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電磁流量計(jì)作為當(dāng)前流程工業(yè)廣泛使用的流量計(jì)，在運(yùn)行中的故障判別方法受到了國(guó)內(nèi)外使用者的關(guān)注。德國(guó)化工測(cè)量與調(diào)節(jié)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)NA－MUR曾在電磁流量計(jì)使用者和制造者中間作過(guò)電磁流量計(jì)在應(yīng)用過(guò)程中主要故障及其成因的統(tǒng)計(jì)，就調(diào)查結(jié)果匯總了8種典型故障，并按故障發(fā)生而影響電磁流量計(jì)使用的重要程度撰寫(xiě)了VDI－NAMUR－WIB2650導(dǎo)則，其中的第3部分2.2節(jié)為電磁流量計(jì)的故障在線診斷要求（如表1所列），包含了實(shí)際應(yīng)用中的大多數(shù)故障類型。作者根據(jù)多年實(shí)踐，對(duì)電磁流量計(jì)的這些常見(jiàn)故障的成因、檢測(cè)判別方法以及對(duì)故障的處理方式簡(jiǎn)要闡述，僅供廣大讀者參考。
 

表1  電磁流量計(jì)的故障在線診斷要求
 

1 液體中含有氣泡的現(xiàn)象

   液體中含有氣泡的現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)或測(cè)量值波動(dòng)（輸出波動(dòng)）。
 

   成因：液體中泡狀氣體的形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡兩種途徑。若液體中含有較大氣泡，則因擦過(guò)電極時(shí)能遮蓋整個(gè)電極，使流量信號(hào)輸入回路瞬時(shí)開(kāi)路，導(dǎo)致輸出信號(hào)出現(xiàn)晃動(dòng)。

判別方法：***簡(jiǎn)單的判別方法是當(dāng)遇到晃動(dòng)時(shí)，切斷磁場(chǎng)的勵(lì)磁回路電流，如果此時(shí)儀表依然有顯示且不穩(wěn)定時(shí)，說(shuō)明大多是由于泡影響造成。如果此時(shí)以指針式萬(wàn)用表測(cè)量電極電阻，可測(cè)量到電極的回路電阻要比正常時(shí)高，但該測(cè)試需要靠專業(yè)人員長(zhǎng)期累計(jì)的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

解決方法：對(duì)于被測(cè)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(jì)裝在管系高點(diǎn)而潴留氣體或外界吸入空氣造成流量計(jì)晃動(dòng)的話，更換安裝位置是****的解決方法，如圖1所示，在管線***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，建議在流量計(jì)上游安裝集氣包和排氣閥，如圖2所示。一臺(tái)DN2200口徑的電磁流量計(jì)，因氣泡造成顯示的晃動(dòng)越可達(dá)20～50％，在安裝了排氣裝置后，測(cè)量即恢復(fù)正常。
 

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。
 

   成因：液體未充滿管道可分為液面高度高于測(cè)量電極水平面或低于水平面兩種情況。當(dāng)管內(nèi)液面高于電極水平面時(shí)，若管系的前后直管段比較理想時(shí)，電磁流量計(jì)的測(cè)量大多能夠穩(wěn)定，但流量計(jì)所計(jì)量的液體體積包含了管內(nèi)的氣體體積，故這種測(cè)量存在著很大的測(cè)量誤差。當(dāng)管內(nèi)液面高度低于電極表面時(shí)，此時(shí)電極裸露在空氣中，測(cè)量回路實(shí)際處于開(kāi)路狀態(tài)。電磁流量計(jì)的測(cè)量值和輸出處于一種隨機(jī)的狀態(tài)，不停地晃動(dòng)或是滿度。非滿管的情況多出現(xiàn)在靠流體直流或流量計(jì)后無(wú)任何背壓的直接排放口，例如在污水行業(yè)經(jīng)常遇到。
 

   判別方法：可采用前述氣泡判別的方法，此時(shí)以指針式萬(wàn)用表測(cè)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(duì)比，國(guó)產(chǎn)MF30萬(wàn)用表以×1K的量程測(cè)量，所測(cè)得得阻值不會(huì)大于100k  ，大于此值，可***判定電極回路異常，在排除電纜開(kāi)路的前提下，判定空管是可信的。如果條件允許的話，還可觀察流量計(jì)后端液體排放口（如圖3所示），當(dāng)排放出的液體明顯不充滿即可判斷電磁流量計(jì)安裝為非滿管。

解決方法：在流量計(jì)安裝時(shí)盡量避免出現(xiàn)非滿管的情況。如前面提及的在管線***低端安裝或有意將流量計(jì)安裝在U型管道。另外，現(xiàn)在市場(chǎng)上已有能夠在非滿管情況下測(cè)量的電磁流量計(jì)。
 

3 電極腐蝕
 

  現(xiàn)象：在排除氣泡的因素后有因電極腐蝕而造成測(cè)量值晃動(dòng)的情況，且都以傳感器失效而告終。
 

  成因：由于電極材料的選擇不當(dāng)造成電極為被測(cè)液體所腐蝕，從而導(dǎo)致流量計(jì)輸出晃動(dòng)。
 

  判別方法：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(huì)表現(xiàn)出來(lái)，之前通常無(wú)法判別。電極一旦被腐蝕后，所造成的結(jié)果如圖4示（右邊為完好的電極，左邊是腐蝕后的電極）。對(duì)此的解決方法，只有更換新的電極。傳統(tǒng)的電極腐蝕故障診斷處理都屬于事后維護(hù)處理的方法。當(dāng)前市場(chǎng)上***新的電磁流量計(jì)從因電極腐蝕形成的電極噪聲入手，對(duì)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OPTIFLUX的IFC300電磁流量計(jì)可經(jīng)過(guò)噪聲量化處理軟件對(duì)流量測(cè)量信號(hào)中夾雜的噪聲信號(hào)進(jìn)行分離處理，當(dāng)噪聲信號(hào)超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)即報(bào)警（如圖5和圖6所示）。
 

