電磁流量計常見(jiàn)故障及解決方法(完整版本）

電磁流量計運行中產(chǎn)生故障的*類(lèi)為儀表本身故障，即儀表結構件或元器件損壞引起的故障；另一類(lèi)為外界原因引起的故障，如安裝不妥流動(dòng)畸變，沉積和結垢等。重點(diǎn)討論應用方面和第二類(lèi)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(guò)電極時(shí)能遮蓋整個(gè)電極，使流量信號輸人回路瞬時(shí)開(kāi)路，導致輸出信號出現晃動(dòng)。

    zui簡(jiǎn)單的判別方法是當遇到晃動(dòng)時(shí)。切斷磁場(chǎng)的勵磁回路電流， 如果此時(shí)儀表依然有顯示且不穩定，說(shuō)明大多是由于氣泡影響造成。如果此時(shí)以指針式萬(wàn)用表測量電極電阻， 可測量到電極的回路電阻要比正常時(shí)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(dòng)，變換安裝位置是zui快解決方法.在管線(xiàn)zui低點(diǎn)或采用U 型管安裝。但很多應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(dòng)可達20%~50%，在安裝了排氣裝置后，測量即恢復正常。

2.2 非滿(mǎn)管

    非滿(mǎn)管現象可以看作液體中含有氣泡的一種情況。液體未充滿(mǎn)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。當管內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)，電磁流量計的測量大多能夠穩定， 但流量計所計量的液體體積包含了管內的氣體體積， 故這種測量存在著(zhù)很大的測量誤差。當管內液面高度低于電極表面時(shí)，此時(shí)，電極裸露在空氣中，測量回路實(shí)際處于開(kāi)路狀態(tài)。

    電磁流量計的測量值和輸出處于一種隨機的狀態(tài)，不停地晃動(dòng)或是滿(mǎn)度。非滿(mǎn)管的情況多出現在靠流體自流或流量計后無(wú)任何背壓的直接排放口，例如在污水行業(yè)經(jīng)常遇到?？刹捎们笆鰵馀菖袆e的方法進(jìn)行判別， 此時(shí)以指針式萬(wàn)用表測量電極電阻， 可發(fā)現電極的回路電阻明顯變高， 若以水對比，用萬(wàn)用表以1 kΩ 的量程測量，所測得的阻值不會(huì )大于100 kΩ，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，還可觀(guān)察流量計后端液體排放口，當排放出的液體明顯不充滿(mǎn)即可判斷電磁流量計安裝為非滿(mǎn)管。在流量計安裝時(shí)盡量避免出現非滿(mǎn)管的情況。如前面提及的在管線(xiàn)zui低端安裝或有意將流量計安裝在U 型管道。另外，現在市場(chǎng)上已有能夠在非滿(mǎn)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(dòng)的情況，且都導致傳感器失效。其成因是由于電極材料的選擇不當造成電極為被測液體所腐蝕，從而導致流量計輸出晃動(dòng)。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 )表現出來(lái)，所以以前通常無(wú)法判別。電極一旦被腐蝕后，當前市場(chǎng)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。如科隆OPTIFLUX 的IFC300 電磁流量計可經(jīng)過(guò)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， 當噪聲信號超過(guò)預設值時(shí)，即報警。

2.4 電極結垢及電極短路

        電極短路的判別比較簡(jiǎn)單， 若被測介質(zhì)中含有金屬物質(zhì)時(shí)，電極短路較易診斷，此時(shí)測量值明顯偏小或趨于零，但這種現象在日常運行中并不多見(jiàn)。因污水電磁流量計經(jīng)常應用于原水和污水等計量環(huán)境，電極結垢的發(fā)生幾率較高。當電極結垢時(shí)，表現為信號逐漸減小，直至絕緣而使得信號回路開(kāi)路，此時(shí)流量信號被隔絕。當被測介質(zhì)的黏度較大時(shí)，易在管壁附著(zhù)和沉淀， 若附著(zhù)的介質(zhì)是比被測液體電導率高的導電物質(zhì)，則信號電勢被分流而不能工作，即電極短路。若是非導電層，即通常所稱(chēng)的電極結垢，則使電極開(kāi)路而不能工作。若附著(zhù)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，其電導率大于液體電導率，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(zhù)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)刮除塵垢。也有暫時(shí)斷開(kāi)測量電路，在電極間，通以短時(shí)間的低壓大電流，焚燒清除油脂類(lèi)附著(zhù)層。在易產(chǎn)生附著(zhù)層的場(chǎng)合，采用提高流速以達到自清掃管壁的目的，是一個(gè)比較有效的方法。當然，采用易清洗的管道連接是一個(gè)比較*的方法。例如，某柴油機廠(chǎng)工具車(chē)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，該儀表運行正常，間斷使用2 個(gè)月后，流量顯示值越來(lái)越小，直到流量信號接近為零?，F場(chǎng)檢查，發(fā)現絕緣層表面沉積薄薄一層黃銹，擦拭清潔后，儀表運行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。

    本實(shí)例屬運行期故障， 若黑色金屬管道銹蝕嚴重，沉積銹層，也會(huì )有此短路效應。凡是開(kāi)始運行正常，隨著(zhù)時(shí)間推移，流量顯示越來(lái)越小，就應分析有類(lèi)故障的可能性。

