張俊慧

無錫市計量測試院 江蘇無錫 214000

電磁流量計的結(jié)構(gòu)簡單。只要被測介質(zhì)的最小電導(dǎo)率滿足測量條件，它幾乎適用于所有導(dǎo)電液體。它具有無阻力、無壓力損失、無機械慣性、響應(yīng)靈敏、范圍廣等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于政府供水工程、石油化工、金屬冶煉、工業(yè)制藥、電力生產(chǎn)等行業(yè)。雖然電磁流量計有很多優(yōu)勢，在實際的使用過程中，如果有選擇不當(dāng)、不合理的安裝和非標(biāo)準使用等問題，它也會導(dǎo)致儀表的指示值不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致儀器的損壞。

1 電磁流量計分析

電磁流量計是石化生產(chǎn)設(shè)備中最常用的測量儀器，在化工裝置自動控制系統(tǒng)中起著測量、記錄、控制和調(diào)節(jié)管道中循環(huán)介質(zhì)的作用。它可以測量和記錄介質(zhì)的液體流動過程，以滿足需求的現(xiàn)場監(jiān)測，同時，電磁流量計4-0mA可以輸出標(biāo)準的電流信號，數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)記錄，通過集中控制系統(tǒng)實現(xiàn)對管道介質(zhì)的調(diào)節(jié)和控制功能。

2 電磁流量計的優(yōu)點以及故障主要原因

電磁流量計具有無阻力、無壓力損失的特點，常用于某些污水和復(fù)雜流體的測量。電磁流量計的測量直徑大，但是壓力損失很小，而且測量精度和靈敏度高。電磁流量計結(jié)構(gòu)簡單。電磁流量計雖然有很多優(yōu)點，但是在實際的使用過程中，如果出現(xiàn)選擇不正確、安裝不合理、使用不規(guī)范等問題，儀器的指示值就會不穩(wěn)定，誤差就會增大，甚至可能損壞儀器。電磁流量計上裝有智能中文液晶顯示器，可滿足生產(chǎn)現(xiàn)場顯示讀數(shù)的功能。功能齊全實用，顯示直觀，易于維護人員操作使用。電磁流量計輸出小，易受干擾。電磁流量計與介質(zhì)流體應(yīng)保持相同電位，以免電極腐蝕損傷，保證測量結(jié)果的準確性。因此，電磁流量計的測量穩(wěn)定性與電磁流量計的接地方式有很大關(guān)系。電磁流量計之所以能得到很多工業(yè)廠家的青睞，是因為其測量結(jié)果精度高，在使用過程中不易改變功能。具體來說，流量計主要用于檢測以下物質(zhì):一種是酸性液體，一種是堿性液體，三種是含鹽量高的液體，四種是纖維液體。因此，企業(yè)在實際使用過程中應(yīng)指派專業(yè)負責(zé)人員定期對流量計進行檢查和測試，以確定是否存在故障問題或可能發(fā)生故障的預(yù)警因素，避免化工廠在運行中出現(xiàn)質(zhì)量問題，最后給產(chǎn)品的生產(chǎn)帶來極大的不利。

電磁流量計在生產(chǎn)操作中會出現(xiàn)各種故障。一是由于儀器本身的故障引起的儀器指示錯誤，包括儀器的結(jié)構(gòu)或部件的損壞；第二個是失敗造成的儀器安裝環(huán)境或非標(biāo)準安裝，如直管道的安裝傳感器的上游和下游部分不符合要求。

3 常見故障分析

3.1 管路風(fēng)管報警故障分析及處理

電磁流量計在運行過程中可能出現(xiàn)管道空管報警，如管道中流體未充注、未按要求安裝、被測流體電導(dǎo)率過低等。儀表維護中變頻器元件的損壞也會引起空中交通管制報警。因此，有效區(qū)分轉(zhuǎn)爐的工況并及時更換是關(guān)鍵。

