鄭凌超

（廣東省汕頭市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東汕頭 515000）

第二次工業(yè)革命給人類社會(huì)帶來(lái)了電，在此推動(dòng)下，各類設(shè)備、儀器如雨后春筍般出現(xiàn)，改變了人類的生活方式，也徹底顛覆了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。電磁流量計(jì)誕生于20 世紀(jì)50 年代～60 年代，如今，這一儀器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于污水、氟化工、生產(chǎn)用水、自來(lái)水行業(yè)、醫(yī)藥以及鋼鐵等諸多方面，尤其在酸、堿、鹽、含固體顆?；蚶w維液體的流量檢測(cè)上的應(yīng)用。在上述方面，電磁流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果有著較強(qiáng)的可靠性，但是，在工作過(guò)程中，電磁流量計(jì)偶爾也會(huì)出現(xiàn)故障，正確認(rèn)識(shí)故障產(chǎn)生的原因并采取相應(yīng)措施予以解決是提高結(jié)果精確度的前提。因此，分析電磁流量計(jì)儀表的故障及其解決措施就成為一項(xiàng)值得研究的課題。

1 電磁流量計(jì)簡(jiǎn)述

法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁流量計(jì)工作的主要原理[1]，也是制作電磁流量計(jì)的核心原理。所謂電磁流量計(jì)，其實(shí)就是在法拉第電磁感應(yīng)定律基礎(chǔ)上制作而成的一種丈量導(dǎo)電液體體積流量的儀表，該制作技術(shù)是十分成熟的，且隨著時(shí)代的進(jìn)步，電磁流量計(jì)也在與時(shí)俱進(jìn)，在數(shù)據(jù)結(jié)果上有了更高的精確度。早在20 世紀(jì)50 年代初，電磁流量計(jì)就實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?？茖W(xué)技術(shù)日新月異，社會(huì)進(jìn)步一日千里，伴隨著一系列新知識(shí)、新理念與新技術(shù)的出現(xiàn)，電磁流量計(jì)發(fā)展迅速，70 年代電磁流量計(jì)又取得了跳躍式的進(jìn)步。到2005 年，電磁流量計(jì)的全球產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到20 萬(wàn)臺(tái)，這一數(shù)字不僅表明了電磁流量計(jì)的發(fā)展迅猛，同時(shí)也反映出電磁流量計(jì)在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。

電磁流量計(jì)有著不同的型號(hào)，適用于不同的領(lǐng)域，從口徑大小這一角度進(jìn)行分類，可以將其劃分為：大口徑、中小口徑、小口徑以及微小口徑?？趶皆叫?，在對(duì)衛(wèi)生要求較高的行業(yè)就應(yīng)用的越為普遍。除此之外,國(guó)家以及相關(guān)行業(yè)對(duì)電磁流量計(jì)也提出了一定的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4208《外殼防護(hù)等級(jí)（IP 代碼）》和國(guó)際電工委員會(huì)IEC 60529《外殼防護(hù)等級(jí)》關(guān)于電工電氣商品機(jī)殼防護(hù)等級(jí)要求的規(guī)范,現(xiàn)較為普遍的等級(jí)有IP65：防噴水型；IP67：電磁流量計(jì)傳感器可用作短期內(nèi)浸在水中；IP68：為深潛型，在一定的工作壓力下適用長(zhǎng)期性工作于水里或是地底。因此，在實(shí)踐過(guò)程中，要根據(jù)檢測(cè)對(duì)象來(lái)科學(xué)選擇相應(yīng)型號(hào)的電磁流量計(jì)，以保證結(jié)果的可信性。

2 電磁流量計(jì)的測(cè)量原理及使用特點(diǎn)

法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁流量計(jì)工作所依托的主要原理。導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，電勢(shì)大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比，依據(jù)此原理，結(jié)合相關(guān)公式以及電磁流量計(jì)的顯示結(jié)果，便可計(jì)算得出答案。

電磁流量計(jì)具有精度高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，在化工、環(huán)保、冶金等多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)都有所應(yīng)用。

3 導(dǎo)致電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障的原因分析

如上所述，電磁流量計(jì)有著廣泛應(yīng)用，但是電磁流量計(jì)在使用過(guò)程中有很多因素會(huì)影響電磁流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文將導(dǎo)致電磁流量計(jì)產(chǎn)生故障的原因概括為：管內(nèi)液體未充滿、液體中含有固相、因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障、因人為因素造成的故障等。

3.1 管內(nèi)液體未充滿

管內(nèi)液體未充滿是導(dǎo)致電磁流量計(jì)產(chǎn)生誤差的重要原因。導(dǎo)致管內(nèi)液體未充滿的原因有多種，比較常見(jiàn)的是背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，同時(shí)，管內(nèi)液體未充滿程度不同，其故障表現(xiàn)也有所不同[2]，具體言之，若只有少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，則故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加，即流量測(cè)量值與實(shí)際值不符；若流動(dòng)狀態(tài)呈現(xiàn)為氣泡流或塞狀流，除測(cè)量值與實(shí)際值不符外，還會(huì)因氣相瞬間遮蓋電表面而出現(xiàn)輸出晃動(dòng)等。因此，多種誤差表現(xiàn)均指向管內(nèi)液體未充滿，在實(shí)踐過(guò)程中，要正確辨別不同現(xiàn)象，理清其產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)原因。

