電磁流量計(jì)傳統(tǒng)的定期維護(hù)檢查是將流量傳感器卸下管線清掃和檢查,然后實(shí)施流量校準(zhǔn)。為減少流量傳感器從管道上卸裝損傷襯里,先在管線上測量絕緣電阻等推斷有無異?,F(xiàn)象,再決定下一步是否卸下管線檢查或?qū)嵙髁髁啃?zhǔn)。一般有條件的(真正貫徹ISO9001質(zhì)量管理體系)企業(yè)大致檢查方式為:
(1)1/3只作在線檢查;
(2)1/3卸下管線做接液部位清掃后檢查;
(3)1/3離線作流量校準(zhǔn)。
檢查內(nèi)容:
檢查電磁流量計(jì),除零點(diǎn)檢查外,還將流量傳感器、轉(zhuǎn)換器和連接電纜分開進(jìn)行。
1、整機(jī)零點(diǎn)檢查
整機(jī)零點(diǎn)檢查的技術(shù)要求是:流量傳感器測量管充滿液體且無流動,這在許多企業(yè)現(xiàn)場不具備條件而放棄整機(jī)的零點(diǎn)檢查和調(diào)整,但可轉(zhuǎn)而對轉(zhuǎn)換器作單獨(dú)的零點(diǎn)檢查和調(diào)整。從技術(shù)上講,這必須在傳感器檢查完畢后且保證傳感器勵磁回路和信號回路的絕緣電阻正常(均包含電纜)的前提下才有實(shí)際意義,否則整機(jī)就不能正常運(yùn)行。通常轉(zhuǎn)換器單獨(dú)零點(diǎn)為負(fù)值,數(shù)值也很??;如果其絕對值大于滿量程的5%就需要先做檢查,待確認(rèn)原因后再作調(diào)整。通常情況下電磁流量計(jì)整機(jī)的零點(diǎn)和轉(zhuǎn)換器單獨(dú)的零點(diǎn)差異值小于1%。大于5%的零點(diǎn)差異值有許多情況是用戶在管道閥門關(guān)閉不良情況下進(jìn)行不正確調(diào)零操作所致。
2、連接電纜檢查
該項(xiàng)檢查內(nèi)容是檢查信號線與勵磁線各芯導(dǎo)通和絕緣電阻,檢查各屏蔽層接地是否完好。3、轉(zhuǎn)換器檢查
該項(xiàng)檢查內(nèi)容是用通用儀表以及流量計(jì)型號相匹配的模擬信號器代替?zhèn)鞲衅魈峁┝髁啃盘栠M(jìn)行調(diào)零和校準(zhǔn)。校準(zhǔn)包括零點(diǎn)檢查和調(diào)整、設(shè)定值檢查、勵磁電流測量、電流/頻率輸出檢查等。需要注意的是:檢查項(xiàng)目要與上一次檢查值(或出廠值)進(jìn)行比較,分析其是否有變化或變化是否符合原計(jì)量要求。
4、流量傳感器檢查
該項(xiàng)檢查內(nèi)容是:通過對勵磁線圈的檢查和檢查轉(zhuǎn)換器所測得的勵磁電流以間接評價磁場強(qiáng)度是否變化;測量電極接液電阻以評估電極表面受污穢和襯里附著層狀況;檢查各部位絕緣電阻以判斷零件劣化程度以評估是否會引入干擾。對能停止介質(zhì)流動條件的管線則可觀察和測量電極和襯里附著層厚度,以估算清洗附著層前后因流動面積變化引入的流量值變化。
(1)測量勵磁線圈銅電阻
用高精確度數(shù)字萬用表或惠斯登電橋測量線圈電阻,必要時作溫度系數(shù)修正后與儀表檔案值比較。確認(rèn)線圈是否導(dǎo)通良好和無匝間短路現(xiàn)象。
(2)檢查勵磁線圈絕緣電阻
勵磁線圈及其接線端子受潮后勵磁回路對地絕緣下降,很可能把勵磁信號引入流量信號傳輸電路,使電極加上一個較大的絕緣電阻和信號電阻對勵磁電壓的分壓,形成較大的共模干擾信號。當(dāng)這一干擾信號超過轉(zhuǎn)換器前置放大器的抑止能力,就會使轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)漂移。絕緣電阻下降不十分嚴(yán)重時,這一現(xiàn)象在儀表運(yùn)行時還不易察覺。除IP68無接線端子盒外,實(shí)踐中由于疏忽,接線端子盒未密封進(jìn)入潮氣,端子絕緣電阻下降到5~6MΩ以下時易造成故障。吹干端子,通常故障就可消除。
(3)檢查電極接液電阻
流量傳感器的電極接液電阻應(yīng)在新裝儀表調(diào)試好后立即測量,并記錄在案。以后每維護(hù)一次測量一次,分析比較這些數(shù)據(jù)有助于判斷儀表故障原因。
電極與液體接觸電阻值取決于接觸表面的被測液體電導(dǎo)率。不同介質(zhì)所測電阻值有明顯區(qū)別。電極接液電阻可用指針式萬用表在測量管充滿液體時分別測量每個電極端子與地間的電阻。經(jīng)驗(yàn)表明分別測量兩電極的接觸電阻值之差應(yīng)小于10%~20%,否則表明有故障。
測出的電極接液電阻與原測量值比較若有差異,原因?yàn)椋篴、兩電極絕緣性附著層覆蓋不一致或某一電極信號回路絕緣電阻下降;b、電阻值增加則是電極表面被絕緣層覆蓋;c、電阻值減少則是電極附近襯里表面附著導(dǎo)電沉積層或電極裝配(如絕緣套圈)絕緣下降。有時雖未形成故障,但應(yīng)作為故障前兆而采取相應(yīng)措施。
(4)測量電極/液體間極化電壓
測量此電壓將有助于判斷電極是否被污穢或覆蓋,由此可能形成零點(diǎn)不穩(wěn)或輸出晃動的故障。
(5)檢查信號電路絕緣和勵磁電路/信號電路之間絕緣
該項(xiàng)檢查目的是評估是否因絕緣下降而引入干擾。檢查信號電路時,信號線要臨時與電極脫開。引起絕緣下降原因有接線盒未密封進(jìn)入潮氣、防護(hù)型傳感器的電纜割斷再接續(xù)時未做好防潮處理等。
(6)檢查電極絕緣電阻和襯里狀況
