電磁流量計在線檢查和故障分析
電磁流量計在線檢查和故障分析
摘.. 要: 將電磁流量計出現的故障按照調試期故障和運行期故障進行分類, 分析了引起調試期故障的原因。針對電磁流量計運行期故障, 按照外部因素和內部因素進一步分類, 介紹了運行期發生故障原因、故障現象和解決故障的方法, 為解決電磁流量計故障問題提供參考。
關鍵詞: 電磁流量計; 故障; 檢測; 電阻
0.. 概述
電磁流量計具有品種規格齊全、量程比大、測量精度高、節約能源、互換性好、所需的直管段短等優點, 在石油、化工、冶金、醫藥和給排水等行業的應用越來越廣泛, 是測量導電液體和漿液的理想儀表。隨著應用范圍越來越廣泛, 實際使用中遇到的電磁流量計故障也越來越多, 迫切需要對電磁流量計的各種故障進行綜合研究。本文結合工程應用實際工作中遇到的各種電磁流量計故障, 提出了實際工作中電磁流量計在線檢查和故障分析方法。電磁流量計常見故障現象有無流量信號輸出, 零點不穩, 輸出晃動, 流量測量值與應用參比值不符, 輸出信號超滿度值等。其故障按使用過程可劃分為調試期故障和運行期故障兩大類。這些故障發生的原因有可能是電磁流量計本身元器件損壞等引起, 也有安裝不妥、選用不當以及環境條件和流體特性方面造成輸出晃動等。
1.. 調試期故障
本類故障在電磁流量計初始安裝調試時就出現, 但一經改進排除故障, 今后在相同條件下一般就不會再度出現。常見調試期故障原因主要有安裝不妥、環境干擾、流體特性影響三方面。
1..1.. 管道系統和安裝等方面
通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障, 常見的例如將流量傳感器安裝在易積聚滯留氣體的管網高點; 流量傳感器后無背壓, 液體徑直排入大氣, 形成其測量管內非滿管; 裝在自上向下流的垂直管道上, 可能出現排空等。
1..2.. 環境方面
主要是管道雜散電流干擾, 空間電磁波干擾, 大電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨接地保護可獲得滿意測量, 但如遇管道有強雜散電流亦不一定能克服, 須采取流量傳感器與管道緣絕的措施。空間電磁波干擾會從信號電纜引入, 通常對信號線采用單層或多層屏蔽予以保護。
1..3.. 流體方面
液體含有均勻分布細小氣泡通常不影響正常測量, 唯所測得體積流量是液體和氣體兩者之和。氣泡增大會使輸出信號波動, 若氣泡大到流過電極遮蓋整個電極表面, 使電極信號回路瞬時斷開, 輸出信號將產生更大波動。低頻( 50 /8 ~ 50 /4H z)矩形波激磁電磁流量計測量液體中含有固體超過一定含量時將產生漿液噪聲, 輸出信號亦會有一定程度波動。兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時, 若兩種液體電導率(或各自與電極間電位)有差異, 在混合未均勻前即進入流量傳感器進行流量測量, 輸出信號亦會產生波動。電極材質與被測介質選配不善, 產生鈍化和氧化等化學作用, 電極表面形成絕緣膜, 以及電化學和極化現象等, 均會妨礙正常測量。
2.. 運行期故障
經初期調試并正常運行一段時期后出現的故障稱為運行期故障。運行期故障的特點是出現幾率不固定, 造成的原因是多方面的, 既可能是外界因素的影響, 如流量傳感器內壁附著層、雷電擊和環境條件變化等, 也有可能是內部因素的原因, 如元器件損壞、電纜絕緣下降等。
2..1.. 外部因素
一般說來, 外部因素引起的電磁流量計故障比較容易解決。因此, 查找電磁流量計故障應先從外部因素著手。
2..1..1.. 內壁附著層
由于智能電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀表多, 內壁附著層出現的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近, 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。后兩種現象均會使儀表無法工作。表現為電磁流量計流量示值逐漸減少, 直至接近于零。這種故障的檢查一般通過測量流量傳感器兩電極對地電阻值來判斷, 如電極被沉積物覆蓋, 則兩電極對地電阻差別很大。干凈的傳感器電極對地電阻一般相等。解決這種故障的方法非常簡單, 就是將附著在電磁流量計內壁和電極上的沉積物清除。清除沉積物方法雖然簡單, 但如果安裝時沒有考慮清洗的需要而要拆下傳感器才能清洗, 那么清除流量傳感器內部沉淀物也是一件非常麻煩的工作。因此, 對于大口徑的電磁流量計安裝時如果考慮設置旁通管預留人口, 會大大方便將來的維護工作。
2..1..2.. 雷電擊
雷電擊在線路中感應瞬時高電壓和浪涌電流, 進入儀表就會損壞儀表。雷電損壞儀表有三條引入途徑: 電源線、傳感器與轉換器間的流量信號線(連接傳感器測量電極)和激磁線(也稱勵磁線, 連接傳感器勵磁線圈)。然而從雷電故障中損壞的零部件分析, 引起故障的感應高電壓和浪涌電流大部分是從控制室電源線引入的, 其他兩條線路很少。一般雷擊損壞多為電磁流量計轉換器損壞, 表現為轉換器沒有顯示及輸出, 這種情況轉換器無法修復, 更換新的轉換器即可解決, 但轉換器中儲存的讀數無法讀出。