3.2 傳感器內(nèi)壁結(jié)垢

電磁流量計的內(nèi)壁和電極污垢導(dǎo)致儀表故障是很常見的。某污水處理廠用于測量涌水量的DN100電磁流量計有3臺送到無錫市計量測試院驗證并投入使用。儀器在使用初期工作正常。隨著時間的流逝，工廠發(fā)現(xiàn)儀器的流動數(shù)據(jù)變得越來越小，明顯偏離初始數(shù)據(jù)，然后停止檢驗，發(fā)現(xiàn)流量計的內(nèi)壁均勻附著了一層厚厚的縮放、清洗后流量計恢復(fù)正常運行。隨著運行時間的積累，電磁流量計的內(nèi)壁由于介質(zhì)的特性，經(jīng)過一段時間后，會引起污垢粘附。覆蓋電極后，流量顯示波動較大，流量不顯示。

3.3 外部電磁干擾

某單位一臺用于檢測工廠水量的DN300電磁流量計已正常運行6年。在實際的工作過程中，負責(zé)流量計的值班人員報告流量計不準確，比之前的數(shù)據(jù)小很多。白天對便攜式超聲流量計流量測量值進行在線比較，未發(fā)現(xiàn)任何異常。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，值班人員表示，該流量計白天可以正常運行，夜間流量會明顯減少。管道的流量相對穩(wěn)定。調(diào)查人員檢查了現(xiàn)場環(huán)境，在設(shè)計之初由于場地限制，在電磁流量計附近約10米處有一臺其他機組的變壓器。初步判斷可能是變壓器造成的電磁干擾。調(diào)查人員參觀了該單位，了解到他們最近安裝了幾臺大型負載設(shè)備。根據(jù)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)電力法規(guī)，它們只能在晚上運行。通過比較時的電磁流量計流開始下降，操作的設(shè)備的時候，發(fā)現(xiàn)兩者的時間恰逢對方，這是判定有問題在電磁流量計的接地，工作人員檢查后，確認接地已被腐蝕損壞。再次接地后，電磁流量計將恢復(fù)正常工作。每臺電磁流量計應(yīng)單獨良好接地，安裝時應(yīng)選擇無強磁源的地方。

3.4 電磁流量計安裝、試驗失效

儀器性能的調(diào)試工作一般在設(shè)備安裝前進行，而不是投入運行。如果在此時間段內(nèi)出現(xiàn)故障，稱為安裝測試故障。產(chǎn)生此類故障的原因如下：一是安裝時沒有合理考慮周圍環(huán)境條件，或有較大的磁場干擾，或有電流干擾；二是儀器安裝沒有嚴格按照相關(guān)標(biāo)準進行；三是儀器沒有安裝在指定的位置；第四是對當(dāng)前機體功能特性的變化進行對比測試。

原因不同故障現(xiàn)象也呈現(xiàn)出自己的特點，所以我們可以通過故障現(xiàn)象來判斷故障的原因。例如，測量介質(zhì)的特性屬于氣液兩相條件。測量介質(zhì)中的微小氣泡在開始時不會影響電磁流量計的功能。但是當(dāng)介質(zhì)的氣相達到一定程度時，儀器信號會出現(xiàn)較大的波動，導(dǎo)致無法獲得準確可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果。另外，如果傳感器沒有嚴格按照相關(guān)標(biāo)準安裝，管道內(nèi)的流體不能注滿，就會出現(xiàn)相應(yīng)的故障問題。

3.5 儀表正常操作后的故障

安裝調(diào)試完成后，即可開始試運行。如果沒有問題，就可以投入正常使用。由于儀器在運行過程中會或多或少地受到環(huán)境條件和運行時間的影響，如果由于這兩個因素而發(fā)生故障，則該故障與前面描述的故障不一致。

3.6 儀表無流量信號輸出

一般情況下，如果儀表設(shè)備中沒有顯示信號結(jié)果，可能是由以下原因造成的:一是電源設(shè)備故障；二是電纜線路故障；三是液體不能按原方向流動；四是管道中的流體介質(zhì)不滿意。根據(jù)這些因素，相關(guān)負責(zé)人員應(yīng)定期檢查儀器電源是否正常，電纜線路是否連接良好（這個因素主要從兩個方面來衡量:管路通暢，連接方式準確），液體是否沿正確的方向流動，管路中是否還有閑置空間。當(dāng)液體流動時，管道中還有閑置空間的原因是沒有滿，因為傳感器安裝沒有嚴格遵守相關(guān)標(biāo)準。當(dāng)管道充滿液體而沒有任何空閑空間時，故障問題將得到解決而沒有任何阻塞。如果管道中的液體未滿，仍有閑置空間，或存在大量氣泡，則儀器顯示的數(shù)據(jù)可能會有較大的波動。解決辦法是將流量計安裝在較低的位置。然后判斷周圍環(huán)境是否有干擾。確定流量計與地面的接觸程度，可以在很大程度上避免干擾源。

