電磁流量計(jì)常見(jiàn)故障分析

肖飛

摘要：電磁流量計(jì)是石油化工企業(yè)常見(jiàn)的一種測(cè)量?jī)x表，在石油化工生產(chǎn)裝置中起著測(cè)量、記錄、控制和調(diào)節(jié)等重要作用，本文簡(jiǎn)述了電磁流量計(jì)的工作原理和安裝要求，分析了電磁流量計(jì)在日常生產(chǎn)過(guò)程中的常見(jiàn)故障。

關(guān)鍵詞：電磁、故障、流量計(jì)、安裝

前言

電磁流量計(jì)廣泛地應(yīng)用于冶金、石油化工、環(huán)保、醫(yī)藥、輕紡、食品、礦山、造紙等各工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)生產(chǎn)裝置工藝管道內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量進(jìn)行計(jì)量，以滿足工業(yè)上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)顯示的要求，同時(shí)電磁流量計(jì)可輸出4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，供控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制的使用功能。電磁流量計(jì)除了測(cè)量一般的導(dǎo)電液體外，也還可以測(cè)量導(dǎo)電的液固兩相流、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、高黏度液體和鹽類等液體的流量，測(cè)量范圍比較廣泛。

一、電磁流量計(jì)的工作原理和特點(diǎn)

（1）電磁流量計(jì)的工作原理

電磁流量計(jì)在生產(chǎn)使用中具有防腐蝕、防水、防雷擊和防干擾的能力，適應(yīng)于化工裝置惡劣的生產(chǎn)條件。電磁流量計(jì)具有智能的中文液晶顯示器，滿足了現(xiàn)場(chǎng)顯示的功能，顯示直觀、功能齊全實(shí)用、易于操作使用。電磁流量計(jì)通過(guò)輸出4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，供控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)和控制功能。

電磁流量計(jì)的工作原理是通過(guò)法拉第電磁感應(yīng)原理測(cè)量工藝管道內(nèi)介質(zhì)流體流速的。它在工藝管道的兩側(cè)加一個(gè)磁場(chǎng)，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流經(jīng)過(guò)管道時(shí)就切割磁力線，在兩個(gè)檢測(cè)電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，電勢(shì)的大小正比于管道內(nèi)介質(zhì)流體的流動(dòng)速度。

（2）特點(diǎn)

1）電磁流量計(jì)密封性能好，管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，沒(méi)有阻流部件，測(cè)量過(guò)程中不與流體直接接觸，測(cè)量過(guò)程中幾乎沒(méi)有附加壓力損失。

2）電磁流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果與介質(zhì)流體流速分布、粘度、流體壓力、密度、溫度、電導(dǎo)率等物理參數(shù)無(wú)關(guān)，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此電磁流量計(jì)的測(cè)量精度高。

3）電磁流量計(jì)的量程比約為100：1，精度一般為1%，這是由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測(cè)量電路阻抗之間有一定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。

4）在生產(chǎn)裝置現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)生產(chǎn)人員實(shí)際需要在線修改量程。

二、電磁流量計(jì)的常見(jiàn)故障

（1）調(diào)試期的故障分析

調(diào)試期的故障一般出現(xiàn)在電磁流量計(jì)安裝和調(diào)試階段，此故障一經(jīng)排除，在以后相同條件下不會(huì)再出現(xiàn)相應(yīng)故障。常見(jiàn)的調(diào)試期故障通常由環(huán)境干擾、安裝不當(dāng)和流體特性影響等因素引起的。

1）環(huán)境方面因素：主要是工藝管道內(nèi)雜散電流干擾、大型電機(jī)磁場(chǎng)干擾、以及空間強(qiáng)電磁波干擾等。工藝管道內(nèi)雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可以解決，但是如果遇到強(qiáng)大的雜散電流，就需要另外采取措施使得流量傳感器與管道絕緣等。空間電磁波干擾一般是經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常使用單層或多層屏蔽電纜予以解決。

2）安裝方面因素：通常是由于電磁流量計(jì)傳感器在工藝管道上安裝位置不正確而導(dǎo)致的故障，比如，將傳感器安裝在自上而下的垂直管上；或安裝在易積聚氣體的管道最高點(diǎn)；或傳感器后無(wú)背壓，流體直接排入大氣而形成測(cè)量管道非滿管。

3）流體方面因素：被測(cè)介質(zhì)流體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，傳感器輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，如果氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過(guò)電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)更大的波動(dòng)。在測(cè)量混合介質(zhì)時(shí)，如果在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)行測(cè)量，也將使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。低頻方波勵(lì)磁的電磁流量計(jì)在測(cè)量固體含量過(guò)多的漿液時(shí)，也將產(chǎn)生漿液噪聲，使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。電極材料與被測(cè)介質(zhì)選配不當(dāng)，也將由于化學(xué)作用或極化現(xiàn)象而影響正常測(cè)量。