3.2 液體中含有固相

液體中含有固相，即：液體中含有粉狀、顆?；蚶w維等固體，液體中一旦含有固相便會(huì)導(dǎo)致多種故障產(chǎn)生：漿液噪聲；電極表面玷污；導(dǎo)電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里；襯里被磨損或被沉積物覆蓋，流通截面積縮小等。

3.3 因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障

因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計(jì)與介質(zhì)接觸的零部件有電與接地環(huán)，匹配失當(dāng)除耐腐蝕問(wèn)題外，主要是電表面效應(yīng)。

3.4 人為因素導(dǎo)致的故障

利用電磁流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)離不開(kāi)工作人員的正確操作，由于人為因素所造成的誤差，包括操作方式不當(dāng)、誤讀、誤算和視差等。其次，如上文所述，不同類別的電磁流量計(jì)適用于不同的場(chǎng)景，因此，在選擇電磁流量計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合測(cè)量對(duì)象以及電磁流量計(jì)的特點(diǎn)，綜合進(jìn)行選擇。

4 解決電磁流量計(jì)故障的有效措施

正所謂“對(duì)癥下藥”，在明確電磁流量計(jì)可能會(huì)產(chǎn)生的各種故障后，就應(yīng)當(dāng)有的放矢，采取具有針對(duì)性的方式加以解決，在實(shí)踐過(guò)程中，常常采用如下六種方式排除故障，即：電阻法；電流法；電壓法；替代法；模擬信號(hào)法；波形法。

4.1 利用電阻法排除故障

電阻法是排除電磁流量計(jì)故障的基礎(chǔ)方法，也是最為普遍的方法。依據(jù)電磁流量計(jì)故障的不同，電阻法的具體使用方法也不同，流量計(jì)電源保險(xiǎn)絲、勵(lì)磁保險(xiǎn)的通斷，電磁流量計(jì)信號(hào)電纜、勵(lì)磁電纜的通斷等是較為普遍的方法。

4.2 采用電壓法排除故障

電壓法排除故障的核心在于判斷工作電源?？梢杂脭?shù)字式萬(wàn)用表分別測(cè)兩電極與地之間的極化電壓，如果兩次測(cè)量值接近且?guī)缀跸嗟?，說(shuō)明電極未被污染或被覆蓋，否則說(shuō)明電極已被污染或被覆蓋。極化電壓大小決定于電極材料的“電極電位”和液體的性質(zhì)，測(cè)量值可能在幾伏至幾百伏之間。

4.3 采用替代法排除故障

替代法，即將兩個(gè)不同部位互換，用同一件正常的器具來(lái)對(duì)兩個(gè)部位進(jìn)行檢查，以判斷某一部位是否存在故障，在實(shí)踐中，比較普遍的是將流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器、放大板進(jìn)行互換以檢驗(yàn)轉(zhuǎn)換器是否存在故障。

4.4 采用模擬信號(hào)法排除故障

電磁波本身既是信號(hào)載體，同時(shí)作為傳輸介質(zhì)；而當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的信號(hào)電壓來(lái)表示時(shí)，它一般通過(guò)傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸線路，用模擬信號(hào)發(fā)生器提供流量信號(hào)是非常普遍的一種方式。

4.5 采用波形法排除故障

采用關(guān)鍵點(diǎn)波形法排除故障建立在熟悉線路的基礎(chǔ)上，電磁流量計(jì)檢查內(nèi)容為：外觀檢查、轉(zhuǎn)換器特性試驗(yàn)、測(cè)量值校準(zhǔn)、測(cè)量各部電壓、測(cè)量絕緣電阻、確認(rèn)電路等。儀表檢查調(diào)整時(shí)因零點(diǎn)漂移，調(diào)整零點(diǎn)顯得十分重要。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，電磁流量計(jì)如今已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，其檢測(cè)結(jié)果將引導(dǎo)后續(xù)的一系列行為，保證其結(jié)果的精準(zhǔn)至關(guān)重要。自20 世紀(jì)50 年代初誕生以來(lái)，在科學(xué)知識(shí)的加持下，在不斷的改進(jìn)中，電磁流量計(jì)有了巨大的進(jìn)步。但是，受制于檢測(cè)原理、檢測(cè)特點(diǎn)、外界環(huán)境等因素，其檢測(cè)結(jié)果仍然有所誤差，主要原因有：管內(nèi)液體未充滿、液體中含有固相、因材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)不匹配而引發(fā)的故障、因人為因素造成的故障。在實(shí)際工作中，必須熟知其檢測(cè)原理，清楚可能會(huì)導(dǎo)致故障的因素，并加以防范。希望本文提出的措施能夠在實(shí)踐中得到運(yùn)用。