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電磁流量計常見問題分析和解決方法


 摘 要: 電磁流量計在實際運行中由于長期受到安裝、環境等因素的影響(influence),在后繼使用中常發生各種故障。渦街流量計也稱之為旋渦流量計或卡門渦街流量計。綜合吸收發達國家先進技術和總結多年研究生產經驗的基礎上進行精心設計的產品,實現了產品智能化、標準化、系列化、通用化、生產模具化、確保產品質量的美觀性。電磁流量計20世紀50~60年代隨著電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表。 電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制造的用來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表。污水流量計除可測量一般導電液體的體積流量外,還可用于測量強酸強堿等強腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。廣泛應用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環保、食品等工業部門及市政管理,水利建設、河流疏浚等領域的流量計量。本文結合長期現場檢測(檢查并測試)工作經驗就電磁流量計的安裝、電磁干擾、電導率過低、測量電極(electrode)結垢和腐化侵蝕 等一系列常見問題進行簡單的分析(Analyse)和闡述,并就這些問題提出了相應的解決辦法和處理(chǔ lǐ)意見,解決公司在使用電磁流量計過程中遇到的各種故障和難題。
 0 引言         電磁流量(單位:立方米每秒)計的原理是根據物理學法拉弟電磁感應規律(rhythmical)制做的一種測量導電液體的流量計量儀表,電磁流量計具有測量的管道外徑(外緣直徑)范圍(fàn wéi)大、流量范圍寬、不易出現阻塞、良好的耐腐化侵蝕 性等優點,目前,已廣泛(extensive)的應用于各類導電液體流量的計量檢測中。但在實際使用中,由于長期受外界環境條件和本身流體特點以及儀器本身如元器件易損壞等原因,容易引起各類故障(fault)。本文對現場檢測中常遇到的電磁流量計的幾種故障進行了簡單的分析(Analyse)和闡述。 1 管道內介質未滿管造成對儀表測量的影響         此類問題(Emerson)主要是流量計管道的鋪設不標準,致使儀表測量電極所測量的管道未充滿液體或儀器測量電極安裝位置不合理等原因所致。 未滿管的問題大多在流體自然流或者測量電極下游背壓不足或無背壓的情形下發生。          對于此類情況,首先,可以通過現場觀察的方法發現未滿管問題,可以在管道的排放口觀察管道內排放的液體是否為滿管狀態。其次,也可以通過對測量電極的阻值來判定是否滿管問題,若在排除電路斷路的情況下通過測量發現電極的阻值明顯偏高,則可以判斷管道內為非滿管狀態。          管道未滿管狀態也可以分為測量電極安裝高度高于介質液面或者測量電極安裝高度低于介質液面這兩種情況。若測量電極安裝高度高于介質液面時,這時測量電極和介質液面不在同一平面上,流量計表頭顯示的數據為異常狀態并會出現晃動,此時,測量的電路相當于處于斷開的狀態。          若測量電極安裝的高度低于介質液面,流量計的安裝位置沒出現問題的話,流量計表頭顯示的數據一般是比較穩定正常的。若此時電極所在的管道內未滿管,就會出現有時流體的流量較大且管道滿管時儀表運行狀態為正常,但流體流量較小時儀表運行狀態就有可能因為未滿管而使數據異常。          要解決電磁流量計的這些問題,就要在流量計安裝時盡量避免出現非滿管的情況,這樣就必需在設計U 型管時,把 U 型管設計在管道最低端并且保證 U 型管中間的直管段足夠長(如圖 1)。 2 管道介質中含有氣泡造成對儀表測量的影響         介質中氣泡形成有: 從管道外進入介質中的氣泡和溶合在介質中的氣泡等兩種情況。當液體中含有的氣泡球直徑遠小于測量電極直徑且氣泡數量不多,這種情況下雖然最大化減少了部分液體的體積,但不會使電磁流量計傳出晃動。