電磁流量計(jì)的安裝和投入使用過程中也會(huì)遇到各種情況,使測量產(chǎn)生較大的誤差,甚至無法進(jìn)行。這就要求儀表安裝和操作人員,能夠按照儀表設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)使用與維護(hù)規(guī)范進(jìn)行檢查和維修。
電磁流量計(jì)作為精密的流量測量儀表,在安裝時(shí)有較為嚴(yán)格的要求,比如對于外界電磁干擾的影響,對于接地的要求,還有就是對于前端和后端直管的要求都很重要,不過有時(shí)候限于現(xiàn)場的條件限制,導(dǎo)致安裝無法達(dá)到理想的狀態(tài),就需要儀表安裝人員能夠采取相應(yīng)的措施,對于現(xiàn)場的安裝情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,最終儀表的運(yùn)行達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。電磁流量計(jì)的安裝和投入使用過程中也會(huì)遇到各種情況,使測量產(chǎn)生較大的誤差,甚至無法進(jìn)行。這就要求儀表安裝和操作人員,能夠按照儀表設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)使用與維護(hù)規(guī)范進(jìn)行檢查和維修。本文對此作出說明,希望對于各位有所幫助。
一、流量測量值與實(shí)際值不符的檢查和采取措施
4.1故障原因
1)轉(zhuǎn)換器設(shè)定值不正確.
2)傳感器安裝位置不妥,未滿管或液體中含有氣泡.
3)未處理好信號電纜或使用過程中電纜絕緣下降.
4)傳感器上游流動(dòng)狀況不符合要求.
5)傳感器極間電阻變化或電極絕緣下降.
4.2故障檢查和采取措施
1)復(fù)核轉(zhuǎn)換器設(shè)定值和檢查零點(diǎn)、滿度值.首先檢查相配套傳感器和轉(zhuǎn)換器的編號是否對號.當(dāng)代大部分污水流量計(jì)在制造廠實(shí)流校準(zhǔn)后在傳感器名牌(或隨表附《使用說明書》)標(biāo)明校準(zhǔn)的儀表常數(shù),并在所配套的轉(zhuǎn)換器內(nèi)設(shè)定好.因此新安裝儀表調(diào)試前首先要復(fù)核儀表常數(shù),傳感器編號和轉(zhuǎn)換器編號是否配對.因?yàn)檫@類失配的事件時(shí)有發(fā)生,還需復(fù)核口徑、量程和計(jì)量單位等設(shè)定值.
2)查管道液狀況和是否含有氣泡.
本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良或相關(guān)設(shè)備不完善所引起的,可參閱管道未充滿液體或液體含有少許氣泡的內(nèi)容.
3)檢查信號電纜系統(tǒng);
查連接電纜匹配是否適當(dāng)?連接是否正確?絕緣是否下降?
通常人們檢查污水流量計(jì)測量流量不符的故障原因,往往忽視連接傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電纜系統(tǒng),經(jīng)常遇到以下事例:
a)將所附整根電纜割斷后重新連接,使用一階段后連接處吸入潮氣,絕緣下降;
b)信號線末端未處理好,內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和信號芯相互間有短接,或與外殼短接;
c)不用規(guī)定型號(或所附)的電纜;
d)電纜長度超過受液體電導(dǎo)率制約的長度上限;
e)液體電導(dǎo)率較低而傳感器和轉(zhuǎn)換器相距較遠(yuǎn),
4)調(diào)查傳感器上游流動(dòng)狀況.
傳感器上游流動(dòng)狀況常因受安裝空間限制,偏離規(guī)定要求,如接近產(chǎn)生擾流的阻流件而無足夠長度的直管段,這些會(huì)引入影響測量準(zhǔn)確的因素.特別是接近傳感器上游設(shè)置調(diào)節(jié)閥或未全開的閘閥,能圓滿解決的唯一辦法是改動(dòng)傳感器的安裝位置;在上游直管段長度不足的情況下,調(diào)整安裝位置.
5)檢測電極與液體間接觸電阻和電極絕緣;
電極與液體接觸電阻值主要取決于接觸面積和液體電導(dǎo)率.