該項(xiàng)檢查對小口徑儀表要從管線卸下,對大口徑儀表則可放空積液后從入孔進(jìn)入管道觀察:擦干襯里內(nèi)表面用兆歐表分別測試兩電極對地絕緣電阻;若襯里有附著層則須清除并按積層厚度確定清洗周期;若附著層不厚且電導(dǎo)率與液體相同則可忽略不計(jì)面積變化附加誤差;若附著層電導(dǎo)率小于液體將產(chǎn)生正向附加誤差,反之則產(chǎn)生負(fù)向附加誤差。電極絕緣電阻一般要求大于100MΩ,絕緣下降多因電極、襯套等受外界浸水受潮所致(用熱吹風(fēng)排除潮氣即可);若絕緣破壞(如腐蝕液從密封處侵入)則須調(diào)換傳感器或返回廠家修理。
電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體,如自來水、鋼鐵、石油、化工、電力、工業(yè)、水利、水政水資源等部門的導(dǎo)電流體的流量,亦可測量酸、堿、鹽等腐蝕性導(dǎo)電液體。
電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。
在電磁流量計(jì)中,測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。
當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時,則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。
測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
1、電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的速度式電磁流量計(jì)。
在闡述電磁流量計(jì)測量原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于MSP430F149單片機(jī)的LDE型電磁流量計(jì);
電路以MSP430F149單片機(jī)為核心,從而簡化了外圍硬件電路的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了液體流量的測量和累積。
文中給出了設(shè)計(jì)的總體框圖,部分硬件電路和控制軟件流程圖。
本文設(shè)計(jì)的LDE型電磁流量計(jì)已經(jīng)投入生產(chǎn),經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明,該設(shè)計(jì)具有高精度,低功耗和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),基本滿足設(shè)計(jì)要求。
2、電磁流量計(jì)能有效避開強(qiáng)電力設(shè)備,高頻設(shè)備,強(qiáng)電源開關(guān)設(shè)備;
避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊懀荛_強(qiáng)烈震動場所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等,同時要考慮安裝維修方便。
3、電磁流量計(jì)具有保存每天24小時的流量數(shù)據(jù)、停電時間、零流量時間等多種數(shù)據(jù)及報警等功能。
每天,只需一次、二次短信息就能獲得一個測量點(diǎn)的一天24小時的測量數(shù)據(jù),它也能根據(jù)用戶的需求設(shè)定。
采用電磁旋渦流量計(jì)和gsm網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù),建立水流量監(jiān)測系統(tǒng)的前期投資只是采用無線電臺方式的1/3到1/5;
系統(tǒng)建立后的運(yùn)行費(fèi)用每個點(diǎn)每天只是一到二次短信息的費(fèi)用。省去了頻率的使用費(fèi)及使用中的電費(fèi)及維護(hù)費(fèi)用。
4、流量檢測儀表的顯示方式、通訊方式和數(shù)據(jù)存儲是儀表的重要組成部分。
傳統(tǒng)電磁流量計(jì)在顯示方式上一般采用LED或段式LCD,只能顯示數(shù)字、字母、漢字和一些粗糙的圖案;
在數(shù)據(jù)存儲方面,信息存儲一般以二進(jìn)制方式存儲,不具有通用性且存儲容量?。?/p>
在通訊方式上,一般采用RS232或RS485,其開放性不高。
5.傳感器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時,傳感器可以安裝在垂直管道上,流向不限。若被測氣體中含有少量的液體,
氣體流向應(yīng)由下向上。
測量液體流量時,液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
6、傳感器在水平管道的側(cè)裝
無論測量何種流體,傳感器可以在水平管道上側(cè)裝,特別是測量過熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體,
若條件允許建議采用側(cè)裝,這樣流體的溫度對放大器的影響較小。
7.傳感器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽??捎糜跍y量飽和蒸汽,適用于測量
