。上述两种情况均会导致仪表工作不正常，由此可见有必要在电磁流量计投运后对测量管内的污垢层附着物进行定期清理。另一方面，电磁流量计运行环境的变化对仪表的影响也不可忽视。在调试期间没有干扰源不意味着运行环境不存在干扰。例如在电磁流量计运行期间，附近管道的电焊作业、大型电机或变压器等电磁设备运行均会对电磁流量计的正常工作产生干扰，此时电磁流量仪表的输出信号会出现数值波动。此外，雷电打击等恶劣气象环境同样能够影响仪表正常工作。例如出现雷电打击，仪表线路中容易感应出高电压和浪涌电流，其大多通过电源线、流量信号线等途径进入仪表进而导致仪表内部结构受损。
        3电磁流量计常见故障的排除分析
        3.1利用电阻法排除故障
        电阻法是排除电磁流量计故障的基础方法，也是最为普遍的方法。依据电磁流量计故障的不同，电阻法的具体使用方法也不同，流量计电源保险丝、励磁保险的通断，电磁流量计信号电缆、励磁电缆的通断等是较为普遍的方法。
        3.2采用电压法排除故障
        电压法排除故障的核心在于判断工作电源。可以用数字式万用表分别测两电极与地之间的极化电压，如果两次测量值接近且几乎相等，说明电极未被污染或被覆盖，否则说明电极已被污染或被覆盖。极化电压大小决定于电极材料的“电极电位”和液体的性质，测量值可能在几伏至几百伏之间。
        3.3采用替代法排除故障
        替代法，即将两个不同部位互换，用同一件正常的器具来对两个部位进行检查，以判断某一部位是否存在故障，在实践中，比较普遍的是将流量计的转换器、放大板进行互换以检验转换器是否存在故障。
        3.4采用模拟信号法排除故障
        电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路，用模拟信号发生器提供流量信号是非常普遍的一种方式。
        3.5采用波形法排除故障
        采用关键点波形法排除故障建立在熟悉线路的基础上，电磁流量计检查内容为：外观检查、转换器特性试验、测量值校准、测量各部电压、测量绝缘电阻、确认电路等。仪表检查调整时因零点漂移，调整零点显得十分重要。
        结语
        随着我国工业生产自动化水平的不断提高，电磁流量计在流量测量领域，特别是炼油化工生产中的应用越来越多。作者梳理了电磁流量计在化工生产流程中可能出现的常见故障，对故障的来源进行剖析，提出了结合故障分析和在线检查的仪表故障辨识方法和故障解决方案，为工业生产实际中电磁流量计故障的处理提供参考。通过准确分析故障原因、快速排除故障，实现了测量仪表整体测量精度的提高，对快速恢复装置生产有着重要意义。
参考文献
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