若液體中含有球徑較大的氣泡時,氣泡經過電極就會完全擋住電極,此時,流量計表頭顯示的數據會產生異常,并會出現晃動。          此時,若通過測量發現電極的阻值明顯偏高,可判斷是由于管道內氣泡影響造成的。要解決電磁流量計管道介質中含有氣泡的問題,若是由流量計本身安裝方式不正確引起的話,比如該流量計安裝在出水口處直接進入空氣或者安裝在管道的最高點而聚集有氣泡并造成流量計數值不穩定的話,重新選擇合適的安裝位置是最好解決辦法,也可以在安裝選擇時采用 U 型管安裝的方法或者在管道的最低點安裝(如圖 1)。若由于現場環境和位置等限制因素(factor)無法選擇安裝位置的情況下,可在電磁流量計上游(遠離抽水泵處)加裝集氣裝置或排氣設備(shèbèi)。 3 外界強磁干擾造成對儀表測量的影響         電磁流量計的日常運行易受到外界強磁場的影響,日常運行中主要遇到的干擾源有磁場、管道內小電流、電磁輻射、靜電等。          當受到外界磁場干擾,電磁流量計傳出信號表現為非線性輸出時,可通過模擬(定義:對真實事物或者過程的虛擬)信號分析儀來判別分析。                  若儀表的傳出信號為持續的線性輸出時,可認為外界的磁場干擾所致。管道內小電流的干擾可以通過電磁流量計合理的接地來保護,也可以在電磁流量傳感器與管道之間作電氣絕緣隔離,需要注意的是不要和其他電器和電機組共用接地線。          電磁波和靜電的干擾會通過電磁流量計的轉換器和傳感器之間的信號纜線引入,可以實行屏蔽的方法來達到解決的目的。如若電磁波太強而無法完全屏蔽,可以改用無纜線的電磁流量計儀表或者縮短其轉換器和傳感器之間的信號纜線。 4 電導率低造成對儀表測量的影響         電磁流量計的測量原理規定被測介質是導電介質且不能低于導電率的下限。電導率低于導電值會產生測量數據異常,如果超過導電率即使在變化的情況下也可測量,并且偏差變化不會大。          導電率如果低于下限值,被測介質含有較多固體顆粒會使流量信號出現噪聲,造成傳出晃動。導電率超過下限值即使變化較大時,測量的誤差也基本不變。如果被檢測的介質導電率低于該電磁流量計所能檢測最低值,那么可以更換與該種介質導電率相適應的低導電率電磁流量計或者選用其他測量方法。 5 測量電極結垢及測量電極短路造成對儀表測量的影響         長期使用后的電極或者在易產生水垢的介質中使用的電極,在運行中電極會產生水垢。當電極結垢后,電極傳出的流量信號會越來越小,最終將接收不到電極發出的信號。測量電極結垢后,會使測量電極電路斷開而不能正常工作。          要解決電磁流量計測量電極結垢和短路問題,首先對于容易產生和附著水垢的測量電極可用提高介質流速的方法以達到自動清理管壁的目的。其次,對于測量電極短路問題,最好在選擇測量電極時選用不易附著介質的半球形或尖形的測量電極、刮刀式測量電極、可替換式測量電極等。 6 測量電極遭腐蝕造成對儀表測量的影響         測量電極遭腐蝕造成的電極信號衰退和失效也是電磁流量計常遇到的問題,這類情況一般是測量電極選擇時沒有選擇相應介質的防腐蝕電極材料所致,造成測量電極被介質所腐蝕,最終影響流量計輸出。電磁流量計測量電極選擇的材料首先要考慮(consider)到的因素是被測介質的腐蝕性,其次還要防止產生噪聲和形成的表面鈍化(Deactivation)效應等。電磁流量計的測量電極對耐腐蝕性的要求很高,基本不允許或者只允許極慢的腐蝕速率,因為這樣會破壞(vandalism)襯里與測量電極之間的密閉性,造成電磁流量計不能正常工作。所以測量電極材料的選擇,需要參照被測量介質在以往相關設備上運行經驗(experience)和以往的實際應用情況,最好由該使用公司和熟悉相關行業的相關技術人員來選擇確定。對于一般的普通介質,可以根據行業的實際情況翻閱有關的防腐蝕手冊,對于一些成分較復雜的介質,可以做相關的掛片試驗,最終得出比較可靠的參考結論。通常情況下,選擇的測量電極材料的耐腐蝕性要比管道材料的耐腐蝕要高一個等級。
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