2..1..3.. 環境條件變化
主要原因同調試期故障的環境方面, 只是干擾源不在調試期出現而在運行期間再介入的。這種情況下, 干擾源磁場引起電磁流量計測量管道產生雜散電流, 使電磁流量計測量出現輸出信號大幅度波動的情況。要解決這個問題, 需將電磁流量傳感器浮空不接地, 使傳感器與其連接管道間電氣絕緣, 并將傳感器上下游管道間用粗導線跨接, 使傳感器與被測水流處于相同電位, 一般可以消除干擾源的影響。
2..2.. 內部因素
組成電磁流量計本身的傳感器、轉換器以及連接兩者的電纜發生的故障, 稱之為內部因素引起的電磁流量計故障。一般說來, 經過調試期運行正常的電磁流量計, 在排除外部因素影響的原因后, 這時, 檢查故障首先應從顯示儀表工作是否正常開始, 逆流量信號傳送的方向進行, 即按照轉換器、轉換器和傳感器連接電纜、傳感器的順序進行。
2..2..1.. 轉換器的檢查
首先復核轉換器中管道口徑、量程和計量單位等設定值, 然后用模擬信號器測試轉換器的量程和零點。一般零點不容易檢查, 因為需要關閉水流使流量為零。通常情況下, 用測試轉換器量程的方法足夠用來判斷故障是否發生在轉換器。若是轉換器故障, 就可方便地調換轉換器部件甚至轉換器整機。
2..2..2.. 轉換器和傳感器連接電纜的檢查
通常人們檢查電磁流量計測量故障, 往往忽視連接傳感器和轉換器的電纜系統, 而從以往制造廠現場服務調試和檢修的故障事例看, 實際上出現連接電纜故障的頻度頗高。運行期電磁流量計因電纜產生故障的主要原因有: 種原因是將所附整根電纜割斷后重新連接, 使用一階段后連接處吸入潮氣, 絕緣下降; 第二種原因是信號線末端未處理好, 內屏蔽層、外屏蔽層和信號芯相互間有短接, 或與外殼短接。其中第二種較多出現在初裝調試期, 因此
在運行期間對連接電纜的檢查, 主要是種所示的內容。如果電纜發生故障, 需要對電纜連接處用熱吹風排除潮氣后重新連接, 如有必要, 則更換電纜并重做接口密封。
2..2..3.. 傳感器的檢查
通常只有在做完其他各項檢查, 排除轉換器和連接電纜的因素后, 才能最后下決心, 拆除轉換器和傳感器連接電纜, 在傳感器上檢測電極與液體接觸電阻、勵磁線圈絕緣電阻和銅電阻。必要情況下, 還要卸下傳感器以檢測電極絕緣。
2..2..3..1.. 檢測電極與液體接觸電阻
電極與液體接觸電阻值指電極與液體的接觸電阻, 它反映電極和襯里附著物的大體狀況。其阻值大小[ 1] 主要取決于接觸面積和液體電導率。一般結構電極在測量電導率為5 .. 10- 6 S /cm 的蒸餾水時電阻值為350 k.., 電導率為150 .. 10- 6 S /cm 的生活和工業用水約為15 k.., 電導率為1 .. 10- 2 S /cm 的鹽水約為200 ..。接觸電阻的測量一般使用指針式萬用表在管道充滿液體時進行測量。測量時, 用萬用表同一根表棒接電子, 另一根表棒始終接儀表地線, 待指針偏轉時讀取數據。通過萬用表測量接觸電阻, 雖然只是確定大體的值, 卻是判斷管壁狀況較方便的方法。電磁流量傳感器的電極接觸電阻在新裝儀表調試時即測量并記錄在案, 以后每次維護時均作測量。作分析比較測得的各次電阻值, 必須是用同一型號萬用表的同一測量檔測量的值。分析比較將有助于今后判斷儀表故障, 省去從管道上卸下流量傳感器進行檢查。如所測電極接觸電阻值比以前增加, 說明電極表面被絕緣層覆蓋或部分覆蓋; 如比以前電阻值減少, 說明電極和襯里表面附著導電沉積層。
2..2..3..2.. 檢測勵磁線圈絕緣電阻和銅電阻
勵磁線圈對地絕緣電阻下降, 勵磁信號將通過絕緣電阻與傳感器內阻分壓, 在電極上產生電壓降, 從而對儀表產生干擾信號。勵磁線圈對地絕緣電阻應不小于20M..。可用兆歐表來測量勵磁線圈對儀表地線之間的絕緣電阻。勵磁線圈銅電阻可通過用數字萬用表測量勵磁線圈兩個端子之間的電阻獲得, 以判斷線圈是否良好導通和有無匝間短路現象。當勵磁線圈開路時, 測量電阻值為無窮大; 當勵磁線圈短路時, 測量電阻值將小于出廠時的銅電阻值。事實上, 勵磁線圈出現故障的現象是極少的。一般情況下, 電磁流量計發生故障或日常檢測時不要求一定要檢測勵磁線圈。
2..2..3..3.. 檢測電極絕緣
檢測電極絕緣的方法是先卸下流量傳感器, 放空液體, 用布擦干襯里內表面, 不留液(水)漬, 使之干燥。然后用500 V. d. c. 兆歐表分別測試兩電極對地電阻。通常要求電極絕緣電阻大于100M.. , 若檢查結果確實是絕緣破壞只能調換傳感器。
3.. 結語
通過總結智能電磁流量計使用運行中的各種問題, 提出了電磁流量計在線檢查和故障分析的方法, 對解決電磁流量計故障問題提供參考。參考文獻: [ 1] .. 蔡武昌. 電磁流量計技術培訓資料[ Z]. 上海: 上海光華.. 愛而美特儀表有限公司, 2003. --擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：
