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电磁流量计

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电磁流量计常见故障分析及处理

来源:作者:发表时间:2017-06-30 09:33:13

 【摘要】电磁流量计是一个专业的工业仪表,在生产工业中被广泛应用,其可靠性好,稳定性强,是一款非常不错的流量计。本文从电磁流量计原理入手,重点论述了电磁流量计在调试、运行期间常见的五种故障现象,并详细分析了产生这些故障的原因和解决方案。熟练掌握解决这些故障的技能,能够缩短电磁流量计的故障处理时间,更好地为生产服务。

一、电磁流量计常见故障分析及处理概述
电磁流量计工作原理:
           电磁流量计适用于测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量,它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律:当一个导体在磁场内运动时,在与磁场方向、运动方向相互垂直方向的导体两端,会产生感应电动势;电动势的大小与导体运动速度和磁场的磁感应强度大小成正比。电磁流量计由变送器和转换器两部分组成。变送器(又称传感器)是基于法拉第电磁感应定律工作的。原理如下图所示:测量管上下装有激磁线圈,通激磁电流后上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场;被测介质(即测量管内的导电介质)垂直于磁力线方向流过时,则会产生感应电势Ex;一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电压,送到转换器。近几年随着理论技术的深入,人们在设计制造中,在测量电极平面内增加了两个接地电极,这样无须外加接地环就可以消除电气噪声干扰。

电磁流量计原理图

根据电磁感应定律,Ex=B*L*V(式中,B-磁通密度;L-两电极间距离;V-被测介质的平均流速;Ex-感应电势);
而被测介质的体积流量Q=(∏/4)*L 2 *V,
由此可得Ex=4*B *Q/(∏*L),当电磁流量计磁场强度B及电极间距离L一定时,Ex=K*Q,K为一常数(K等于4B/(∏L))。

           转换器是一个高输入阻抗,且能抑制各种干扰成分的交流毫伏转换器。一般有一体型(信号转换器直接安装在测量传感器上)和分体型(通过励磁电缆和信号电缆与测量传感器进行电气连接 )。转换器一方面向传感器励磁线圈提供稳定的励磁电流,以保证B是一个常数。另一方面当B稳定时把传感器感应的电动势放大、转换成标准的电流信号或频率信号,便于流量显示、控制与调节。

二、电磁流量计使用中的故障处理©

           在处理现场故障时,排除法和替换法是两种常用的方法。排除法是分析故障找到可能原因,再一一排除;替换法是对无法确定某一元件或部件是否有故障时,替换一个好的来判断。电磁流量计在运行中产生的故障有两种:一是仪表本身故障,即仪表结构件或元器件损坏引起的故障;二是由外部原因引起的故障,如安装不妥流动畸变、沉积和结垢等。本文就这两类故障进行原因分析与对策探讨:

1、仪表无流量信号输出
           这类故障在安装初期及使用过程中较为常见,常见的原因及对策如下:
           (1)检查仪表是否有电:需要确认接入的电源正常;其次检查确认流量计电源线路板输出的电压要正常,如果遇到难以判断的情况时,更换整个电源线路板;还要检查电源保险丝是否完好;
           (2)检查电缆连接是否连接正确:要检查电缆是否完好,线路连接是否正确。
           (3)检查液体流动方向与设置是否一致:对于能正反向测量的电磁流量计,若方向不一致时,反向总量虽可进行累计,但转换器输出可能为“0”(4mA或0mA),必须把设置中的“反向测量允许”状态设置为“允许”。
           (4)传感器零部件损坏或测量内壁有附着层:检查变送器内壁电极是否覆盖有液体结疤层,对于容易结疤的测量液体,要定期进行清理。
           (5)检查管内液体是否充满或有无“空管报警”:管道未流满液体主要是传感器安装位置不妥引起的,应在安装时采取措施,避免造成管道内液体不满管。若是空管报警,要检查转换器元器件是否损坏,可短接转换器输入信号,看报警是否消失,若消失则转换器正常;若判断为是转换器元器件损坏引起的故障,更换损坏的元器件即可。

2、输出值波动
为保证测量的准确性,此类故障也不可忽视
           (1)由于测量介质或外界环境的影响造成的:此时要检查流体工艺情况,确认是工艺操作原因流体确实发生脉动,或者管道未充满液体或液体中含有气泡等情况。此时流量计仅如实反映流动状况,当脉动结束或液体充满管道后故障可自行消除;
           (2)由于强电磁干扰:此种情况要检查仪表运行环境是否有大型电器或电焊机在工作,要确认仪表接地和运行环境良好,避免电磁干扰。
           (3)电路板松动:变送器电路板为插件结构,在有些生产环境中,由于测量管道或液体的震动大,会造成流量计的电路板松动,也可引起输出值的波动。如松动,可将流量计拆卸开,重新固定好电路板。

3、流量测量值与实际值不符
           (1)检查变送器电路板是否完好若接线盒进水或被腐蚀性被测液体腐蚀,可导致电器性能下降或损坏。此时应更换电路板。
           (2)检查流速是否在规定最低流速之上:当液体流速过低时,被测液体中含有微小气泡,气泡上升在管道上方逐渐聚集,则液体流通面积发生变化,气体多时还会产生干扰信号,影响测量准确度;保证管道内被测液体的流速在最低流量界限值之上,以使变送器能够正常工作。

           (3)检查信号电缆连接和电缆的绝缘性能是否完好:信号电缆出现连接不好现象或使用过程中电缆的绝缘性能下降引起测量不准确;此时,若出现信号电缆松动现象,将其重新连接即可;若检查到电缆的绝缘性不符合绝缘要求,则需要换新的电缆。
           (4)检查转换器的参数设定值是否准确:此时要重新对转换器设定值进行设定,并对转换器的零点、满度值进行校验。

4、输出信号超满度量程
(1)检查信号检查信号回路连接正常与否若信号回路断开,输出信号将超满度值,此时需检查电缆,重新正确连接信号电缆。同时,需检查电缆的绝缘性能是否完好,若已经不符合要求,则需更换新的电缆。
(2)检查转换器的参数设定是否正确详细检查转换器的各参数设定和零点、满度是否符合要求。
(3)检查转换器与传感器型号是否配套。若型号不配套,则需要与厂方联系调换。

5、零点不稳
(1)检查是否是管道未充满液体或液体中含有气泡
           管道未充满液体或液体中含有气泡皆为工艺原因,此时应请求工艺人员确认,工艺正常后,输出值可恢复正常。
(2)检查管道内是否有微量流动
           有时候,主观上认为管泵液体无流动而实际上存在微小流动,此时属于如实反映工况,不是电磁流量计故障。
(3)检查是否电极污染
           若长期运行,液体中的杂质沉积测量管内壁或在测量管内壁结垢,或电极被污染,均有可能出现零点变动,此时必须清洗;若零点变动不大,也可尝试重新调零。
(4)信号回路绝缘下降
           由于受环境条件的影响,灰尘、油污等可能进入表壳体内,因此,需要检查电极部位绝缘是否下降或破坏,若不符合绝缘要求,则必须进行清理。

三、电磁流量计常见故障分析及处理总结
           电磁流量计一般不需要经常维护。当有故障出现时,熟练掌握故障处理技能,结合其测量原理,能够缩短电磁流量计的故障处理时间,更好地为生产服务。

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