電磁流量計(jì)使用中的常見故障一般可以分為兩種類型:安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障(調(diào)試期故障)和正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障(運(yùn)行期故障)。
一、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。
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(diǎn);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(qiáng)電磁波干擾,大型電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果,但如遇到強(qiáng)大的雜散電流(如電解車間管道,有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值Vpp可高達(dá)1V),尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等??臻g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(hù)。
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(jì)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(gè)電極表面時(shí),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(jì)測量固體含量過多漿液時(shí),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(shí),如果在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)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(dāng),也將由于化學(xué)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(yùn)行期故障運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障,常見的運(yùn)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(jì)常用來測量臟污流體,運(yùn)行一段時(shí)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(shí)清除電磁流量計(jì)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(jì)工作正常,此時(shí)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(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計(jì)附近管道上進(jìn)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(jì)的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動。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(diǎn);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(qiáng)電磁波干擾,大型電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果,但如遇到強(qiáng)大的雜散電流(如電解車間管道,有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值Vpp可高達(dá)1V),尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等??臻g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(hù)。
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(jì)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(gè)電極表面時(shí),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(jì)測量固體含量過多漿液時(shí),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(shí),如果在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)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(dāng),也將由于化學(xué)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(yùn)行期故障運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障,常見的運(yùn)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(jì)常用來測量臟污流體,運(yùn)行一段時(shí)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(shí)清除電磁流量計(jì)測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
