电磁流量计在应用中的故障检查和分析

1 引言

电磁流量计使用中的常见故障，有的是由于仪表本身元器件损坏引起的故障，有的是由于选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障，如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。它一般可以分为两种类型：安装调试时出现的故障(调试期故障)和正常运行时出现的故障(运行期故障)。

2 工作原理

电磁流量计由变送器和转换器两部分组成，两者之间用连接线(包括励磁线、信号线)相互连接。变送器是基于电磁感应定律工作的，如图1所示，被测介质垂直于磁力线方向流动，因而在于介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势ex。

图1 电磁流量计结构原理

ex=bdvⅹ10-4v

式中：b—磁感应强度，t(特斯拉)；d—两电极间距离(管径)，cm； v—被测介质的平均流速，cm/s。

3 常见故障

3.1 调试期故障

调试期故障一般出现在仪表初始装用调试阶段，但一经改进排除故障，在以后相同条件下一般不会再度出现。常见的调试期故障通常由仪表选用或设定不当、安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。

(1) 安装方面

通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将传感器安装在易积聚气体的管网最高点；或安装在自上而下的垂直管上，可能出现排空；或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。 [p]

(2) 环境方面

通常主要是管道杂散电流干扰，空间强电磁波干扰，大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果，如河南煤化集团中原大化公司第ⅰ套三聚氰胺装置的电磁流量计ft-31235在2007年4月12日遇到强大的杂散电流而无法正常指示(电解车间管道，有时在两电极上感应的交流电势峰值vpp可高达1v)，工作人员立即采取单接地保护，可其指示仍然不能恢复正常，于是又采取将流量传感器与管道绝缘等措施后ft-31235才算能正常工作。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护。

(3) 流体方面

被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作，但随着气泡的增大，仪表输出信号会出现波动，若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时，也将产生浆液噪声，使输出信号产生波动。测量混合介质时，若两种液体电导率(或各自与电极间电位)有差异，在混合未均匀前就进入流量传感进行测量，也将使输出信号产生波动。电极材料与被测介质选配不当，产生钝化或氧化等化学作用，电极表面形成绝缘膜，以及电化学和极化现象等，均会妨碍正常测量。应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料。

3.2 运行期故障

运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障，常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。

(1) 传感器内壁附着层

由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。所以，应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。

(2) 雷电打击

雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流，使仪表损坏。它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入，尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。

(3) 环境条件变化

在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源)，流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。例如河南煤化集团中原大化公司第ⅲ套三聚氰胺装置的电磁流量计ft-81235调试期运行正常，而在2006年3月12日上午突然出现输出信号大幅度波动，经检查仪表本身的传感器和转换器以及连接两者的电缆无任何故障，原来其附近实施管道电焊干扰了仪表的正常运行，工作人员立刻实施良好的接地保护后仪表才得以正常指示。

4 故障现象和检查流程

电磁流量计常见故障现象有：

(1) 无流量信号；
(2) 输出晃动；
(3) 零点不稳；
(4) 流量测量值与实际值不符；
(5) 输山信号超满度值。

通常检查整个测量系统和判断故障的程序如图1所示，检查环节包括电磁流量计本身的传感器和转换器以及连接两者的电缆，电磁流量计上位的工艺管道，下(后)位显示仪表连接电缆。经常采用的检查手段或方法及其检查内容列举如下：

- 通用常规仪器检查
- 替代法：利用转换器和传感器间以及转换器内线路板部件间的互换性，以替代法判别故障所在位置。
- 信号踪迹法：用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量信号，以测试电磁流量转换器。

检查首先从显示仪表工作是否正常开始，逆流量信号传送的方向进行。用模拟信号器测试转换器，以判断故障发生在转换器及其后位仪表还是在转换器的上位传感器发生的。若是转换器故障，如有条件可方便地借用转换器或转换器内线路板作替代法调试；若是传感器故障需要试调换时，因必须停止运行，关闭管道系统，涉及面广，常不易办到。特别是大口径流量传感器，试换工程量大，通常只有在做完其他各项检查，最后才下决心，卸下管道检查传感器测量管内部状况或调换。相关检修项目如表1所示。

5 结束语

电磁流量计在使用的过程当中，可能出现各种各样的故障，但一般来说可以把所有的故障归结为两类，即调试期故障和运行期故障，只要我们在日常工作中时刻注意这两类故障，并很好地加以排除解决，相信电磁流量计一定能够发挥它应有的作用。