日常檢查的目的是保證或證明電磁流量計(jì)是在受控狀態(tài)下運(yùn)行。日常檢查的方式一般有在線檢查和離線檢查兩種,主要是驗(yàn)證電磁流量計(jì)的流量測(cè)量值是否符合并保持預(yù)期的計(jì)量要求。
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(cè)量管充滿液體且無流動(dòng),這在許多企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(lì)磁回路和信號(hào)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?。蝗绻浣^對(duì)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(hào)線與勵(lì)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(hào)相匹配的模擬信號(hào)器代替?zhèn)鞲衅魈峁┝髁啃盘?hào)進(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(lì)磁電流測(cè)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(duì)勵(lì)磁線圈的檢查和檢查轉(zhuǎn)換器所測(cè)得的勵(lì)磁電流以間接評(píng)價(jià)磁場(chǎng)強(qiáng)度是否變化;測(cè)量電極接液電阻以評(píng)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(píng)估是否會(huì)引入干擾。對(duì)能停止介質(zhì)流動(dòng)條件的管線則可觀察和測(cè)量電極和襯里附著層厚度,以估算清洗附著層前后因流動(dòng)面積變化引入的流量值變化。
?。?)測(cè)量勵(lì)磁線圈銅電阻
用高精確度數(shù)字萬用表或惠斯登電橋測(cè)量線圈電阻,必要時(shí)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。
?。?)檢查勵(lì)磁線圈絕緣電阻
勵(lì)磁線圈及其接線端子受潮后勵(lì)磁回路對(duì)地絕緣下降,很可能把勵(lì)磁信號(hào)引入流量信號(hào)傳輸電路,使電極加上一個(gè)較大的絕緣電阻和信號(hào)電阻對(duì)勵(lì)磁電壓的分壓,形成較大的共模干擾信號(hào)。當(dāng)這一干擾信號(hào)超過轉(zhuǎn)換器前置放大器的抑止能力,就會(huì)使轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)漂移。絕緣電阻下降不十分嚴(yán)重時(shí),這一現(xiàn)象在儀表運(yùn)行時(shí)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(shí)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(cè)量,并記錄在案。以后每維護(hù)一次測(cè)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(cè)液體電導(dǎo)率。不同介質(zhì)所測(cè)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(cè)量管充滿液體時(shí)分別測(cè)量每個(gè)電極端子與地間的電阻。經(jīng)驗(yàn)表明分別測(cè)量?jī)呻姌O的接觸電阻值之差應(yīng)小于10%~20%,否則表明有故障。
測(cè)出的電極接液電阻與原測(cè)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(hào)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(shí)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(cè)量電極/液體間極化電壓
測(cè)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(dòng)的故障。
?。?)檢查信號(hào)電路絕緣和勵(lì)磁電路/信號(hào)電路之間絕緣
該項(xiàng)檢查目的是評(píng)估是否因絕緣下降而引入干擾。檢查信號(hào)電路時(shí),信號(hào)線要臨時(shí)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(shí)未做好防潮處理等。
?。?)檢查電極絕緣電阻和襯里狀況
該項(xiàng)檢查對(duì)小口徑儀表要從管線卸下,對(duì)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(cè)試兩電極對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)。
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(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。
測(cè)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(cè)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(cè)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(jiǎn)化了外圍硬件電路的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了液體流量的測(cè)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(chǎng)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(cè)量點(diǎn)的一天24小時(shí)的測(cè)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(cè)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(cè)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)容量小;
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(cè)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(cè)氣體中含有少量的液體,
氣體流向應(yīng)由下向上。
測(cè)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(cè)量何種流體,傳感器可以在水平管道上側(cè)裝,特別是測(cè)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(duì)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(cè)量一般氣體、過熱蒸汽??捎糜跍y(cè)量飽和蒸汽,適用于測(cè)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(cè)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(cè)試電源電壓是否正常;測(cè)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(hào)越來越小或突然下降。測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(jí)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(cè)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(duì),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(cè)試信號(hào)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(cè)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(cè)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(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多,出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)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(hào),只是改變流通面積,形成測(cè)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(shì)將被短路;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣而斷開測(cè)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(hào)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(chǎng)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(shí)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(shí)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(cè)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(hào)大幅度波動(dòng)。