2;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(jì)工作正常,此時(shí)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(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計(jì)附近管道上進(jìn)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(jì)的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動。
3;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。
容積式流量計(jì)是一種利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷的分割成單個(gè)的體積部分,根據(jù)計(jì)量室不斷地充滿和排放該部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量,以計(jì)量液體總體積量的流量計(jì)稱為液體容積式流量計(jì)。由于它具有性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高、量程比寬、測量范圍廣等特點(diǎn),因此被廣泛地用于液體石油產(chǎn)品的流量計(jì)量,作為貿(mào)易結(jié)算的主要計(jì)量器具。由于計(jì)量空間體積和齒輪比常數(shù)均為定值,所以流量計(jì)的誤差和流量之間的關(guān)系是受單位時(shí)間內(nèi)漏流量的影響的。因此了解漏流量變化的原因?qū)μ岣咭后w容積式流量計(jì)檢測準(zhǔn)確度是很有必要的。
1、機(jī)械磨損影響
一般新的流量計(jì)經(jīng)一段時(shí)間磨合,齒輪各處間隙適合,漏流量是比較小的。流量計(jì)在使用2~3年后,齒輪的長期相互運(yùn)動會造成齒輪端部磨損,間隙變大,漏流量也就變大。因此對于頻繁使用的流量計(jì)要經(jīng)常進(jìn)行檢測,對磨損的齒輪進(jìn)行及時(shí)更換,保證流量計(jì)的正常運(yùn)行。
2、溫度影響
當(dāng)溫度上升時(shí),流量計(jì)的齒輪之間的間隙會變大,流量計(jì)的漏流量也會變大,但是還要考慮由于溫度上升計(jì)量空間的體積也變大,介質(zhì)受熱膨脹等原因。
3、壓差影響
當(dāng)流量計(jì)的進(jìn)出口之間的壓力差很小,齒輪轉(zhuǎn)速低,這時(shí)的漏流量就會比較大。當(dāng)流量計(jì)的了的進(jìn)出口之間的壓力太大時(shí),齒輪回轉(zhuǎn)力巨大,轉(zhuǎn)速太高,漏流量也會增加,誤差也較大,因此只有將進(jìn)出口壓力控制在合適的范圍內(nèi),流量計(jì)的漏流量才能控制到最小。
4、介質(zhì)粘度影響
介質(zhì)的粘度變化時(shí),漏流量也會發(fā)生明顯變化,粘度增大時(shí),漏流量小,誤差小,粘度減小時(shí),漏流量大,誤差大。因此也規(guī)定了檢測用介質(zhì)和流量計(jì)實(shí)際使用的介質(zhì)粘度要一致。如用其他介質(zhì)進(jìn)行檢測時(shí),要注意引入的誤差不能超過流量計(jì)誤差限的三分之一。
因此,漏流量變化對液體容積式流量計(jì)的示值誤差產(chǎn)生著很大影響,而引起漏流量變化的原因也很多,我們在檢測過程中要認(rèn)真分析漏流量變化的原因,特別要注意介質(zhì)粘度變化、溫度變化,流量計(jì)前后壓差等因素,將這些影響控制在合理的范圍內(nèi),確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠。
在石化、化工、電力、冶金、市政、制藥等行業(yè),流量測量的技術(shù)難度和復(fù)雜程度都相當(dāng)高,研究流量測量對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低企業(yè)的經(jīng)營成本、解決節(jié)能環(huán)保起到重要作用。
電磁流量計(jì)具有無阻力,無壓損的優(yōu)點(diǎn),可以充分減小管道內(nèi)的阻力,符合節(jié)能降耗的要求,因而電磁流量計(jì)在業(yè)界得到廣泛的重視。
不過雖說電磁流量計(jì)具有上述優(yōu)點(diǎn),而且在可靠性和穩(wěn)定性方面都比多數(shù)其它種類的流量計(jì)要好許多;
但在實(shí)際使用過程中,還是會發(fā)生一些問題,電磁流量計(jì)在工程應(yīng)用中需要注意的要點(diǎn)。
1變送器要選擇在任何時(shí)候測量導(dǎo)管內(nèi)都能充滿液體的位置進(jìn)行安裝,以防止由于測量導(dǎo)管內(nèi)沒有液體而產(chǎn)生指針不在零點(diǎn)引起的錯覺。
是垂直安裝,減少由于液體流過在電極上產(chǎn)生氣泡而造成的誤差。
