智能電磁流量計故障檢（jiǎn）查和分析之詳細描述

摘要：闡述（shù）智能電磁（cí）流量（liàng）計在（zài）實際應用中出現的（de）故障檢查、分析以及采取的措（cuò）施。
1 工作原理
智（zhì）能電磁流（liú）量計是應用電磁感應定律，即：導電體在磁場中運動產生感應電動勢，而感應電（diàn）動勢（shì）又和流量大小成正比，通過測電動（dòng）勢（shì）來反映管道流量的原理而製成的，用來測量導電流體的體積流量（liàng）（見圖1）。工業上多用以測量水、礦漿、各種酸、堿、鹽等腐蝕液體等介質的（de）流量。

2 智能電（diàn）磁流量計的特點
（1）智能電磁流量（liàng）計的變送（sòng）器結構簡單，沒有可動部件，也沒（méi）有任（rèn）何阻礙流（liú）體（tǐ）流（liú）動的節（jiē）流部件，所以當流體（tǐ）通過時不會引起任何附加的壓力損失，同時也不會引起諸如磨損，堵（dǔ）塞等問題。特別適用於測量帶有固體顆粒的礦漿，汙水等（děng）液固兩（liǎng）相流體（tǐ），以及各種粘性較大（dà）的漿液等。同樣，由於其結構上無運動（dòng）部件，故可通過附上耐腐蝕絕緣襯裏和（hé）選擇耐腐材料製成電*，起到很好的耐腐蝕（shí）性（xìng）能，使之可用於各（gè）種腐蝕性介質的測量。
（2）智能電磁流量計是一種體積流量測量儀表，在測量過程中，它（tā）不受（shòu）被測介質的溫度、粘度、密度以及電導率（在（zài）一定範圍內）的影響。
（3）智能電磁流（liú）量計（jì）的量程範圍*寬（kuān），同一台（tái）智能電（diàn）磁流量計的量程比可達1:100。此外，智（zhì）能（néng）電磁流量計（jì）隻與被（bèi）測介質的平均流速成（chéng）正（zhèng）比，而與軸（zhóu）對稱分布下的流動狀態（層流或紊流）無（wú）關（guān）。
（4）智能電磁流量計無機械慣性、反應靈敏，可以測量瞬（shùn）時（shí）脈動（dòng）流量，而且線性（xìng）好（hǎo）。因（yīn）此，可將測量信號直接用轉換器線性地（dì）轉換成標（biāo）準（zhǔn）信號輸出，可就地指（zhǐ）示，也可遠距離傳送。
3 故障類型
智能電磁流量計運行中產生故障的*一類（lèi）為儀表本（běn）身故障，即儀表結構件或（huò）元器件損（sǔn）壞引（yǐn）起的故障；*二（èr）類為外界原因引起的故障，如安裝不妥流動畸變，沉積和結垢等。
智能電磁流量計按照故障發生時期分類，可分為：調（diào）試（shì）期故障和運行期（qī）故（gù）障。調試期故障出現在（zài）新裝（zhuāng）用後調試初期，主要原因是儀表（biǎo）選用或設定不當，安裝（zhuāng）不妥等。運行期故障是在（zài）運行一段時（shí）期後出現，主要原因有流體（tǐ）中雜質附著（zhe）電*襯裏，環境（jìng）條件（jiàn）變化出現新幹擾源等。
智（zhì）能電磁流量計按故障外界源頭分析來自3個方麵：
（1）管道係統和安裝等方麵引起的；
（2）環境方麵引起的；
（3）流體方麵引起的。來源（1）主要在調試期表現出（chū）來；來源（2）和
（3）則在調試期和運（yùn）行期均會出現。
4 調試期（qī）故障
本類故障（zhàng）在智能電磁流量計初始裝用調試時就出現，但一經改進排除故障，以後在相同條件下一般就不會再度出現。常見調試期故（gù）障主（zhǔ）要有安裝不妥、環境幹擾、流體特性影響3方麵原因。
4.1 管道（dào）係統和安裝等
通常是電磁流量傳感器安裝位（wèi）置不正（zhèng）確引（yǐn）起的故障，常見的是將流量（liàng）傳感器安裝在（zài）易積聚儲留氣體的管網高點；流量傳感（gǎn）器後無背壓（yā），液體經過（guò）直（zhí）排進入大（dà）氣，形成其（qí）測（cè）量管（guǎn）內非滿管；裝在自上向下流的垂直管（guǎn）道上，可（kě）能出現排空等。
4.2 環境方麵