充滿電導(dǎo)率為150×10-6s/cm的生活和工業(yè)用水時(shí),電極與液體接觸電阻約為15kΩ.電極絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ.
二、無流量信號輸出檢查和采取措施
1.1故障原因
1)電源方面故障.
2)連接電纜(激磁回路,信號回路)故障.
3)液體流動(dòng)狀況方面故障.
4)傳感器零部件損壞故障.
5)轉(zhuǎn)換器元器件損壞故障.
1.2故障檢查和采取措施
1)查電源方面故障.
首先查主電源和激磁電流熔絲,若接入符合規(guī)定電流值新熔絲再通電而又熔斷,必須找出故障所在點(diǎn).查電源線路板輸出各路電壓是否正常,或置換整個(gè)電源線路板.
2)查連接電纜系統(tǒng)方面故障.分別檢查連接激磁系統(tǒng)和信號系統(tǒng)的電纜是否通,連接是否正確.
3)查液體流動(dòng)方向和管內(nèi)液體充滿性.
液體流動(dòng)方向必須與傳感器殼體上箭頭方向一致.對于能正反向測量的污水流量計(jì),若方向不一致雖仍可測量,但設(shè)定的顯示流動(dòng)正反方向不符,必須改正之.若管道未充滿液體,主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)或傳感器安裝位置不妥.若傳感器安裝在a、e位置和虛線管排放b位置,應(yīng)將其改裝到c,d位置,見圖。
4)查傳感器完好性.
主要檢查各接線端子和激磁線圈完好性.激磁線圈及其系統(tǒng)出現(xiàn)的故障常有:a)線圈斷開;b)線圈或其端子絕緣下降.二類故障中以絕緣下降出現(xiàn)的頻度相對較高.線圈斷開和絕緣下降可方便地使用萬用電表和兆歐表檢查.
5)查轉(zhuǎn)換器的故障.
污水流量計(jì)轉(zhuǎn)換器檢查方法常采用以線路板備件替代法試排除故障.
三、輸出晃動(dòng)故障原因、檢查和采取措施
2.1故障原因
1)流動(dòng)本身是波動(dòng)或脈動(dòng)的,實(shí)質(zhì)上不是污水流量計(jì)的故障,僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況.
2)管道未充滿液體或液體中含有氣泡.
3)外界雜散電流等電、磁干擾.
4.2.2故障檢查和采取措施
1)流動(dòng)本身的波動(dòng).
若流動(dòng)本身波動(dòng),儀表輸出晃動(dòng)則是如實(shí)反映波動(dòng)狀況.檢查方法可在使用現(xiàn)場向操作人員和流程工藝人員詢問或巡視有否波動(dòng)源.污水流量計(jì)上游管道中有否阻流件產(chǎn)生旋渦.在有脈動(dòng)流動(dòng)源的管線上,要減緩其對流量儀表測量的影響,通常采取流量傳感器遠(yuǎn)離脈動(dòng)源,利用管流流阻衰減脈動(dòng);或在管線適當(dāng)位置裝上稱作被動(dòng)式濾波器的氣室緩沖器,吸收脈動(dòng).
2)管道未充滿液體或液體中含有氣泡
本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良使傳感器的測量管未充滿液體或傳感器安裝不妥所致.傳感器下游無背壓或背壓不足,如裝在位置e,液流經(jīng)下游很短一段管段即排人大氣,若閥門2全開,傳感器測量管內(nèi)有可能未充滿液體.有時(shí)候流體的流量較大能充滿則儀表運(yùn)行正常,流量減小就有可能液體充不滿而使儀表失常.液體中含有氣體,輸出信號晃動(dòng)更大.而液體中含有微小氣泡,在流動(dòng)過程中會(huì)逐漸在高點(diǎn)或死角積聚,遮蓋電極而造成輸出晃動(dòng).
3)外界電磁干擾.
污水流量計(jì)由于流量信號小易受外界干擾影響,干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場.管道雜散電流主要靠污水流量計(jì)良好接地保護(hù),通常接地電阻要小于10Ω,不要和其他電機(jī)和電器共用接地.
