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(xiàn)的故障按照調(diào)試期故障和運(yùn)行期故障進(jìn)行分類, 分析了引起調(diào)試期故障的原因。針對電磁流量計運(yùn)行期故障, 按照外部因素和內(nèi)部因素進(jìn)一步分類, 介紹了運(yùn)行期發(fā)生故障原因、故障現(xiàn)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(guān)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(guī)格齊全、量程比大、測量精度高、節(jié)約能源、互換性好、所需的直管段短等優(yōu)點(diǎn), 在石油、化工、冶金、醫(yī)藥和給排水等行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛, 是測量導(dǎo)電液體和漿液的理想儀表。隨著應(yīng)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(jìn)行綜合研究。本文結(jié)合工程應(yīng)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(xiàn)象有無流量信號輸出, 零點(diǎn)不穩(wěn), 輸出晃動, 流量測量值與應(yīng)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(diào)試期故障和運(yùn)行期故障兩大類。這些故障發(fā)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(dāng)以及環(huán)境條件和流體特性方面造成輸出晃動等。
1.. 調(diào)試期故障
本類故障在電磁流量計初始安裝調(diào)試時就出現(xiàn), 但一經(jīng)改進(jìn)排除故障, 今后在相同條件下一般就不會再度出現(xiàn)。常見調(diào)試期故障原因主要有安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性影響三方面。
1..1.. 管道系統(tǒng)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(wǎng)高點(diǎn); 流量傳感器后無背壓, 液體徑直排入大氣, 形成其測量管內(nèi)非滿管; 裝在自上向下流的垂直管道上, 可能出現(xiàn)排空等。
1..2.. 環(huán)境方面
主要是管道雜散電流干擾, 空間電磁波干擾, 大電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意測量, 但如遇管道有強(qiáng)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?？臻g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(hù)。
1..3.. 流體方面
液體含有均勻分布細(xì)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(chǎn)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(chǎn)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(dǎo)率(或各自與電極間電位)有差異, 在混合未均勻前即進(jìn)入流量傳感器進(jìn)行流量測量, 輸出信號亦會產(chǎn)生波動。電極材質(zhì)與被測介質(zhì)選配不善, 產(chǎn)生鈍化和氧化等化學(xué)作用, 電極表面形成絕緣膜, 以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等, 均會妨礙正常測量。
2.. 運(yùn)行期故障
經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時期后出現(xiàn)的故障稱為運(yùn)行期故障。運(yùn)行期故障的特點(diǎn)是出現(xiàn)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(nèi)壁附著層、雷電擊和環(huán)境條件變化等, 也有可能是內(nèi)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(yīng)先從外部因素著手。
2..1..1.. 內(nèi)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(jī)會遠(yuǎn)比其他流量儀表多, 內(nèi)壁附著層出現(xiàn)的故障概率也就相對較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)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(dǎo)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(xiàn)象均會使儀表無法工作。表現(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(shè)置旁通管預(yù)留人口, 會大大方便將來的維護(hù)工作。
2..1..2.. 雷電擊
雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時高電壓和浪涌電流, 進(jìn)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(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)換器損壞, 表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換器沒有顯示及輸出, 這種情況轉(zhuǎn)換器無法修復(fù), 更換新的轉(zhuǎn)換器即可解決, 但轉(zhuǎn)換器中儲存的讀數(shù)無法讀出。
2..1..3.. 環(huán)境條件變化
主要原因同調(diào)試期故障的環(huán)境方面, 只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)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(chǎn)生雜散電流, 使電磁流量計測量出現(xiàn)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(dǎo)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(nèi)部因素
組成電磁流量計本身的傳感器、轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜發(fā)生的故障, 稱之為內(nèi)部因素引起的電磁流量計故障。一般說來, 經(jīng)過調(diào)試期運(yùn)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(yīng)從顯示儀表工作是否正常開始, 逆流量信號傳送的方向進(jìn)行, 即按照轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器和傳感器連接電纜、傳感器的順序進(jìn)行。
2..2..1.. 轉(zhuǎn)換器的檢查
首先復(fù)核轉(zhuǎn)換器中管道口徑、量程和計量單位等設(shè)定值, 然后用模擬信號器測試轉(zhuǎn)換器的量程和零點(diǎn)。一般零點(diǎn)不容易檢查, 因為需要關(guān)閉水流使流量為零。通常情況下, 用測試轉(zhuǎn)換器量程的方法足夠用來判斷故障是否發(fā)生在轉(zhuǎn)換器。若是轉(zhuǎn)換器故障, 就可方便地調(diào)換轉(zhuǎn)換器部件甚至轉(zhuǎn)換器整機(jī)。
2..2..2.. 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的電纜系統(tǒng), 而從以往制造廠現(xiàn)場服務(wù)調(diào)試和檢修的故障事例看, 實際上出現(xiàn)連接電纜故障的頻度頗高。運(yùn)行期電磁流量計因電纜產(chǎn)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(nèi)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(xiàn)在初裝調(diào)試期, 因此
在運(yùn)行期間對連接電纜的檢查, 主要是種所示的內(nèi)容。如果電纜發(fā)生故障, 需要對電纜連接處用熱吹風(fēng)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(zhuǎn)換器和連接電纜的因素后, 才能最后下決心, 拆除轉(zhuǎn)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(dǎo)率。一般結(jié)構(gòu)電極在測量電導(dǎo)率為5 .. 10- 6 s /cm 的蒸餾水時電阻值為350 k.., 電導(dǎo)率為150 .. 10- 6 s /cm 的生活和工業(yè)用水約為15 k.., 電導(dǎo)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(jìn)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(zhuǎn)時讀取數(shù)據(jù)。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(diào)試時即測量并記錄在案, 以后每次維護(hù)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(jìn)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(dǎo)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(nèi)阻分壓, 在電極上產(chǎn)生電壓降, 從而對儀表產(chǎn)生干擾信號。勵磁線圈對地絕緣電阻應(yīng)不小于20m..?？捎谜讱W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(shù)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(dǎo)通和有無匝間短路現(xiàn)象。當(dāng)勵磁線圈開路時, 測量電阻值為無窮大; 當(dāng)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(xiàn)故障的現(xiàn)象是極少的。一般情況下, 電磁流量計發(fā)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(nèi)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(jié)果確實是絕緣破壞只能調(diào)換傳感器。
3.. 結(jié)語
通過總結(jié)智能電磁流量計使用運(yùn)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(xiàn): [ 1] .. 蔡武昌. 電磁流量計技術(shù)培訓(xùn)資料[ z]. 上海: 上海光華.. 愛而美特儀表有限公司, 2003.--擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標(biāo)準(zhǔn)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(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)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(wǎng)站：