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電磁流量計常見故障及解決方法(完整版本）

電磁流量計運(yùn)行中產(chǎn)生故障的*類為儀表本身故障，即儀表結(jié)構(gòu)件或元器件損壞引起的故障；另一類為外界原因引起的故障，如安裝不妥流動畸變，沉積和結(jié)垢等。重點(diǎn)討論應(yīng)用方面和第二類外界原因的故障。

2.1 液體中含有氣泡

    液體中泡狀氣休的形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡2 種途徑。若液體中含有較大氣泡， 則因經(jīng)過電極時能遮蓋整個電極，使流量信號輸人回路瞬時開路，導(dǎo)致輸出信號出現(xiàn)晃動。

    zui簡單的判別方法是當(dāng)遇到晃動時。切斷磁場的勵磁回路電流， 如果此時儀表依然有顯示且不穩(wěn)定，說明大多是由于氣泡影響造成。如果此時以指針式萬用表測量電極電阻， 可測量到電極的回路電阻要比正常時高。對于被測介質(zhì)中含有空氣的情況，如果判斷是由安裝位置引起的， 如因電磁流量計裝在管系高點(diǎn)而貯留氣體或外界吸入空氣造成流量計晃動，變換安裝位置是zui快解決方法.在管線zui低點(diǎn)或采用U 型管安裝。但很多應(yīng)用情況是口徑較大或者安裝的位置不易改換。

    建議在流量上游安裝集氣包和排氣閥，1 臺DN2200 口徑的電磁流量計，因氣泡造成顯示的晃動可達(dá)20%~50%，在安裝了排氣裝置后，測量即恢復(fù)正常。

2.2 非滿管

    非滿管現(xiàn)象可以看作液體中含有氣泡的一種情況。液體未充滿管道可分為液面高度高于測量電極水平面或低于水平面2 種情況。當(dāng)管內(nèi)液面高于電極水平面時，若管系的前后直管段比較理想時，電磁流量計的測量大多能夠穩(wěn)定， 但流量計所計量的液體體積包含了管內(nèi)的氣體體積， 故這種測量存在著很大的測量誤差。當(dāng)管內(nèi)液面高度低于電極表面時，此時，電極裸露在空氣中，測量回路實(shí)際處于開路狀態(tài)。

    電磁流量計的測量值和輸出處于一種隨機(jī)的狀態(tài)，不停地晃動或是滿度。非滿管的情況多出現(xiàn)在靠流體自流或流量計后無任何背壓的直接排放口，例如在污水行業(yè)經(jīng)常遇到。可采用前述氣泡判別的方法進(jìn)行判別， 此時以指針式萬用表測量電極電阻， 可發(fā)現(xiàn)電極的回路電阻明顯變高， 若以水對比，用萬用表以1 kΩ 的量程測量，所測得的阻值不會大于100 kΩ，大于此值，可判定電極回路異常，在排除電纜開路的前提下，判定空管是可信的。如果條件允許，還可觀察流量計后端液體排放口，當(dāng)排放出的液體明顯不充滿即可判斷電磁流量計安裝為非滿管。在流量計安裝時盡量避免出現(xiàn)非滿管的情況。如前面提及的在管線zui低端安裝或有意將流量計安裝在U 型管道。另外，現(xiàn)在市場上已有能夠在非滿管情況下測量的智能電磁流量計。

2.3 電極腐蝕

    在排除氣泡的因素后有因電極腐蝕而造成測量值晃動的情況，且都導(dǎo)致傳感器失效。其成因是由于電極材料的選擇不當(dāng)造成電極為被測液體所腐蝕，從而導(dǎo)致流量計輸出晃動。由于電極材料不耐腐蝕所造成的故障只有在電極被腐蝕后才會表現(xiàn)出來，所以以前通常無法判別。電極一旦被腐蝕后，當(dāng)前市場上的電磁流量計從因電極腐蝕形成的電極噪聲入手，對電極腐蝕形成的噪聲進(jìn)行分析處理，從而給出量化的腐蝕判斷依據(jù)。如科隆OPTIFLUX 的IFC300 電磁流量計可經(jīng)過噪聲量化處理軟件對流量測量信號中夾雜的噪聲信號進(jìn)行分離處理， 當(dāng)噪聲信號超過預(yù)設(shè)值時，即報警。

