電磁流量計輸出晃動檢查和采取措施

電磁流量計輸出晃動檢查和采取措施

電磁流量計信號輸出晃動大體上可歸納為五個方面故障原因，它們是：
1、流動本身是波動或脈動的，實質(zhì)上不是電磁流量計的故障，僅如實反映流動狀況；
2、管道未充滿液體或液體中含有氣泡；
3、外界雜散電流等的電磁干擾；
4、液體物性方面（如液體電導率不均勻或含有較多顆粒/纖維的漿液等）的原因；
5、電極材料與液體匹配不妥。

 污水電磁流量計檢查程序:

 如上圖所示是檢查電磁流量計信號輸出晃動的流程。先按流程全面考慮作初步調(diào)查和判斷，然后再逐項細致檢查和調(diào)試排除故障。
  流程所列檢查順序的先后原則是：
1、可經(jīng)觀察或詢問了解毋須較大操作的在前，即先易后難；
2、按過去現(xiàn)場檢修經(jīng)驗出現(xiàn)頻度較高而今后可能出現(xiàn)概率較高者在前；
3、檢查本身的先后要求。若經(jīng)初步調(diào)查確認是后幾項故障原因，亦可提前作細致檢查。

管道式電磁流量計故障檢查和采取措施

本文分別討論上述五方面故障原因的檢查及采取的措施。

      1、流動本身的波波動（或脈動）：檢查流程第1項。若流動本身波動，儀表輸出晃動則是如實反映波動狀況。檢查方法可在使用現(xiàn)場向操作人員和流程工藝人員詢問或有否波動源。管系流動波動（或脈動）的原因通常有三個方面：（1）電磁流量計上游的流動動力源采用了往復(fù)泵或膜片泵（經(jīng)常用于精細化工、食品、醫(yī)藥和給水凈化等加注藥液），這些泵的脈動頻率通常在每分鐘幾次到百余次之間；（2）儀表下游的控制閥流動特性和尺寸選用不妥，從而生產(chǎn)獵振，這可觀察控制閥閥桿是否有振蕩性移動；（3）其他擾動源使流動波動，例如：電磁流量計上游管道中有否阻流件（如全開蝶閥）產(chǎn)生旋渦（如渦街流量計旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的渦列，傳感器進口端墊圈伸入流通通道，墊圈條片狀碎塊懸在液流中擺動等等）。在有脈動流動源的管線上，要減緩其對流量儀表測量的影響，通常采取流量傳感器遠離脈動源，利用管流流阻衰減脈動；或在管線適當位置裝上稱作被動式濾波器的氣室緩沖器，吸收脈動。