3.7 儀表輸出信號顯示超過全值

首先，由專門負責(zé)檢查工作的相關(guān)人員檢查電纜線路是否連接良好，是否有不當(dāng)?shù)牡胤?；檢查信號電路是否連接正確。通常情況下，如果電纜線路中途斷開，信號電路也會斷開，從而影響輸出信號的結(jié)果。接下來，檢查變頻器和傳感器是否處理不當(dāng)，所選型號是否正確，參數(shù)設(shè)置是否合適。

3.8 電磁流量計在工作時信號變小或突然下降

電磁流量計工作信號會減小或減小的原因主要有以下兩個原因：一是電極不再具有良好的絕緣，二是短路現(xiàn)象。具體來說，由于導(dǎo)管內(nèi)壁附著的雜質(zhì)較多，無法及時清洗干凈。在這種情況下，導(dǎo)管內(nèi)的保溫對象不能很好地發(fā)揮其功能，應(yīng)予以更換。電磁流量計的運行環(huán)境如為強酸或強堿，接收信號的設(shè)備和線路或多或少會受到腐蝕，應(yīng)由負責(zé)人在最短的時間內(nèi)將其拆除。

3.9 流量測量值與實際值的偏差

電磁流量計另一個容易發(fā)生的故障是測量值與實際值不太一致，總是會有或多或少的偏差。面對這種現(xiàn)象，相關(guān)負責(zé)人應(yīng)考慮安排專門的檢查員檢查相關(guān)設(shè)備部件連接是否良好。首先，找出設(shè)備部件的出廠參數(shù)，判斷設(shè)定值是否與設(shè)定值一致。在此過程中，可以通過智能手段消除可能出現(xiàn)的誤差。然后，要確定傳感器是否嚴格按照規(guī)定的標(biāo)準要求安裝，管道中應(yīng)無閑置空間或大量氣泡。另外，如果電纜線路連接有問題，儀器設(shè)備顯示的數(shù)據(jù)結(jié)果就會不準確，偏差較大，應(yīng)及時更換。

3.10 儀表正常操作后的故障

由于環(huán)境變化和長期運行都會影響儀器的運行狀態(tài)。一般來說，電磁流量計的缺點包括積累的污垢內(nèi)壁致使流量傳感器失靈，儀器環(huán)境條件的變化引起的故障等。電磁流量計后投入運行，經(jīng)過一段時間的操作，附件中的流體介質(zhì)積累層內(nèi)壁上的傳感器，從而導(dǎo)致故障出現(xiàn)。如果流體介質(zhì)的積累是絕緣的，過多的雜質(zhì)積累會導(dǎo)致整個電極電路開路；相反，如果流體介質(zhì)累積附著層的整體電導(dǎo)率，積累過多會導(dǎo)致電極電路短路。以上兩種情況均會導(dǎo)致儀器運行不正常。因此，電磁流量計投入使用后，有必要定期清理測量管內(nèi)附著的污物層。另一方面，電磁流量計運行環(huán)境的變化對儀器的影響也不容忽視。調(diào)試過程中沒有干擾源并不意味著運行環(huán)境沒有干擾。例如電磁流量計在運行過程中，附近管道、大型電機或變壓器等電磁設(shè)備的焊接操作會干擾電磁流量計的正常運行，電磁流量計的輸出信號會波動。此外，雷擊等惡劣的天氣環(huán)境也會影響儀器的正常運行。例如，在儀表線路中容易產(chǎn)生雷擊、高電壓和浪涌電流等。它們大多通過電力線和流動信號線進入儀器，導(dǎo)致儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞。在生產(chǎn)控制過程中，電磁流量計因其精度高、耐腐蝕性強而得到廣泛的應(yīng)用。但是在實際測量中，電磁流量計容易出現(xiàn)各種故障，因此有必要采取合理的檢測方法，對各種故障提出可行的解決方案。