2.4 電極結(jié)垢及電極短路

        電極短路的判別比較簡單， 若被測介質(zhì)中含有金屬物質(zhì)時，電極短路較易診斷，此時測量值明顯偏小或趨于零，但這種現(xiàn)象在日常運(yùn)行中并不多見。因污水電磁流量計經(jīng)常應(yīng)用于原水和污水等計量環(huán)境，電極結(jié)垢的發(fā)生幾率較高。當(dāng)電極結(jié)垢時，表現(xiàn)為信號逐漸減小，直至絕緣而使得信號回路開路，此時流量信號被隔絕。當(dāng)被測介質(zhì)的黏度較大時，易在管壁附著和沉淀， 若附著的介質(zhì)是比被測液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，則信號電勢被分流而不能工作，即電極短路。若是非導(dǎo)電層，即通常所稱的電極結(jié)垢，則使電極開路而不能工作。若附著于襯里管壁異物層為氧化鐵銹層，或以金屬為主要成分的染料，其電導(dǎo)率大于液體電導(dǎo)率，測得的流量值將比實(shí)際流量值低；若為碳酸鈣等水垢層，其電導(dǎo)率低于液體，測得的流量值將低于實(shí)際流量。

       建議選用不易附著的尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外定期手動刮除塵垢。也有暫時斷開測量電路，在電極間，通以短時間的低壓大電流，焚燒清除油脂類附著層。在易產(chǎn)生附著層的場合，采用提高流速以達(dá)到自清掃管壁的目的，是一個比較有效的方法。當(dāng)然，采用易清洗的管道連接是一個比較*的方法。例如，某柴油機(jī)廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上，用DN80 mm 儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取*切削效率。起初，該儀表運(yùn)行正常，間斷使用2 個月后，流量顯示值越來越小，直到流量信號接近為零?，F(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣層表面沉積薄薄一層黃銹，擦拭清潔后，儀表運(yùn)行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。

    本實(shí)例屬運(yùn)行期故障， 若黑色金屬管道銹蝕嚴(yán)重，沉積銹層，也會有此短路效應(yīng)。凡是開始運(yùn)行正常，隨著時間推移，流量顯示越來越小，就應(yīng)分析有類故障的可能性。

2.5 電導(dǎo)率過低

        液體電導(dǎo)率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。因為制造廠儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的zui低值， 而實(shí)際條件不可能都很理想。億利公司就多次遇到在測量低度蒸溜水或去離子水時， 具電導(dǎo)率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值5 μS/cm，使用時卻出現(xiàn)輸出晃動。通常認(rèn)為， 能穩(wěn)定測量的電導(dǎo)率下限值要高一二個數(shù)量級。接液電阻測量熱擴(kuò)散現(xiàn)象判別方法： 液體電導(dǎo)率可查閱附錄或有關(guān)手冊，若缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)時，則可用電導(dǎo)率儀取樣測定。但有時候現(xiàn)場并不配備電導(dǎo)率儀，因此，zui簡單的方法可以用萬用表測出液體的接液電阻， 再用同樣的方法測試現(xiàn)場普通自來水的接液電阻，比較二者的測試結(jié)果，若介質(zhì)的接液電阻比自來水大一個數(shù)量級， 此時介質(zhì)的電導(dǎo)率約為30~ 50 μS/cm（ 自來水一般為30~50 μS/cm） 。由于接液電阻和電導(dǎo)率是反比關(guān)系，直接以所測得的接

液電阻值進(jìn)行判別也可以。下式即是接液電阻的經(jīng)驗公式：R=1/μd 式中：μ 為液體電導(dǎo)率，d 為電極

直徑。如當(dāng)液體電導(dǎo)率為5×10-6 μS/cm，電極直徑為1 cm 時，計算得接液電阻200 kΩ。所以，任何接液電阻值大于該值的液體都可認(rèn)為液體電導(dǎo)率過低不適合使用常規(guī)的電磁流量計。解決方法是：電導(dǎo)率過低超出了儀表所容許的測量范圍，此時*的解決方法是選用其他能滿足要求的低電導(dǎo)率電磁流量計（如電容式電磁流量計） 或者是其他原理的流量計。

