【摘要】講述電磁流量計的工作原理,及應(yīng)用中的常見問題、故障類型和解決方法。
1、引言
由于水資源匱乏水價上漲,在水的計量上大量使用計量精度高的電磁流量計檢測系統(tǒng)。隨著使用量增加,電磁流量計的故障率、損壞率增大,如何準(zhǔn)確快速的排除流量計出現(xiàn)的問題,是提高計量水平的關(guān)鍵因素,通過對各類問題的分析總結(jié),使電磁流量計的故障率、壞率降低了60%,提高計量水平。
2、電磁流量計的工作原理
電磁流量計是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。它的原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運動時,在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動時,切割磁力線產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢,電動勢的方向按“右手規(guī)則”判斷,通過測量電動勢的大小可以計算出流體的流量。
Q=E/KE=KBDV
式中Q――流量;E――感應(yīng)電動勢（單位V）;k――系數(shù);
B――磁感應(yīng)強度（單位T）;D――測量管內(nèi)徑（單位m）;
V――平均流速,（單位m/s）;
3、電磁流量計使用中常見故障產(chǎn)生的原因及解決辦法
電磁流量計運行時常見故障:（1）電磁流量計不計量。（2） 計量數(shù)據(jù)誤差大。
3.1電磁流量計不能計量故障。
3.1.1電磁流量計被損壞造成的不計量故障。
（1）雷擊:雷擊是損壞電磁流量計的主要原因。在打雷時,儀表線路中會感應(yīng)出瞬時高電壓、電流,當(dāng)它們進(jìn)入儀表時就會損壞儀表。通過對現(xiàn)場損壞的部件分析發(fā)現(xiàn),感應(yīng)電壓、電流進(jìn)入儀表有4條途徑:（a）從電源線進(jìn)入儀表（b）從傳感器與轉(zhuǎn)換器間的流量信號線進(jìn)入儀表（c）從勵磁線進(jìn)入儀表（d）從輸出4-20mA的信號線進(jìn)入儀表。因此電磁流量計在設(shè)計上改進(jìn)防雷擊設(shè)計,在使用中加強防雷擊措施,可減少此類故障的發(fā)生。
（2）電源電壓波動過大、儀表進(jìn)水、部件老化等情況均會引起電磁流量計的損壞。提高電磁流量計的電源的穩(wěn)定性,或給它提供一臺精度高的穩(wěn)壓電源,可以減少流量計的損壞。在儀表的工作現(xiàn)場作好儀表的防水防潮工作,可減少此類問題的發(fā)生。
3.1.2測量線路斷路造成的不計量的故障。
架設(shè)的測量線路被掛斷或挖斷,使流量計不能計量,修復(fù)線路即可排除故障。
3.2計量數(shù)據(jù)誤差大問題。
原因有:（1）儀表的安裝位置設(shè)計的不合理造成的。（2）使用過程中使用方法不正確造成的計量誤差問題。
3.2.1儀表的安裝位置設(shè)計不合理產(chǎn)生的問題。
（1）傳感器安裝時選擇的測量位置不當(dāng),測量條件不合適,造成的計量誤差。傳感器上游流體的流動狀況不穩(wěn)定,偏離規(guī)定要求造成的。例沒有足夠長度的直管段,在接近傳感器的上游設(shè)置調(diào)節(jié)閥或未全部打開的閘閥等等,可以改動傳感器的安裝位置予以解決。
（2）被測管道的液體未滿管,或液體中含有氣泡造成的測量誤差。此類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計不良或相關(guān)設(shè)備不完善造成的,進(jìn)行管網(wǎng)改造可解決問題。
3.2.2使用過程中產(chǎn)生的問題。