4 現(xiàn)象：

　電極短路的判別比較簡(jiǎn)單，若被測(cè)介質(zhì)中含有金屬物質(zhì)時(shí)，電極短路較易診斷，此時(shí)測(cè)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(jiàn)。因電磁流量計(jì)經(jīng)常應(yīng)用于原水和污水等計(jì)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(shí)，表現(xiàn)為信號(hào)逐漸減小，直至絕緣而使得信號(hào)回路開(kāi)路，此時(shí)流量信號(hào)被隔絕。

   成因：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的粘度較高時(shí)，易在管壁附著和沉淀，若附著的介質(zhì)是比被測(cè)液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，則信號(hào)電勢(shì)被分流而不能工作，即電極短路，若是非導(dǎo)電層，就是我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的電極結(jié)垢，則使電極開(kāi)路而不能工作。

   判別方法：令附著層的附加示值誤差為  ，則

式中：t為附著層厚度；d為測(cè)量管內(nèi)徑；  分別為附著層、液體電導(dǎo)率。

若附著于襯里管壁異物層為氧化鐵銹層，或以金屬為主要成份的染料,其電導(dǎo)率大于液體電導(dǎo)率，測(cè)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(cè)得的流量值將低于實(shí)際流量。若附著層電導(dǎo)率與液體相同，按式計(jì)算附加誤差為零，但此只局限于附著層厚度小的條件，譬如2t/d要小于10％，因?yàn)橄嗤髁坑懈街鴮訒r(shí)流通截面積減小，但平均流速增加，相互間可抵消，也只能說(shuō)附加誤差可忽略。
 

解決方法：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(dòng)刮除沉垢。也有暫時(shí)斷開(kāi)測(cè)量電路,在電極間通以短時(shí)間的低壓大流量，焚燒清除油脂類附著層。易產(chǎn)生附著層的場(chǎng)合采用提高流速以達(dá)到自清掃管壁的目的是一個(gè)比較有效的方法，當(dāng)然采用易清洗的管道連接是一個(gè)比較*的方法。
 

5電導(dǎo)率過(guò)低
 

現(xiàn)象：電導(dǎo)率低于閥值（下限值）會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直至不能穩(wěn)定工作，使用時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象，電導(dǎo)率超過(guò)閥值即使再變化時(shí)，此時(shí)測(cè)量的示值誤差幾乎恒定。通常儀表制造廠規(guī)范中規(guī)定的下限值是指在較理想的條件下可測(cè)量的***低值，而實(shí)際使用條件不可能都很理想。例如當(dāng)電磁流量計(jì)規(guī)范中規(guī)定的下限值為5  ，實(shí)際使用時(shí)即出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。
 

判別方法：液體電導(dǎo)率可查閱附率或有關(guān)手冊(cè)，若缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)時(shí)，則可用電導(dǎo)率儀取樣測(cè)定。但有時(shí)候現(xiàn)場(chǎng)并不配備電導(dǎo)率儀，因此，***簡(jiǎn)單的方法可以用萬(wàn)用表測(cè)出液體的接液電阻，再用同樣的方法測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)普通自來(lái)水的接液電阻，比較兩者的測(cè)試結(jié)果，若介質(zhì)的接液電阻比自來(lái)水大一個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)介質(zhì)的電導(dǎo)率約為30～50  （自來(lái)水一般為30～50  ）。

由于接液電阻和電導(dǎo)率是反比關(guān)系，所以直接以所測(cè)得的接液電阻的大小進(jìn)行判別液可以。下式即是一接液電阻的經(jīng)驗(yàn)公式

式中：  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  ，電極直徑1cm時(shí)，接液電阻R計(jì)算得200k  。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(guò)低不適合使用常規(guī)的電磁流量計(jì)。

解決方法：電導(dǎo)率過(guò)低超出了儀表所容許的測(cè)量范圍，此時(shí)***的解決方法是選用其它能滿足要求的低電導(dǎo)率電磁流量計(jì)（如電容式電磁流量計(jì)）或者是其它原理的流量計(jì)。
 

6 襯里變形
 

  現(xiàn)象：測(cè)量不準(zhǔn)確或傳感器損壞。
 

  成因：襯里變形，大多發(fā)生在氟塑料的襯里，造成這種現(xiàn)象的原因有兩種：一是蒸汽滲透引起氟塑料襯里的熱擴(kuò)散現(xiàn)象（如圖8所示），所謂熱擴(kuò)散是當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)（氣體或蒸汽）流過(guò)氟塑料襯里時(shí)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(shí)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(shí)滲透則加?。┖凸艿缐毫Φ榷鄠€(gè)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?yàn)榫鬯姆蚁┡c管壁間僅靠壓貼，五粘結(jié)力，故不能用于負(fù)壓管道。如圖9所示為在高溫應(yīng)用場(chǎng)合管道瞬時(shí)形成負(fù)壓后的襯里變形。