（2）運(yùn)行期的故障分析

在生產(chǎn)運(yùn)行期出現(xiàn)故障，是電磁流量計(jì)經(jīng)安裝調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)的故障，常見(jiàn)的運(yùn)行期故障一般是由流量傳感器內(nèi)壁附著層、環(huán)境條件變化、雷電打擊等因素引起的。

1）傳感器內(nèi)壁附著層的因素影響：由于電磁流量計(jì)常用來(lái)測(cè)量臟污流體介質(zhì)，在生產(chǎn)運(yùn)行一段時(shí)間以后，在傳感器內(nèi)壁上常常會(huì)積聚附著層，影響電電導(dǎo)率從而產(chǎn)生故障。如果積聚的附著物為絕緣層，則電極回路將出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，電磁流量計(jì)不能正常工作；如果積聚的附著層電導(dǎo)率明顯高于流體電導(dǎo)率，則電極回路將出現(xiàn)短路現(xiàn)象，電磁流量計(jì)也不能正常工作。所以，要及時(shí)清除電磁流量計(jì)測(cè)量管道內(nèi)積聚的附著結(jié)垢層，避免影響電磁流量計(jì)正常工作。

2）雷電打擊的因素：在雷雨天氣時(shí)雷擊容易在傳感器線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使電磁流量計(jì)損壞。它主要通過(guò)電源線或勵(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。

3）環(huán)境條件變化的因素：在安裝調(diào)試期間由于生產(chǎn)裝置尚未開(kāi)工，環(huán)境條件較好，電磁流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易忽視安裝條件。在此種情況下，一旦電磁流量計(jì)工作環(huán)境條件變化，在生產(chǎn)運(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源就會(huì)干擾儀表的正常使用，電磁流量計(jì)的輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。

三、電磁流量計(jì)的安裝注意事項(xiàng)

1）在石油化工生產(chǎn)中使用的電磁流量計(jì)外殼防護(hù)等極通常為IP68，對(duì)電磁流量計(jì)的安裝場(chǎng)所有著嚴(yán)格的要求。根據(jù)被測(cè)工藝管道中液體的不同選擇不同的安裝場(chǎng)所?；旌舷嗔黧w的測(cè)量應(yīng)該選擇那些不會(huì)引起混合液體相互分離的場(chǎng)所進(jìn)行，雙組分液體的測(cè)量則應(yīng)該避免將電磁流量計(jì)安裝在混合尚未均勻的下游，而那些測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的管道則需要將電磁流量計(jì)安裝在反應(yīng)充分完成段的下游。

2）電磁流量計(jì)的安裝應(yīng)該避開(kāi)那些周圍有大型機(jī)械設(shè)備、電磁干擾較大的地方，否則會(huì)對(duì)測(cè)量的結(jié)果造成干擾，以及周圍具有高濃度、腐蝕性較強(qiáng)的氣體的場(chǎng)所。其次，振動(dòng)和陽(yáng)光直照對(duì)電磁流量計(jì)的使用也有不良影響，應(yīng)避開(kāi)有振動(dòng)和陽(yáng)光直照大的場(chǎng)所。

3）當(dāng)電磁流量計(jì)安裝在上下游有彎頭或者閥門等部件時(shí)，如果直管段的長(zhǎng)度不夠，就會(huì)引起流體形成二次流的現(xiàn)象，流速的大小就會(huì)有偏差，從而會(huì)使電磁流量計(jì)的測(cè)量精度下降。為了提高測(cè)量精度，電磁流量計(jì)的上游直管段長(zhǎng)度不能小于管道內(nèi)徑的10倍，下游的直管段長(zhǎng)度不能小于管道內(nèi)徑的5倍。

4）待測(cè)介質(zhì)流體必須將工藝管道充滿，并要控制液體中氣體的含量，否則會(huì)影響電磁流量計(jì)的測(cè)量精度。如果電磁流量計(jì)是傾斜或者垂直安裝的，必須使待測(cè)流體介質(zhì)從下往上流，只有這樣才能保證液體充滿工藝管道。

5）如果電磁流量計(jì)是水平安裝，就應(yīng)該保持其軸線的水平性。如果電極是傾斜或者垂直的，在上方的電極周邊就容易聚集氣泡，這樣流體介質(zhì)就很難與上方電極直接接觸，從而影響了測(cè)量精度。

6）電磁流量計(jì)輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值比較小容易受到干擾。電磁流量計(jì)與介質(zhì)流體要保持相同的電勢(shì)，才能避免電極遭到腐蝕性破壞，保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度。因而電磁流量計(jì)的測(cè)量穩(wěn)定性與電磁流量計(jì)的接地方式有著很大的關(guān)系，必須按照電磁流量計(jì)的使用要求對(duì)電磁流量計(jì)和管道進(jìn)行接地。

參考文獻(xiàn)：

[1]牟克田.電磁流量計(jì)應(yīng)用及故障處理[J].中國(guó)氯堿，2013（08）

[2]徐麗維，班玉強(qiáng).電磁流量計(jì)的日常應(yīng)用與維護(hù)[J].電子制作，2013（16）

[3]王志偉，電磁流量計(jì)在水廠流量測(cè)量中的應(yīng)用.中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2006（04）.