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與渦街流量計的原理不同,電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律研制的一種流量測量?jì)x表,用于測量管道中導電液體體積流量。由于電磁流量計的部件沒(méi)有轉動(dòng)部分,也沒(méi)有阻礙流體流動(dòng)的部件,因此幾乎沒(méi)有壓力損失;被測液體只與電磁流量計的管道襯里和電極相接觸,因此只要電極和襯里材料選擇合理,因此具有很好的耐腐蝕、耐磨損性能;安裝方便水平、垂直、傾斜均可安裝;測量精度高,可以達到0.5%;量程比大,一般為1:20。
電磁流量計在運行中會(huì )由于各種故障的導致測量不準確的現象,電磁流量計產(chǎn)生的故障大概可分為兩類(lèi),一類(lèi)為流量計本身故障,及流量計元器件損壞引發(fā)的故障;另一類(lèi)為外界條件的改變引起的故障,例如安裝的不合理造成流動(dòng)畸變,沉積和結垢等。下面就分析一下常見(jiàn)幾種因外界條件引起的電磁流量計故障。
1、介質(zhì)中含有氣泡出現測量故障
介質(zhì)從外界吸入氣體或者介質(zhì)中溶解氣體轉變成游離狀氣泡是液體中產(chǎn)生泡狀氣體的兩種途徑。如果介質(zhì)中存在較大的氣泡,當氣泡通過(guò)電極時(shí)整個(gè)電極就被遮蓋,使流量信號輸人回路瞬時(shí)開(kāi)路,從而輸出信號就會(huì )出現波動(dòng)。判斷造成這種波動(dòng)原因的可以這樣做,將磁場(chǎng)的回路電流切斷,切斷后如果流量計還有顯示并且還處于波動(dòng)狀態(tài),證明介質(zhì)中存在氣泡會(huì )造成電磁流量計波動(dòng)。用指針式萬(wàn)用表測量電磁流量計電極電阻,會(huì )發(fā)現電磁流量計電極的回路電阻要高于正常時(shí)的電阻值。
若是由于電磁流量計安裝位置所的造成空氣進(jìn)入被測介質(zhì),如果由于在管系高點(diǎn)安裝電磁流量計而貯留氣體,或由于外界吸入空氣引起的流量計波動(dòng),則需要更換電磁流量計安裝位置改裝在管線(xiàn)最低點(diǎn)安裝,或者采用U型管安裝。但是有些情況由于電磁流量計口徑較大或者安裝的位置不易改變,可以采取在流量計上游安裝集氣包和排氣閥來(lái)解決這種情況。
2、介質(zhì)的非滿(mǎn)管狀態(tài)
在日常生產(chǎn)中偶爾會(huì )有非滿(mǎn)管現象,這種現象可以看做是液體中含有氣泡的典型情況。當電極水平面低于介質(zhì)液面時(shí),流量計前后采用直管段比較理想,測量數據比較穩定。但是管內上半部的氣體體積也被算成介質(zhì)流量,因此這種情況下得測量誤差較大。當電極水平面高于介質(zhì)液面時(shí),電磁流量計的測量回路處于開(kāi)路狀態(tài),所測量的數據嚴重失真。處理這種介質(zhì)非滿(mǎn)管所產(chǎn)生的故障可有如下辦法:
- 盡量在自下而上流動(dòng)的垂直管道上安裝電磁流量計;
- 實(shí)際生產(chǎn)中需要電磁流量計水平安裝,這種情況下應該安裝在管道的最低端,并將且電磁流量計的電極軸線(xiàn)于地平線(xiàn)平行,不然沉積物會(huì )覆蓋處于低位的電極;
- 為了避免測量管內產(chǎn)生負壓,應該將流量計的傳感器安裝在泵的下游、控制閥的上游;
- 流量計傳感器的安裝口應有一定的背壓,并且應遠離直接排放口。但是,最重要的還是電磁流量計在安裝時(shí)最好禁止出現介質(zhì)非滿(mǎn)管的情況。
3、電磁流量計電極被腐蝕
由于在生產(chǎn)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì )接觸到一些強腐蝕性的介質(zhì),這時(shí)候應該選用防腐型電磁流量計,但是當電磁流量計的電極材料選擇不當時(shí),介質(zhì)會(huì )腐蝕流量計的電極,最終導致傳感器失效。因此會(huì )出現流量計輸出波動(dòng)。只有當電極被腐蝕后出現流量計故障我們才能發(fā)現電極材料不耐腐蝕,這種材料本身性能問(wèn)題使用之前是無(wú)法辨別的。因此只有更換新的電極來(lái)解決此種故障。所以電極腐蝕故障判斷處理都屬于事后維護處理的方法。
4、待測液體性質(zhì)導致測量故障
如果被測介質(zhì)電導率降低,電極的輸出阻抗會(huì )增大,這時(shí)轉換器輸入的阻抗就會(huì )引起負載效應,流量計就會(huì )產(chǎn)生測量誤差。如果電磁流量計出現這個(gè)故障則只有選用滿(mǎn)足要求的低電導率電磁流量計,或者選用孔板流量計等其它原理的流量計。
5、流量計的電極結垢或電極短路造成的測量故障
