在測量污水、漿液等介質(zhì)時,管道內(nèi)壁和電極表面容易發(fā)生結(jié)垢和產(chǎn)生附著物。當結(jié)垢物質(zhì)的電導(dǎo)率和被測介質(zhì)的電導(dǎo)率不同時,就會帶來測量誤差。污泥、油污對電極的附著,也會使儀表輸出發(fā)生擺動和漂移。因此,在一些情況下需要對電極進行維護處理。譬如說,清洗電極和更換電極。
電極清洗常用的方法有以下幾種:
(l)電化學方法
金屬電極在電解質(zhì)流體中存在電化學現(xiàn)象。根據(jù)電化學原理,電極與流體存在界面電場,電極與流體的界面電場是電極/流體相間存在的雙電層所引起的。對于電極與流體界面電場的研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的分子、原子或離子在界面具有富集或貧乏的吸附現(xiàn)象,而且發(fā)現(xiàn)大多數(shù)無機陰離子是表面活性物質(zhì),具有典型的離子吸附規(guī)律,而無機陽離子的表面活性很小,因此電化學清洗電極僅考慮陰離子吸附的情況。陰離子的吸附與電極電位有密切關(guān)系,吸附主要發(fā)生在比零電荷電位更正的電位范圍,即帶異號電荷的電報表面。在同號電荷的電極表面上,當剩余電荷密度稍大時,靜電斥力大于吸附作用力,陰離子很快就脫附了,這就是電化學清洗的原理。有些公司通過把兩個正向二極管的壓降加在信號回路上,然后以共模的形式將負的約1.2.1.4V的電壓加到兩電極。因為在兩電極上所加的電壓是負的直流共模電壓,不會造成放大器飽和。直流共模電壓疊加在微小的交變流量信號上,由電容將直流隔離,并由前置放大器將共模電壓抑制,直流共模電壓不會影響到流量的測量。加在電極上的直流負電壓,形成負的電場能推斥附著在電極上的物質(zhì),達到清洗電極的日的。這種方法在交流勵磁中能有效地、自動地、連續(xù)地進行電極消洗。但對于低頻矩形波勵磁,由于極化電壓幅度較高,作用不一定很好,所以近來很少見到。
(2)機械清除法
機械清除法是通過在電極上安裝特殊的機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)電極清除。目前有兩種形式:
一種是采用機械刮除器。用不銹鋼制一把帶有細軸的刮刀,通過空心電極把刮刀引出,細軸和空心電極之間采用機械密封以防止介質(zhì)外,于是紺成了機械刮除器。當從外面轉(zhuǎn)動細軸時,刮刀緊貼電極端平面轉(zhuǎn)動,刮除污垢。這種刮除器可以手動,也可以用馬達驅(qū)動細軸自動刮除。另一種是在管狀電極中,裝上清除污垢用的鋼絲刷,軸裹在密封的“O”形圈里,以防止流體泄漏。這種清洗裝置需要有人經(jīng)常拉動鋼絲屆來清洗電極。
(3)超聲波清洗的方法
將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的45~65kHz的超聲波電壓加到電極上,使超聲波的能量集變大,所加電壓幾乎集中在附著物上,高電壓會將附著物擊穿,然后被流體沖走。從安全出發(fā),使用電擊穿法必須是在一流量計中斷測量、傳感器與轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器間信號線斷開、停電情況下將交流(50Hz或60Hz)高壓電直接在傳感器信號輸出端子上進行清洗。
(4)提高測量管內(nèi)的平均流速和使用尖頭小面積電極
在測量容易結(jié)垢、粘附的介質(zhì)時,通??梢赃x擇比工藝管徑小的傳感器,提高流速。經(jīng)驗表明,管內(nèi)平均流速高于2m/s,一般沉淀附著可能性較小。也有采取瞬間加大流速3—5m/s(視附著情形定)沖刷附著層。電極頭部突出成尖狀,受流體沖刷力大(因為管壁流速等于零,尖頭脫離管壁邊界層進入流速層),所以附著污染可能性小。另外、由于小面積電極本身的信號內(nèi)電阻大,電極附著污染后引起信號內(nèi)電阻的改變影響小,因此對儀表測量的影響也小。
電磁流量計使用中的常見故障,有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障;
有的是由于選用不當、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障,如顯示波動、精度下降甚至儀表損壞等。
它一般可以分為兩種類型:
安裝調(diào)試時出現(xiàn)的故障(調(diào)試期故障)和正常運行時出現(xiàn)的故障(運行期故障)。
(1)調(diào)試期故障調(diào)試期待故障一般出現(xiàn)在儀表安裝調(diào)試階段,一經(jīng)排除,在以后相同條件下一般不會再出現(xiàn)。
常見的調(diào)試期故障一般由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。
1)安裝方面通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障,常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管系最高點;