主要是（shì）管道雜（zá）散電流幹擾，空間電磁波幹擾（rǎo），大電機磁場幹擾等。管道雜（zá）散電流幹擾通常采取良好單獨接地保護可獲得滿（mǎn）意測量（liàng），但如遇（yù）管道有強雜散電流亦不一定能克服，須采取流量（liàng）傳感器與管道絕緣的措施。空間電磁波幹擾一般經信號電纜引入，通常采用單層或多（duō）層屏蔽予以保護。
4.3 流體方麵
（1）液（yè）體含有均勻分布（bù）細小氣泡
通常不影響正常測量，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（xìn）號波動，若氣泡大到流過電*遮蓋（gài）整個電*表麵（miàn），使電*信號回路瞬時斷開，輸出信（xìn）號將產生更大（dà）波動。
（2）電*材質與被測介質選（xuǎn）配不善
選配（pèi）不善（shàn），產生鈍化或氧化（huà）等化學作用，電*表麵形成絕緣膜，以及電（diàn）化（huà）學和（hé）*化（huà）現象等，均會妨礙正常測量。
5 運行期故障
經（jīng）初期調試並（bìng）正（zhèng）常運行一段時期後在運行（háng）期間出現的故障，常見故障原因有：流量傳感器內壁附著（zhe）層，雷電擊，環境條件變化。
5.1 內壁附著層
由於智能電磁（cí）流量計測量（liàng）含有懸浮固相或汙髒體的（de）機會遠比其他（tā）流（liú）量儀表多，出現內壁附著層產生的故障概（gài）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（néng）正常輸出信號，隻是改（gǎi）變流通麵積，形成測量誤差（chà）的隱性故障；若是高電導率附著（zhe）層，電*間電動勢將被短（duǎn）路；若是絕緣性附著層，電*表麵被絕緣而斷開測量電路。後兩種現象均會使儀表無法工作。
5.2 雷（léi）電擊
雷電擊在線路（lù）中感應瞬時高電壓和浪湧電流，進入儀（yí）表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑：電源線、傳（chuán）感器（qì）與轉換器（qì）間的流量信號線（xiàn）和激磁線。然而從雷電故（gù）障中損壞零部件的分析，引（yǐn）起故障的感應高電壓和浪湧電流大部分是從控製室電源線路引入（rù）的，其他兩條途徑較（jiào）少。還從（cóng）發生雷（léi）擊事故現（xiàn）場了解到，不僅智能電磁流量計出現故障，控製室中其他儀表也（yě）常常同時出現雷擊事故。
5.3 環境條件變（biàn）化
主要原因是幹擾源不在調試期出現而在運行期間再（zài）介入的。例如一台接地保護並不理想的智能電磁流量計，調試期因無幹擾源，儀表運行正常，然而在運行期出現新幹擾源（如測量點附近（jìn）管（guǎn）道（dào）或較遠處實施管道電焊）幹擾儀表（biǎo）正常運行，出（chū）現輸出信號大幅度波動。
6 故障現象和采取（qǔ）措施
6.1 智（zhì）能電磁流（liú）量計常見故障現象有：
（1）無流量信號；
（2）輸出晃動；
（3）零點不穩；
（4）流量測量值與實際值不符；
（5）輸出信號（hào）超滿度值。
6.2 無流量信（xìn）號輸出檢查和采（cǎi）取措施
（1）故障原因
無流量信號輸出大（dà）體上可歸（guī）納為5個方麵故障原因：
1）電源未通等（děng）電源方麵故障；
2）連接電纜（激磁回（huí）路，信號回路）係統方麵故障；
3）液體流動狀況方麵故（gù）障；
4）傳感器零部件（jiàn）損壞或測量（liàng）內壁附著層引起等方（fāng）麵的（de）故障；
5）轉換器元器件損壞方麵的故障。
（2）檢查（chá）程序（xù）
先按全麵考慮作初步凋查和判斷，然後再（zài）逐項細致檢查和試排除故（gù）障。檢查（chá）順（shùn）序的先後原則為：
1）可經（jīng）觀察或詢問了解毋須較大操作的在前，即先易後難；
2）按過去現場檢修經驗（yàn）出（chū）現的故障頻度或售後（hòu）可能出現的故障；
3）檢查本身的先後要求較高者在前。若經初（chū）步調查確認是（shì）後幾項故障原（yuán）因（yīn），亦（yì）可（kě）提前作細致檢（jiǎn）查。