若水平放置時(shí),流量計(jì)的兩個(gè)電極必須保持在同一個(gè)水平面上,為了防止沉淀物或在管頂?shù)目諝饬钏^緣。
2如有需要,可以讓管放空,內(nèi)置的空管檢測線路,會停止累計(jì)和流量的信號輸出。
3在有陽極保護(hù)的管道里流動的流體,安裝電磁流量計(jì)時(shí),要遵循下面幾點(diǎn):
為了讓流體能夠良好接地,要使用地環(huán);傳感器跟管道連起來時(shí),法蘭之間要有絕緣墊,螺桿上也要用上絕緣套。
4當(dāng)電磁流量計(jì)安裝在已接地的金屬管道上,通過電磁流量計(jì)變送器上的接地端子實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電勢平衡,即通過截面積不小于6mm2的銅芯電線連接至接地端子上;
當(dāng)電磁流量計(jì)安裝在未接地的金屬管道上,2個(gè)法蘭均通過截面積至少為6mm2的銅芯電線與管道法蘭相連接,并接地;將變送器或傳感器接線盒連接至接地端子上,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電勢平衡;
當(dāng)電磁流量計(jì)安裝在塑料管道或帶絕緣內(nèi)襯的管道上,通過附加接地環(huán)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電勢平衡,接地環(huán)通過截面積至少為6mm2的銅芯電線連接至接地端子上。
5電磁流量變送器應(yīng)安裝在室內(nèi)干燥通風(fēng)處,避免安裝在環(huán)境溫度過高的地方,不應(yīng)受強(qiáng)烈振動,盡量避開具有強(qiáng)烈磁場的設(shè)備;
如大電機(jī),變壓器等,避免安裝在有腐蝕性氣體的場合,安裝地點(diǎn)便于檢修,這是保證變送器正常運(yùn)行的環(huán)境條件。
6為了保證電磁流量變送器測量管內(nèi)充滿被測介質(zhì),變迭器垂直安裝,流向自下而上,尤其是對于液固兩相流,必須垂直安裝。
若現(xiàn)場只允許水平安裝,則必須保證兩電極在同一水平面。
7電磁流量變送器兩端應(yīng)裝閥門和旁路。
8電磁流量變送器的電極所測出的幾毫伏交流電勢,是以變送器內(nèi)液體電位為基礎(chǔ)的。
為了使液體電位穩(wěn)定并位變送器與流體保持等電位,以保證穩(wěn)定地進(jìn)行測量,變送器外殼與金屬管兩端應(yīng)有良好的接地,轉(zhuǎn)換器外殼也應(yīng)接地,接地電阻不能大于10歐姆,不能與其它電器設(shè)備的接地線共用。
如果不能保證變送器外殼與金屬管道良好接觸,應(yīng)用金屬導(dǎo)線將它們連接起來,再可靠接地。
9為了避免干擾信號,變送器和轉(zhuǎn)換器之間的信號必須用屏蔽導(dǎo)線傳輸,不允許把信號電纜和電源線平行放在同一電纜鋼管內(nèi),信號電纜長度一般不得超過30m。
10轉(zhuǎn)換器安裝地點(diǎn)應(yīng)避免交、直流強(qiáng)磁場和振動,環(huán)境溫度為-20~50℃,且不能含有腐蝕性氣體,相對濕度不大于80%。
11為了保證電磁流量計(jì)的正常運(yùn)行,減少測量誤差,電磁流量計(jì)前后應(yīng)符合一定的直管段要求。根據(jù)JJG 1033-2007《電磁流量計(jì)核定規(guī)程》測試標(biāo)準(zhǔn)要求,通常前直管段應(yīng)達(dá)到10D,后直管段應(yīng)為5D。
12安裝位置。電磁流量計(jì)可以垂直、水平安裝,但推薦垂直安裝,且被測流體是自下而上流動。也可以水平安裝,但要使兩電極在同一水平面上。
水平安裝時(shí)要保證在何時(shí)測量導(dǎo)管都充滿液體。
在主管線是垂直管線時(shí),一般情況下,要求水流是自下而上,盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動比較大。
安裝除滿管以外,這點(diǎn)也是很重要的,其次就是前后直管道的距離了。選擇便于維修,活動方便的地方。
流量計(jì)應(yīng)安裝在水泵后端,決不能在抽吸側(cè)安裝:閥門應(yīng)安裝在流量下游側(cè)。
13由于電磁流量計(jì)測量的是微弱電勢,需排除一切外界干擾才能準(zhǔn)確測量,因而良好的接地是保障電磁流量計(jì)穩(wěn)定工作的必要條件。
通常接地是通過接地環(huán)或傳感器內(nèi)的參考電極和管路系統(tǒng)的接地連接來實(shí)現(xiàn)。
14流量計(jì)的安裝地點(diǎn)要遠(yuǎn)離一切磁源(如大功率電機(jī)、變壓器等)。
15與其它流量計(jì)一樣,電磁流量計(jì)也有防護(hù)等級,通常一體式的防護(hù)等級為IP65,分體式的為IP68(針對傳感器而言),如果客戶對儀表安裝環(huán)境有要求,安裝地點(diǎn)在地下陰井或其它一些潮濕的地方,建議客戶選用分體式的。以免選錯對儀表造成損害。
16電磁流量計(jì)可以測腐蝕性液體,但定貨初期客戶要正確提供其它測量介質(zhì)屬性;
以免選型時(shí)對電極選型上的錯誤,導(dǎo)致傳感器在后期使用過程中報(bào)廢,給客戶帶來不便和經(jīng)濟(jì)上的損失。
17電磁流量計(jì)雖說可靠性比較好,一般情況下不會損壞,但由于其原理決定,傳感器電極表面一直和液體接觸,時(shí)間久了,電極表面比較容易受污染。
所以電磁流量計(jì)一般情況下,客戶有條件拆的情況下,建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極以保證流量計(jì)整機(jī)的測量精度。
任何儀器儀表都是需要“保養(yǎng)”的,電磁流量計(jì)也不例外。