2.5 電導率過(guò)低

        液體電導率若接近下限值也有可能出現晃動(dòng)現象。因為制造廠(chǎng)儀表規范規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(shí)， 具電導率接近電磁流量計規范規定的下限值5 μS/cm，使用時(shí)卻出現輸出晃動(dòng)。通常認為， 能穩定測量的電導率下限值要高一二個(gè)數量級。接液電阻測量熱擴散現象判別方法： 液體電導率可查閱附錄或有關(guān)手冊，若缺少現成數據時(shí)，則可用電導率儀取樣測定。但有時(shí)候現場(chǎng)并不配備電導率儀，因此，zui簡(jiǎn)單的方法可以用萬(wàn)用表測出液體的接液電阻， 再用同樣的方法測試現場(chǎng)普通自來(lái)水的接液電阻，比較二者的測試結果，若介質(zhì)的接液電阻比自來(lái)水大一個(gè)數量級， 此時(shí)介質(zhì)的電導率約為30~ 50 μS/cm（ 自來(lái)水一般為30~50 μS/cm） 。由于接液電阻和電導率是反比關(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 為液體電導率，d 為電極

直徑。如當液體電導率為5×10-6 μS/cm，電極直徑為1 cm 時(shí)，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為液體電導率過(guò)低不適合使用常規的電磁流量計。解決方法是：電導率過(guò)低超出了儀表所容許的測量范圍，此時(shí)*的解決方法是選用其他能滿(mǎn)足要求的低電導率電磁流量計（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

         襯里變形在現場(chǎng)一般無(wú)法判別， 現用的判別方法是，在實(shí)際應用過(guò)程中發(fā)覺(jué)流量誤差較大時(shí)，即將傳感器從工藝管道上拆下后以肉眼觀(guān)察傳感器的損球情況，但此時(shí)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(shí)現象較多，見(jiàn)圖3。造成這種現象的原因有2 種，一是蒸氣滲透引起氟塑料襯里的熱擴散， 所謂熱擴散是當管道內介質(zhì)（ 氣體或蒸汽） 流過(guò)氟塑料襯里時(shí)所發(fā)生的自然的物理現象，通常滲透的程度主要取決于襯里材料、液體和蒸汽的類(lèi)型、襯里的厚度（ 當襯里的厚度增加時(shí)，滲透程度則相應減?。?、襯里內外的溫差（當襯里內外溫差很大時(shí)， 滲透則加?。?和管道壓力等多個(gè)因素； 二是氟塑料襯里特別是聚四氟乙烯（PTFE） 襯里本身的工藝結構，因為聚四氟乙烯與管壁間僅靠壓貼，無(wú)粘結力，故不能用于負壓管道。解決方法是：在法蘭和線(xiàn)圈盒間增加隔熱措施，減小溫差及熱擴散， 這將在很大程度上改善襯里內外溫差情況，從而降低滲透率和蒸汽在測量管壁內的凝聚；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、外部強電磁場(chǎng)干擾

外部強電流磁場(chǎng)干擾使電磁流量計信號失真，輸出信號表現為非線(xiàn)性或信號晃動(dòng)。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(chǎng)等。電磁流量計的設計制造應符合電磁兼容性要求， 在規定輻射電磁場(chǎng)環(huán)境下能正常工作。但現場(chǎng)應用表明，強磁場(chǎng)（ 如在電解廠(chǎng)和較大的電融爐附近） 干擾會(huì )導致磁場(chǎng)回路飽和及外部磁場(chǎng)進(jìn)入電磁流量計的磁場(chǎng)回路并形

成雜散磁場(chǎng)而影響輸出的線(xiàn)性度。

    電場(chǎng)干擾則是由于噪聲破壞測量管內的電勢平衡， 造成輸出信號波動(dòng)異常。判別方法是，當輸出信號表現為非線(xiàn)性時(shí)，可通過(guò)的模擬信號儀來(lái)判斷， 如電磁流量計轉換器的輸出為線(xiàn)性，可判別為外界的磁場(chǎng)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(chǎng)干擾，可在先不加激磁電流時(shí)，用示波器測量?jì)蓸O間的電勢，其值應為零，如測得有交流電勢，則可判別為漏電流等電場(chǎng)干擾。解決方法是， 防止磁場(chǎng)干擾，通常只有將電磁流量傳感器的安裝位置遠離強磁場(chǎng)源。防止強電場(chǎng)干擾， 可采取增強屏蔽等措施。如仍無(wú)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(lái)水公司安裝2臺DN900SCLDE型電磁流量計，一臺運行正常，另一臺在一二個(gè)小時(shí)周期內，出現有高達50％FS 波動(dòng)。用戶(hù)認為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場(chǎng)周?chē)h(huán)境，上下游緊接流量傳感器的足兩段長(cháng)0.5 m， 有良好接地的無(wú)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(shí)， 排除了管網(wǎng)流動(dòng)脈動(dòng)的可能性。轉換器與傳感器相距約10 m。有一個(gè)數百kVA的三相變壓器裝在附近， 分別離轉換器和傳感器約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(chǎng)干擾；（2）管道上雜散電流干擾。要證明是否是變壓器磁場(chǎng)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?jì)蓸O間電勢，其值應為零。然而實(shí)際測得峰值Vpp 高達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，儀表投入運行，輸出顯示即呈穩定正常，也排除廠(chǎng)電力變壓器磁場(chǎng)干擾對流量測量的影響。同時(shí)，測得干擾電流有60 mAAC，電流方向來(lái)自流量傳感器上游。這一措施也適用于有陰極保護電流的管道， 作為試排除管道電流干擾影響的方法。