       2、管道未充滿液體或液體中含有氣泡：檢查流程圖第2項，本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計不良使傳感器的測量管未充滿液體或傳感器安裝不妥所致，應(yīng)采取措施避免安裝如圖6-17（P296）所示a、e位置和以虛線管排放時b位置，改裝到c、d位置。A、傳感器下游無背壓或背壓不足，如裝在位置e，液流經(jīng)下游很短一段即排入大氣，若閥門2全開，傳感器測量管內(nèi)有可能未充滿液體。有時候流程的流量較大能充滿而儀表運行正常，流量減小就有可能液體不滿而使儀表失常。B、液體中含有氣體，液體中泡狀氣體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。液體中含有氣泡數(shù)量不多且氣泡球徑遠小于電極直徑，雖然減少了部分液體體積，但不會使電磁流量計輸出晃動；較大氣泡則因擦過電極能遮蓋整個電極，使流量信號回路瞬間開路，則輸出信號晃動更大。C、液體中微小氣泡在流動過程中會逐漸在高點或死角積聚，若電磁流量計裝在管系高點，潴留氣體減少傳感器內(nèi)液體流通面積而影響測量準確度，潴留較多時還會產(chǎn)生干擾信號；若傳感器裝在高點下游，高點積聚氣體超過容納量或因受壓力波動，氣體以泡狀或片狀隨液體流動，遮蓋電極而造成輸出晃動。D、外界吸入空氣常見途徑在給水公用事業(yè)方面主要有因江河原水含有氣泡，或吸入口水位高度過低（通常要求有2~5倍以上吸入口直徑的距離，視吸入流速而異）形成吸入旋渦卷進空氣，在流程工業(yè)方面的配比混合容器攪拌時混入空氣以及泵吸端或管系其他局部產(chǎn)生密封不良的場所吸入空氣等。這類故障在實踐中也常會碰到。E、液體中溶解空氣分離成游離氣泡管系壓力降低，原溶解的空氣（或氣體）會分離成游離氣泡。例如充滿液體管系二端閥門關(guān)閉，停止運行后逐漸冷卻，由于熱膨脹系數(shù)不同，液體收縮比管系收縮大得多，管系中形成收縮空間，形成局部真空狀態(tài)。液體中溶解空氣便分享出來形成氣泡，積聚于管系高點。重新啟動，夾入氣泡的液體流過電極表面就可能使電磁流量計輸出晃動。這可能是管系啟動運行初期電磁流量計輸出晃動，然后趨于穩(wěn)定的這一現(xiàn)象原因之一。又如水在1個大氣壓0oC時可溶解約0.3%V/V空氣，若在流程中水溫升高，空氣就會分離成游離氣泡（到30oC時，只能溶解約0.15%），積聚起來也可能出現(xiàn)故障現(xiàn)象中含有氣體，液體中泡狀氣體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。液體中含有氣泡數(shù)量不多且氣泡球徑遠小于電極直徑，雖然減少了部分液體體積，但不會使電磁流量計輸出晃動；較大氣泡則因擦過電極能遮蓋整個電極，使流量信號回路瞬間開路，則輸出信號晃動更大。C、液體中微小氣泡在流動過程中會逐漸在高點或死角積聚，若電磁流量計裝在管系高點，潴留氣體減少傳感器內(nèi)液體流通面積而影響測量準確度，潴留較多時還會產(chǎn)生干擾信號；若傳感器裝在高點下游，高點積聚氣體超過容納量或因受壓力波動，氣體以泡狀或片狀隨液體流動，遮蓋電極而造成輸出晃動。D、外界吸入空氣常見途徑在給水公用事業(yè)方面主要有因江河原水含有氣泡，或吸入口水位高度過低（通常要求有2~5倍以上吸入口直徑的距離，視吸入流速而異）形成吸入旋渦卷進空氣，在流程工業(yè)方面的配比混合容器攪拌時混入空氣以及泵吸端或管系其他局部產(chǎn)生密封不良的場所吸入空氣等。這類故障在實踐中也常會碰到。E、液體中溶解空氣分離成游離氣泡管系壓力降低，原溶解的空氣（或氣體）會分離成游離氣泡。例如充滿液體管系二端閥門關(guān)閉，停止運行后逐漸冷卻，由于熱膨脹系數(shù)不同，液體收縮比管系收縮大得多，管系中形成收縮空間，形成局部真空狀態(tài)。液體中溶解空氣便分享出來形成氣泡，積聚于管系高點。重新啟動，夾入氣泡的液體流過電極表面就可能使電磁流量計輸出晃動。這可能是管系啟動運行初期電磁流量計輸出晃動，然后趨于穩(wěn)定的這一現(xiàn)象原因之一。又如水在1個大氣壓0oC時可溶解約0.3%V/V空氣，若在流程中水溫升高，空氣就會分離成游離氣泡（到30oC時，只能溶解約0.15%），積聚起來也可能出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

       3、外界電磁干擾：檢查流程圖第3項。電磁流量計由于流量信號小易受外界干擾影響，干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場。  管道雜散電流主要靠電磁流量計良好接地保護，通常接地電阻要小于10歐（或100歐），不要和其他電機和電器共用接地。有時候環(huán)境條件較好，電磁流量計不接地也能正常工作，但是我們認為即使如此還是作好接地為妥。因為一旦良好環(huán)境條件不復(fù)存在，儀表出現(xiàn)故障，屆時會影響使用，再作各種檢查帶來諸多麻煩。   有時候電磁流量計雖然良好接地，由于管道雜散電流過于*（如電解工藝流程管線和有陰極保護管網(wǎng)）電磁流量計正常測量，此時卻須將電磁流量傳感器與其管道之間作電氣絕緣隔離。   靜電和電磁波干擾會通過電磁流量計傳感器和轉(zhuǎn)換器間的信號線引入，通常若良好屏蔽（如信號線用屏蔽電纜，電纜置于保護鐵管內(nèi)）是可以防治的。然而也曾遇到強電磁波防治無效的實例，此時將轉(zhuǎn)換器移近到傳感器附近，縮短連接的信號電纜，或改用無外接電纜的一體型儀表。   磁場干擾通常只有采取電磁流量傳感器遠離強磁場源。電磁流量計抗磁場的能力視傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計而異，如傳感器激磁線圈保護外殼由非磁性材料（如鋁，塑料）制成，抗磁場影響的能力較弱，鋼鐵制成則較強。