3.11 儀器輸出信號超出刻度值上限

可以通過逐步檢測來檢查故障原因。首先檢查流量計的電纜連接，確定是否有連接錯誤；然后檢查信號電路連接。一般情況下，斷開連接線纜會導(dǎo)致信號電路斷開，因此輸出信號指示超過滿值的最大值。在此基礎(chǔ)上，對傳感器與傳感器模型的匹配、變頻器的參數(shù)設(shè)置進行逐步的檢驗。實際上，由于電磁流量計轉(zhuǎn)換器的輸出信號往往被傳送到流量積分器和計算機，因此，電路儀表的安全門和流量積分器的故障也會導(dǎo)致流量計的最大輸出值。

3.12 使用過程中出現(xiàn)故障

傳感器內(nèi)表面粘有雜質(zhì)由于電磁流量計的使用場所比較復(fù)雜，被測流體往往不單一、不簡單，內(nèi)部部件往往含有各種雜質(zhì)。電磁流量計在長期的測量和使用過程中，這些雜質(zhì)很容易進入傳感器內(nèi)表面并粘附在傳感器內(nèi)表面，使傳感器無法正常工作，最終損壞。這些雜質(zhì)的電導(dǎo)率與流體的電導(dǎo)率之間的差異決定了這些雜質(zhì)對傳感器的影響。如果雜質(zhì)的導(dǎo)電性與流體的導(dǎo)電性大致相同，電磁流量計的測量結(jié)果不會有明顯的差異。當(dāng)雜質(zhì)的電導(dǎo)率高于流體的電導(dǎo)率時，內(nèi)部電路會發(fā)生短路，導(dǎo)致電流過大，測量結(jié)果突然波動較大。最后，如果雜質(zhì)的導(dǎo)電性遠低于流體的導(dǎo)電性甚至不導(dǎo)電，內(nèi)部電路就會完全無法運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電磁流量計無法測量。因此，在電磁流量計的應(yīng)用中，特別是對于那些電導(dǎo)率高的雜質(zhì)，應(yīng)及時對其內(nèi)表面的雜質(zhì)進行處理，以免影響電磁流量計的測量結(jié)果。

4 日常維護和檢查方法

一是觀察傳感器的電力電纜和傳輸電纜（或電線）是否有損壞或老化，電纜外的橡膠護套是否有保護作用；二是要定期（一般半年）清洗變送器管內(nèi)壁污垢層，用軟布清洗電極表面，清除污垢或沉積物；三是在生產(chǎn)實踐中對儀器的定期檢查是保證電磁流量計顯示精度的關(guān)鍵。四是在實際應(yīng)用中總結(jié)經(jīng)驗，完善改進方案，使電磁流量計的應(yīng)用更加完善，并保證其測量精度；五是對管道內(nèi)壁進行清洗，不得附著任何雜質(zhì)，以提高保溫性能；六是要定期檢查電磁流量計是否有問題或隱患，以確保流量計總是能顯示出更準確可靠的結(jié)果，特別是界面的密實度好；要盡量避免儀器被碰撞損壞，保證流量計與地面有良好的接觸。

5 結(jié)語

電磁流量計是現(xiàn)實生活中經(jīng)常使用的一種測量工具。如果不能保證測量結(jié)果的準確性，就無法獲得準確的數(shù)據(jù)源，影響實際生產(chǎn)。因此，有必要充分了解電磁流量計的一些常見故障及應(yīng)對措施，并在使用過程和調(diào)試期間根據(jù)相應(yīng)的條件采取相應(yīng)的措施，從而最終使電磁流量計的測量結(jié)果準確電磁流量計廣泛應(yīng)用于大型化工企業(yè)。電磁流量計故障檢查分析和排除的實踐工作在實際工作過程中還需要工作人員進一步創(chuàng)新和完善，找到更好的方法解決相應(yīng)的問題。從而更好地促進其使用，進而對人們的生活帶來更大的幫助。