高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。
8.傳感器在有保溫層管道上的安裝
測量高溫蒸汽時,保溫層較多不能超過支架高度的三分之一。
9.為了解決了上述不足,采用32位的ARM處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)研制出了具有信息化、圖形化和網(wǎng)絡(luò)化的電磁流量計(jì)。
它采用TFT彩色液晶屏顯示方式,不僅可以顯示流量數(shù)據(jù)還可以顯示流量曲線,提高了顯示的質(zhì)量和內(nèi)容;
通過JFFS2文件系統(tǒng)采用文件的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲,且存儲容量可達(dá)1MB。
1. 無流量輸出。檢查電源部分是否存在故障,測試電源電壓是否正常;測試保險絲通斷;檢查傳感器箭頭是否與流體流向一致,如不一致調(diào)換傳感器安裝方向;檢查傳感器是否充滿流體,如沒有充滿流體,更換管道或垂直安裝。
2. 信號越來越小或突然下降。測試兩電極間絕緣是否破壞或被短路,兩電極間電阻值正常在(70~100)Ω之間;測量管內(nèi)壁可能沉積污垢,應(yīng)清洗和擦拭電極,切勿劃傷內(nèi)襯。測量管襯里是否破壞,如破壞應(yīng)予以更換。
3. 零點(diǎn)不穩(wěn)定,檢查介質(zhì)是否充滿測量管及介質(zhì)中是否存在氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器,如水平安裝可改成垂直安裝;檢查儀表接地是否完好,如不好,應(yīng)進(jìn)行三級接地(接地電阻≤100Ω);檢查介質(zhì)電導(dǎo)率應(yīng)不小于5μs/cm;檢查介質(zhì)是否淤積于測量管中,清除時注意不要將內(nèi)襯劃傷。
4. 流量指示值與實(shí)際值不符。檢查傳感器中的流體是否充滿管,有無氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器;檢查各接地情況是否良好;檢查流量計(jì)上游是否有閥,如有,移至下游或使之全開;檢查轉(zhuǎn)換器量程設(shè)定是否正確,如不對,重新設(shè)定正確量程。
5. 示值在某一區(qū)間波動。檢查環(huán)境條件是否發(fā)生變化,如出現(xiàn)新干擾源及其他影響儀表正常工作的磁源或震動等,應(yīng)及時清除干擾或?qū)⒘髁坑?jì)移位;檢查測試信號電纜,用絕緣膠帶進(jìn)行端部處理,使導(dǎo)線、內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層、殼體之間不相互接觸。
選用電磁流量計(jì)測量流量的流體必須是導(dǎo)電的,因此不導(dǎo)電的氣體、蒸汽、油類、丙銅等物質(zhì)不能選用電磁流量計(jì)測量流量。
運(yùn)行故障
經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障,常見故障原因有:流量傳感器內(nèi)壁附著層,雷電擊,環(huán)境條件變化。
1、內(nèi)壁附著層
由于電磁流量計(jì)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,出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生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。
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。雷電擊損儀表有3條引入途徑:電源線,傳感器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析,引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的,其他兩條途徑較少。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場了解到,不僅電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障,控制室中其他儀表電常常同時出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性。現(xiàn)任已有若于設(shè)計(jì)單位隊(duì)識和探索解決這一問題,如齊魯石化設(shè)計(jì)院[1]。
3、環(huán)境條件變化
主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(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。例如一臺接地保護(hù)并不理想的電磁流量計(jì),調(diào)試期因無廠擾源,儀表運(yùn)行正常,然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源(例如測量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊)干擾儀表正常運(yùn)行,出現(xiàn)輸出信號大幅度波動。