（3）故障檢查和采取措施
1）查電源方麵故障
*先確認己接入電（diàn）源，再檢查電源各部分。查（chá）主電源和激（jī）磁電流熔絲，若接入符合規定（dìng）電流值時，新熔絲再通電而又熔斷，必須找出故障所（suǒ）在點。查電源線路板輸出各路電壓是否正常，或（huò）嚐試置換整個電源線路板。
2）檢查連接電纜係統方麵故障
分別查連接激磁係統和信號係統的電纜是否接通，連接是否較好。
3）檢查液體流動方向（xiàng）和管內液體充滿性
液體（tǐ）流動（dòng）方向必須與傳（chuán）感器殼體上箭頭方向一致。對於能正反向測量的智（zhì）能電磁流量計（jì），若方向不一致（zhì）雖仍（réng）可測量（liàng），但設定的顯示流動正反（fǎn）方向不符，必（bì）須改正（zhèng）之。若拆傳感器工作量大，也可改變傳（chuán）感器上箭頭方向和重新設定顯（xiǎn）示儀表符號。管道未（wèi）充滿液體主要是管網工程設計或傳感器安裝位置不妥，使傳感器測量管內不能充滿液體。應（yīng）采取措施，避免安裝如圖2所示a，e位置和以虛線管排（pái）放時b位置，改裝到c，d位置。

4）檢查傳感器完好性和測（cè）量管內壁狀況
主要檢查各接線端子和激磁線圈完好性，以及測量管（guǎn）內壁狀況。
激磁（cí）線圈（quān）及其係統出現的故障常有：
①線圈斷開；
②線圈或其端子絕緣下降；
③匝（zā）間短路。
三類故障中以（yǐ）絕緣下降出（chū）現的頻度相對較高。線圈斷開和絕緣下降可用萬用表和兆歐表檢查。
傳感器激磁線圈回路絕緣下降的故障出現頻度（dù）相對較高的原因（yīn）是，電氣外殼防（fáng）護等級IP65（GB4203-93）的傳感器常被短時間浸（jìn）水（如傳感器裝在較低位置時周圍出事故浸水），按IP65僅是防塵防噴水（shuǐ），很易浸入水或潮氣。即（jí）使是IP67（防塵防短時間浸水）或IP68（防塵防（fáng）連續浸（jìn）水）級，也常發生在接線完成後，引入電纜密（mì）封圈或（huò）端（duān）子盒蓋密封墊片未達到密（mì）封要求而形成（chéng）事故。因操作疏忽密封（fēng）圈墊部位進水造成的故障是屢見不鮮的。
接線端子受潮引起的絕緣下降，通常可采用熱吹風吹幹噪之後恢複絕緣。線圈受潮對於兩半合攏保護外（wài）殼的傳感器，可拆卸外殼蓋置於烘箱，以適當溫度烘幹（gàn）；對（duì）於氣密型（即焊接（jiē）結構的防護外殼）傳感器（qì）磁圈（quān）雖然結構上保證（zhèng）不會受潮，但也有從電纜與密（mì）封膠交界麵滲入。
測量管內壁狀況附著絕緣層或導電層的*可靠檢查判斷（duàn）是卸下傳感器離線直接觀察，但（dàn）工作量較大（dà）；亦可用在線間接檢查（chá）方法，即測量電*接觸（chù）電阻和電**化電壓估計附著層狀況。
5）查轉換器的故障
智能電磁流量計轉換器檢查方法常采用以線路板備件（jiàn）和替代（dài）法試排除故障
6.2 輸出晃動故障原因和采取措施
輸出晃動大體上可歸納為5方麵故障原因：
（1）流（liú）動本身是波動（dòng）或脈動的，實（shí）質（zhì）上不是智能電（diàn）磁流量計的故障，僅如實反映（yìng）流動狀況；措施：在流量計前（qián）加裝緩衝罐。
（2）管道（dào）末充滿液體或液體中含（hán）有氣泡；措施（shī）：流量計安裝在低點，並有一（yī）定長度的直管（guǎn）段。
（3）外界雜（zá）散電流等電、磁（cí）幹擾；措施（shī）：智能電（diàn）磁流量計良（liáng）好接地。
（4）液體物性方麵（如液體（tǐ）電導率不均勻或含有較多顆粒／纖維的（de）漿液等）的原因。
（5）電*材（cái）料與液體匹配不妥；措施：更（gèng）換電*材料。
7 結束語
智能電磁流量計（jì）的測量還有一些問題亟待（dài）解決，在開發新的測量技術的同時，更應注（zhù）重運用現代科學手段，進行應（yīng）用技術深層次的開發，切實有效地解決一些實際問題。

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