       4、論證核查液體物性：檢查流程圖第4項，液體物性中有三種因素會使輸出晃動。它們是：(1)液體中含有固相顆粒或氣泡；(2)雙組分液體中二種液體電導率不同而未均勻混合，或管道化學反應(yīng)尚未*完成；(3)液體的電導率接近下限值。   被測液體含有較多固體顆粒會像前文所述氣泡一樣，使流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲等，造成輸出晃動。固相若是粉狀通常則不會形成輸出晃動。   在精細化工業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)藥業(yè)和給水處理工程經(jīng)常在主液內(nèi)加藥液，而藥液通常是由往復(fù)泵或膜片泵按主液流量成比例地注入。注入藥液后的主液呈現(xiàn)有藥液段和無藥液段相間隔離的段列，若兩種電導率不同的液體沒有混合均勻，其下游測量流量的電磁流量計輸出就會呈現(xiàn)晃動。出現(xiàn)這種情況應(yīng)將加液點移至下游，或?qū)㈦姶帕髁坑嬕浦良右狐c上游；如果受現(xiàn)場條件限制或嫌改裝工程量大，亦可在加液點下游裝混合器補救之。但裝靜態(tài)混合器后液流將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，有可能造成1%或以上的額外附加誤差。然而與輸出晃動無法測量相比，是權(quán)衡兩弊取其輕的措施。    若混合液在管道內(nèi)化學反應(yīng)未結(jié)束就進入電磁流量計測量，也有可能出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。這種情況下只能改變測量點位置，務(wù)使測量位置在混合點上游或遠離混合段的下游。然而遠離混合段的相隔離距離需要很長，例如反應(yīng)時間60s，液體流速3m/s，不考慮保險系數(shù)就要求相距180m.  液體電導率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。因為制造廠儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的低值，而實際條件不可能都很理想。有時就會遇到測量低度蒸餾水或去離子水，其電導率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值 5X10-6S/cm，使用時卻出現(xiàn)輸出晃動。通常認為能穩(wěn)定測量的電導率下限值要高1~2個數(shù)量級。   液體電導率可查閱附錄E或相關(guān)手冊，缺少現(xiàn)在數(shù)據(jù)則可取樣用電導率儀測定，但有時候也有從管線上取樣實驗室測定認為可用，而實際電磁流量計不能工作的情況。這是由于測電導率時的液體與管線內(nèi)液體已有差別，譬如液體已吸收了大氣中CO2或NOx生成碳酸或硝酸，改變了電導率。   對于含有顆粒或纖維液體產(chǎn)生的噪聲漿液，采取提高激磁頻率能有效地改善輸出晃動。下表所示是頻率可調(diào)IFM3080F型DN300電磁流量計，測量濃度3.5%瓦楞紙漿，在現(xiàn)場以不同勵磁頻率測量所顯示瞬時流量晃動量。當頻率較低為50/32Hz，晃動高達10.7%；頻率提高到50/2Hz時，晃動降低至1.9%，效果十分明顯。

      5、調(diào)查液體與電極材料匹配：檢查流程圖第5項.電極材料的選擇首先應(yīng)考慮的是對被測液體的耐腐蝕性，若選配不妥產(chǎn)生電極表面效應(yīng)會形成輸出晃動等故障。電極表面效應(yīng)包括電極表面生成鈍化膜或氧化膜等絕緣層以及極化現(xiàn)象和電化學等。介質(zhì)-電極材料匹配還沒有像耐腐蝕性那樣充足的資料可查，只有一些有限經(jīng)驗，尚待在實踐中積累。   A、鉭－水、堿等非酸液：鉭電極測量水流量時會形成絕緣層，使儀表失靈或運行一段時期后出現(xiàn)很大噪聲。在工藝流程中即使是極短時間鉭電極與水或“非酸”液接觸，如用清水沖洗管子，亦會影響儀表正常使用。*等堿液亦不能選鉭電極。B、哈氏合金B(yǎng)－高濃度鹽酸：哈氏合金B(yǎng)對溫度濃度不高的鹽酸已有若干應(yīng)用良好的實例。然而濃度超過某值時會產(chǎn)生噪聲，應(yīng)改用鉭電極。硝酸、硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實踐經(jīng)驗。    C、鉑－*：鉑電極用于測量低壓*（壓力低于0.3MPa）時，由于觸媒作用在電極表面產(chǎn)生氣霧，阻斷了電氣通路而影響工作。D、鉑－濃度大于10%的鹽酸：鉑電極對濃度大于10%的鹽酸會產(chǎn)生噪聲，當改用鉭電極。E、哈氏合金B(yǎng)－硫酸鋁溶液：水廠用硫酸鋁與原水混合以凝聚懸浮體。有時用哈氏合金B(yǎng)電極測量15%硫酸鋁溶液，出現(xiàn)輸出晃動，后改用耐酸鋼電極即獲得滿意的結(jié)果。