2.6 襯里變形

         襯里變形在現(xiàn)場一般無法判別， 現(xiàn)用的判別方法是，在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)覺流量誤差較大時，即將傳感器從工藝管道上拆下后以肉眼觀察傳感器的損球情況，但此時襯里的故障往往已經(jīng)形成。成因： 襯里變形，大多發(fā)生在氟塑料襯里發(fā)生此時現(xiàn)象較多，見圖3。造成這種現(xiàn)象的原因有2 種，一是蒸氣滲透引起氟塑料襯里的熱擴(kuò)散， 所謂熱擴(kuò)散是當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)（ 氣體或蒸汽） 流過氟塑料襯里時所發(fā)生的自然的物理現(xiàn)象，通常滲透的程度主要取決于襯里材料、液體和蒸汽的類型、襯里的厚度（ 當(dāng)襯里的厚度增加時，滲透程度則相應(yīng)減?。?、襯里內(nèi)外的溫差（當(dāng)襯里內(nèi)外溫差很大時， 滲透則加?。?和管道壓力等多個因素； 二是氟塑料襯里特別是聚四氟乙烯（PTFE） 襯里本身的工藝結(jié)構(gòu)，因為聚四氟乙烯與管壁間僅靠壓貼，無粘結(jié)力，故不能用于負(fù)壓管道。解決方法是：在法蘭和線圈盒間增加隔熱措施，減小溫差及熱擴(kuò)散， 這將在很大程度上改善襯里內(nèi)外溫差情況，從而降低滲透率和蒸汽在測量管壁內(nèi)的凝聚；加厚聚四氟乙烯（PTFE） 襯里厚度或提供其他形式的襯里，如PFA 和陶瓷襯里。

2.7、外部強(qiáng)電磁場干擾

外部強(qiáng)電流磁場干擾使電磁流量計信號失真，輸出信號表現(xiàn)為非線性或信號晃動。其成因是，由于流量信號小，易受外界干擾影響，而干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場等。電磁流量計的設(shè)計制造應(yīng)符合電磁兼容性要求， 在規(guī)定輻射電磁場環(huán)境下能正常工作。但現(xiàn)場應(yīng)用表明，強(qiáng)磁場（ 如在電解廠和較大的電融爐附近） 干擾會導(dǎo)致磁場回路飽和及外部磁場進(jìn)入電磁流量計的磁場回路并形

成雜散磁場而影響輸出的線性度。

    電場干擾則是由于噪聲破壞測量管內(nèi)的電勢平衡， 造成輸出信號波動異常。判別方法是，當(dāng)輸出信號表現(xiàn)為非線性時，可通過的模擬信號儀來判斷， 如電磁流量計轉(zhuǎn)換器的輸出為線性，可判別為外界的磁場干擾影響，反之，也有可能是電磁流量計本身的電器故障。對電場干擾，可在先不加激磁電流時，用示波器測量兩極間的電勢，其值應(yīng)為零，如測得有交流電勢，則可判別為漏電流等電場干擾。解決方法是， 防止磁場干擾，通常只有將電磁流量傳感器的安裝位置遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場源。防止強(qiáng)電場干擾， 可采取增強(qiáng)屏蔽等措施。如仍無效，則可將電磁流量傳感器與連接管道絕緣。

    例如，電磁流量傳感器與連接管道絕緣，消除大雜散電流影響，浙江省某自來水公司安裝2臺DN900SCLDE型電磁流量計，一臺運(yùn)行正常，另一臺在一二個小時周期內(nèi)，出現(xiàn)有高達(dá)50％FS 波動。用戶認(rèn)為2 臺儀表使用條件相仿， 故障是由儀表方面原因引起的?？辈飕F(xiàn)場周圍環(huán)境，上下游緊接流量傳感器的足兩段長0.5 m， 有良好接地的無襯里短鋼管，然后，連接到有水泥襯里的鋼管。接地等電氣連接均符合要求， 同時， 排除了管網(wǎng)流動脈動的可能性。轉(zhuǎn)換器與傳感器相距約10 m。有一個數(shù)百kVA的三相變壓器裝在附近， 分別離轉(zhuǎn)換器和傳感器約2 m 和8 m。分析故障原因有以下2 種可能：（1）大功率變壓器產(chǎn)生的磁場干擾；（2）管道上雜散電流干擾。要證明是否是變壓器磁場干擾影響， 因要關(guān)閉變壓器，涉及面廣，安排為第二步檢查。首先，檢查是否是管道雜散電流干擾。不加激磁電流，用示波器測量兩極間電勢，其值應(yīng)為零。然而實(shí)際測得峰值Vpp 高達(dá)1 V 的波形畸變交流電勢。初步判定即使良好接地，儀表還是受到管道雜散電流干擾影響。采取將電磁流量傳感器連同二段短鋼管與管網(wǎng)管道電氣絕緣，使流量傳感器與液體同電位的措施后，儀表投入運(yùn)行，輸出顯示即呈穩(wěn)定正常，也排除廠電力變壓器磁場干擾對流量測量的影響。同時，測得干擾電流有60 mAAC，電流方向來自流量傳感器上游。這一措施也適用于有陰極保護(hù)電流的管道， 作為試排除管道電流干擾影響的方法。