或安裝在自上而下的垂直管上,可能出現(xiàn)排空;或傳感器后無背壓,流體直接排入大氣而形成測量管內(nèi)非滿管。
2)環(huán)境方面通常主要是管道雜散電流干擾,空間強電磁波干擾,大型電機磁場干擾等。
管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護就可獲得滿意結(jié)果,但如遇到強大的雜散電流(如電解車間管道,有時在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值Vpp可高達1V),尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等。
空間電磁波干擾一般經(jīng)信號電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護。
3)流體方面被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計的正常工作,但隨著氣泡的增大,儀表輸出信號會出現(xiàn)波動;
若氣泡大到足以遮蓋整個電極表面時,隨著氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現(xiàn)更大的波動。
低頻方波勵磁的電磁流量計測量固體含量過多漿液時,也將產(chǎn)生漿液噪聲,使輸出信號產(chǎn)生波動。
測量混合介質(zhì)時,如果在混合未均勻前就進入流量傳感進行測量,也將使輸出信號產(chǎn)生波動。
電極材料與被測介質(zhì)選配不當,也將由于化學作用或極化現(xiàn)象而影響正常測量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊正確選配電極材料。
(2)運行期故障運行期故障是電磁流量計經(jīng)調(diào)試并正常運行一段時期后出現(xiàn)的故障;
常見的運行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。
1)傳感器內(nèi)壁附著層由于電磁流量計常用來測量臟污流體,運行一段時間后,常會在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。
若附著物為絕緣層,則電極回路將出現(xiàn)斷路,儀表不能正常工作;若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率,則電極回路將出現(xiàn)短路,儀表也不能正常工作。
所以,應(yīng)及時清除電磁流量計測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
2)雷電打擊雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流,使儀表損壞。
它主要通過電源線或勵磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線等途徑引入,尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。
3)環(huán)境條件變化在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源),流量計工作正常,此時往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。
在這種情況下,一旦環(huán)境條件變化,運行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計附近管道上進行電焊,附近安裝上大型變壓器等);
就會干擾儀表的正常工作,流量計的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動。
在計量儀器中,電磁流量計的使用是很廣泛的,它的出現(xiàn)極大地促進了計量行業(yè)的發(fā)展。現(xiàn)在很多領(lǐng)域都在使用電磁流量計,大家要注意正確地使用和維護電磁流量計,保護好電磁流量計的電極。下面就簡單介紹電磁流量計的電極如何維護:
1、在使用電磁流量計之前,要先用標準的PH值溶液來標定電磁流量計。標定之后在操作之前,大家一定要注意先用蒸餾水把電磁流量計的電極清洗一遍,然后再用測液清洗再一次清洗電極。
2、如果不使用電磁流量計,要取下電磁流量計電極的時候,大家要注意不要讓電極的觸感器與硬物碰撞了,否則只要是出現(xiàn)損傷都會影響到電極的使用的。
3、使用電磁流量計結(jié)束之后,大家要把電磁流量計的電極套給套上,里面少放一些飽和溶液,只要保證電極的球泡是濕潤的就可以了,但是記住不要放在蒸餾水中浸泡。
4、平常要注意電極保持干凈,不要讓它的兩邊輸出出現(xiàn)了短路的情況,不然的話會使得測量不準確,影響電磁流量計的使用的。