四、零點(diǎn)不穩(wěn)定檢查和采取措施
3.1故障原因
1)管道未充滿液體或液體中含有氣泡.
2)主觀上認(rèn)為管系液體無流動(dòng)而實(shí)際上存在微小流動(dòng);其實(shí)不是污水流量計(jì)故障,而是如實(shí)反映流動(dòng)狀況的誤解.
3)傳感器按地不完善受雜散電流等外界干擾.
4)液體方面(如液體電導(dǎo)率均勻性,電極污染等問題)的原因.
5)信號回路絕緣下降.
3.2故障檢查和采取措施
1)管道未充滿液體或液體中含有氣泡.
可參閱管道未充滿液體或液體小有含有氣泡的內(nèi)容.
2)管道有微量流動(dòng).
本類故障主要是管線的截止閥密閉性差,污水流量計(jì)所檢測到的微小泄漏量,誤解為零點(diǎn)變動(dòng)或零點(diǎn)不穩(wěn)定.
3)接地不完善受外界干擾影響和接地電位變動(dòng)影響.
管道雜散電流等外界干擾影響主要靠污水流量計(jì)良好的接地保護(hù),通常要求接地電阻小于10Ω,不要和其他電機(jī)電器共用接地.
4)檢查液體物性.
液體電導(dǎo)率變化或不均勻,在靜止時(shí)會(huì)使零點(diǎn)變動(dòng),流動(dòng)時(shí)使輸出晃動(dòng).
液體若含有雜質(zhì),或雜質(zhì)沉積測量管內(nèi)壁,或在測量管內(nèi)壁結(jié)垢,或電極被油脂等污穢等等,均有可能出現(xiàn)零點(diǎn)變動(dòng).措施是清除污穢和沉積垢層;若零位變動(dòng)大也可嘗試重新調(diào)零.
5)檢查信號線路絕緣.
信號回路絕緣下降會(huì)形成零點(diǎn)不穩(wěn).信號回路絕緣下降的主要原因是電極部位絕緣下降所引起的,但也不能排除信號電纜及其接線端子絕緣下降或破壞.因?yàn)橛袝r(shí)候現(xiàn)場環(huán)境十分嚴(yán)酷,且儀表蓋、導(dǎo)線連接處密封不慎,彌漫著潮氣酸霧或粉粒塵埃侵入儀表接線盒或電纜保護(hù)層,使絕緣下降.信號回路絕緣電阻檢查分別按電纜側(cè)和流量傳感器側(cè)兩部分進(jìn)行,用兆歐表測試.分兩次進(jìn)行.
a)充滿液體測量電極表面液體接觸電阻流量傳感器信號線,用萬用表分測量每電極與接地點(diǎn)間的電阻,兩電極對地電阻值之間應(yīng)在10!~20!.
b)空管測量電極絕緣放空測量管,用干布揩于內(nèi)表面,待完全干燥后,用H500VDC兆歐表測量各電極與地間的電阻值,阻值必須在100MΩ以上.
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(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。
當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)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?,避開強(qiáng)烈震動(dòng)場所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等,同時(shí)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(shí)的流量數(shù)據(jù)、停電時(shí)間、零流量時(shí)間等多種數(shù)據(jù)及報(bào)警等功能。
每天,只需一次、二次短信息就能獲得一個(gè)測量點(diǎn)的一天24小時(shí)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(tái)方式的1/3到1/5;
系統(tǒng)建立后的運(yùn)行費(fèi)用每個(gè)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(chǔ)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(chǔ)方面,信息存儲(chǔ)一般以二進(jìn)制方式存儲(chǔ),不具有通用性且存儲(chǔ)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(shí),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(shí),液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會(huì)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(shí),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(chǔ),且存儲(chǔ)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(xiǎn)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(shí)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(dòng)。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(dòng)等,應(yīng)及時(shí)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(shí)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(huì)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(dòng)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(huì)使儀表無法工作。
2、雷電擊
雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流,進(jìn)入儀表就會(huì)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(shí)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?,F(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(tái)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(dòng)。