（1）使用中電磁流量計的轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確、造成計量誤差。在使用中就曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)傳感器系數(shù)被誤改,從而導(dǎo)致計量失真的情況。通過復(fù)核轉(zhuǎn)換器參數(shù)值,檢查零點、滿度值,可解決這一問題。
（2）信號電纜不匹配或使用過程中電纜絕緣不好造成的計量誤差;不同儀表廠的儀表對電纜的要求是不一樣的,當(dāng)出現(xiàn)計量誤差較大的情況時,通過檢查,連接電纜是否匹配?連接是否正確?絕緣是否下降?可以發(fā)現(xiàn)信號電纜系統(tǒng)存在的問題,消除計量誤差。
檢查時重點檢查一下幾點:（a）信號電纜斷開點。因為斷接處易吸入潮氣,絕緣下降產(chǎn)生計量誤差;（b）信號線末端未處理好,使內(nèi)、外屏蔽層和信號線之間有短接,或與外殼短接產(chǎn)生計量誤差;（c）電纜型號不匹配產(chǎn)生計量誤差;（d）電纜長度超過規(guī)定上限,又沒采取有效措施,產(chǎn)生的計量誤差。當(dāng)按要求更換電纜后即可解決上述問題。
（3）傳感器極間電阻變化、電極絕緣下降產(chǎn)生的計量誤差;由于電磁流量計測量的多是工業(yè)廢水,所以含有大量的懸浮固體或污物,就會經(jīng)常出現(xiàn)傳感器內(nèi)壁有附著層的問題。當(dāng)附著層的電導(dǎo)率與被測液體電導(dǎo)率相近時,就會造成測量誤差大。若是高電導(dǎo)率附著層,電極間電動勢將被短路,儀表不計量;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣使測量電路斷開,造成檢測數(shù)據(jù)偏小。通過檢測電極與液體間接觸電阻、電極絕緣,可防止此類問題的發(fā)生。
電極與液體接觸電阻值的大小,主要取決于接觸面積和液體的電導(dǎo)率。一般結(jié)構(gòu)的電極與蒸餾水接觸時,電導(dǎo)率為5×10-6S/cm,測得的接觸電阻值為幾百千歐,生活用水和工業(yè)用水的電導(dǎo)率為150×10-6S/cm,測得接觸電阻值約為15kΩ,鹽水的電導(dǎo)率為1×10-2S/cm,測得的接觸電阻值約為200Ω。測量電極接觸電阻時,應(yīng)在充滿液體時測,雖然只能確定大概的值,卻是判斷儀表狀況好壞的簡捷的方法。另外應(yīng)在安裝調(diào)試時,測量每一臺傳感器的電極接觸電阻,并記錄在案,作為以后維護(hù)時的參考值。當(dāng)測量電極的接觸電阻比參考值偏大時,說明電極表面被絕緣層覆蓋或部分覆蓋;當(dāng)測量值比參考值減少時,說明電極和襯里表面附著導(dǎo)電沉積層（電極絕緣電阻大于100兆歐姆）;檢測后對有問題的傳感器拆下檢查,若確實是絕緣被破壞,則調(diào)換傳感器即可（注意在測量電極的電阻值時,必須用同一型號萬用表的同一測量檔進(jìn)行測量）。
（4）儀表周圍電磁場的干擾造成的計量誤差。電磁流量計是靠電磁能量轉(zhuǎn)換工作的儀表。當(dāng)管道上有雜散電流的干擾、周圍空間電磁波干擾、大電機磁場干擾時,就會產(chǎn)生大的測量誤差。對較弱的管道雜散電流的干擾,采取良好的單獨接地保護(hù)措施,可消除。但如遇管道有強雜散電流,必須采取流量傳感器與管道絕緣的措施才能克服。空間電磁波干擾信號和大電機磁場干擾信號,一般是信號電纜采用單層屏蔽或多層屏蔽來消除干擾。
4、小結(jié)
近年來,電磁流量計的使用越來越廣泛。而水計量基本都用電磁流量計。為了準(zhǔn)確計量,就需要儀表維護(hù)人員對電磁流量計的故障判斷快速、準(zhǔn)確。采用這一套故障分析方法后,可以快速解決多種故障,提高了工作效率,保證了計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
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