當被測液體中含有金屬時(shí),流量計的電極容易發(fā)生短路現象,這時(shí)流量計的測量值明顯偏小或趨于零。在日常生產(chǎn)運行中這種現象不是經(jīng)常發(fā)生的。當測量高粘度介質(zhì)時(shí),由于介質(zhì)易附著(zhù)和沉淀在管壁,若被測液體電導率低于附著(zhù)的介質(zhì)電導率時(shí),電極的信號電勢就會(huì )被沉淀分流從而不能正常工作,出現電極短路現象;如果沉淀的介質(zhì)是非導電層,會(huì )造成電極開(kāi)路流量計也不能正常工作。若氧化鐵銹層附著(zhù)于襯里管壁,或者主要成分是金屬的沉淀物,其電導率大于液體電導率,實(shí)際流量值會(huì )高于流量計測得的流量值;若沉淀物是碳酸鈣等水垢層,則被測液體的電導率高于沉淀物的電導率,結果測得的流量值會(huì )小于實(shí)際的流量。
為了防止流體中的沉淀物影響流量計的工作,流量計的電極選用不易附著(zhù)突出的尖形或半球形,并且可以更換式或者刮刀式清垢電極等。選用刮刀式電極可定期手動(dòng)刮除傳感器外的塵垢?;蛘咭部梢詫y量電路暫時(shí)斷開(kāi),通以短時(shí)間的低壓大電流在電極間,焚燒清除油脂類(lèi)沉淀物。也可采用提高液體流速的辦法來(lái)清掃管壁的附著(zhù)層。
6、待測介質(zhì)的非對稱(chēng)流動(dòng)
在正常生產(chǎn)的情況下,管道內流體的流速是軸對稱(chēng)分布,磁場(chǎng)均勻。 而實(shí)際管道中流體的非軸對稱(chēng)流速分布經(jīng)常出現,此時(shí),流體流向可分成沿管道軸線(xiàn)的直線(xiàn)流,待測液體的體積流量就是它對管道橫截面的積分;另一種則是旋渦流。由于旋渦流的出現對傳感器的輸出產(chǎn)生影響,流量計就會(huì )產(chǎn)生誤差。為了消除旋渦流對流量計傳感器的影響;流量計的上游應該有足夠長(cháng)的直管段,才能使流體的流速按同心圓分布;流量計附近的管道內徑應與流量計內徑相同,這樣才會(huì )使流速分布均勻;不然可用安裝流量調節器來(lái)部分補償上游直管段的不足。
7、襯里變形導致測量波動(dòng)
防腐型電磁流量計的襯里一般都采用氟塑料,這樣流量計的襯里非常容易發(fā)生變形,出現計量故障的現象。襯里發(fā)生變形的主要原因有兩種:一氟塑料襯里滲透進(jìn)蒸汽發(fā)生熱擴散現象,通常襯里材料、厚度、內外的溫差以及流體和蒸汽的類(lèi)型、管道壓力等諸多因素決定了滲透的程度;二是取決于氟塑料襯里材料的本身的工藝結構,一般采用聚四氟乙烯作為氟塑料襯里材料,聚四氟乙烯材料無(wú)粘結力僅靠壓貼與管壁結合,所以負壓管道不采用此種材質(zhì)。
為了防止流量計襯里變形,我們一般采取以下措施:增加法蘭和線(xiàn)圈盒之間的隔熱厚度,降低流體溫差減小熱擴散,使襯里內外溫差最大程度上得到改善,這樣就可以降低滲透率減緩測量管壁內蒸汽的凝聚;此外,將聚四氟乙烯襯里厚度加厚或者更換另外形式的襯里。
8、外部電磁的干擾
在生產(chǎn)現場(chǎng)存在著(zhù)管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場(chǎng)等干擾源。電磁流量計的流量信號很小,非常容易被外界電磁干擾,而影響了電磁流量計的正常工作。所謂的電場(chǎng)干擾是指,流量計測量管內的電勢平衡被噪聲破壞后出現輸出信號波動(dòng)異常。為了減少外部磁場(chǎng)對流量計的干擾,我們要在遠離強磁場(chǎng)源的位置安裝電磁流量計傳感器。另外采取增強屏蔽措施來(lái)防止強電場(chǎng)的干擾等。也可以將電磁流量傳感器與管道的連接處做絕緣處理。
9、其他原因引起的故障
- 雷電打擊。電磁流量計在受到雷擊后容易在線(xiàn)路中感應出高電壓和電流,損壞流量劑。
- 環(huán)境條件變化。一旦流量計的工作環(huán)境條件變化,運行期間出現新的干擾源,儀表的正常工作就會(huì )被干擾,流量計的輸出信號就會(huì )出現波動(dòng)。
隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,電磁流量計無(wú)論是在設計,還是在新材料的應用,以及其生產(chǎn)工藝越來(lái)越成熟、防護等級的日漸提高,電磁流量計使用性能更加穩定。根據實(shí)際生產(chǎn)情況的調查發(fā)現,電磁流量計的自身很少出現故障。因此,只要我們對電磁流量計發(fā)生的各種類(lèi)型的故障及其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析,并且嚴格按標準進(jìn)行安裝和使用,就可以輕松的對電磁流量計進(jìn)行日常維護了。