電磁流量計的常見故障分析及解決方法

危洋　鄭玉時

摘 要：闡述了電磁流量計的工作原理和特點，分析了電磁流量計在測量過程中的常見故障現象及其原因，并給出了相應的解決方法。

關鍵詞：電磁流量計；傳感器 ；電極；鹽酸

中圖分類號：TH814 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.150

氯堿化工的工藝介質多為酸、堿、鹽等電解質，電磁流量計的原理決定了其在該行業的應用具有很大的優勢。因此，我們常使用電磁流量計測量鹽水、鹽酸、堿液等導電介質的流量。

1 電磁流量計的測量原理和結構

電磁流量計是一種測量導電性液體的體積流量儀表，其測量原理基于法拉第電磁感應定律。測量管內的被測介質相當于電磁感應中的導體，上、下兩個勵磁線圈夾持在測量導管的上、下兩邊，用于產生恒定磁場。當被測介質流經測量管時，傳感器的兩側電極會產生感應電壓。為了避免感應電壓出現短路，測量管內壁與電極間必須有絕緣襯里。襯里可根據被測介質的種類和工作溫度來選擇，一般常用的有特氟隆、橡膠、陶瓷等。

電磁流量計由傳感器和轉換器兩部分組成。被測介質的流量經傳感器變換成感應電勢，再由轉換器將感應電勢轉換成統一的直流標準信號輸出，供其他指示、記錄和調節儀表使用。

2 電磁流量計的特點

測量導管內無可動部件或阻礙流體流動的節流件，不會造成堵塞，壓力損失較小，可測量含有懸浮物、固體顆粒等流體，比如泥漿、紙漿和污水等。

電磁流量計輸出電流與流量呈線性關系，且不受液體物理性質（溫度、壓力、黏度）的影響，測量范圍較大，可達1∶50，口徑分為1 mm～2 m和2 m以上兩種。

3 常見故障的原因和解決辦法

電磁流量計在使用過程中會出現測量不準的問題，原因可能是儀表本身存在故障、外界原因引發的故障。在運行維護中，故障多為外界因素引起。下面就一些常見故障現象進行分析，并給出相應的處理方法。

3.1 流量信號輸出無指示

流量信號輸出無指示的原因及其解決辦法為：①在電源方面，應該先確認電源是否接通，再檢查電源線路板上的保險絲是否熔斷。②在電纜方面，應該檢查信號電纜是否完好，連接是否正確，尤其是分體式電磁流量計所采用的專用電纜要按照要求連接。③檢查被測介質的流向是否與傳感器上的箭頭方向一致。目前，大部分電磁流量計可實現正向和反向測量，需要在組態中設定測量方向。④傳感器安裝位置不當。比如傳感器的直管段長度不符合要求、傳感器安裝在易積氣體的管道的最高點，進而產生測量錯誤。⑤檢查測量管內壁的狀況。可拆下傳感器，直接觀察測量管內壁附著層的狀況，并檢查電極表面是否被絕緣層或導電層覆蓋。⑥檢查傳感器的完好性。采用萬用表檢查傳感器信號端子間的絕緣電阻。一般情況下，要求絕緣電阻>100 MΩ。如果檢查結果不符合要求，則說明絕緣被破壞，應立即更換傳感器。

3.2 流量信號輸出值波動

流量信號輸出值波動的原因及其解決辦法為：①如果流體本身存在波動，則需要向工藝人員詢問是否存在波動源。比如，電磁流量計上游的動力源是否采用了往復泵或膜片泵、是否存在因阻流件而產生的漩渦；下游的調節閥流量特性或尺寸選用不當，進而產生振動。②測量管內未充滿液體。如果液體中含有的較大的氣泡，則可能會遮蓋整個電極，進而使測量回路瞬間開路，造成輸出信號隨機波動。③外部電磁干擾。電磁流量計的檢測信號比較微弱，在滿量程時只有幾毫伏，流量較小時只有幾微伏，有輕微干擾就會影響測量的準確度。主要通過電磁流量計的接地保護來消除管道中的雜散電流干擾，一般情況下，接地電阻應<10 Ω，接地電纜截面積應>2 mm2，且不要與其他電機、電器共用接地；靜電干擾會通過信號電纜引入，通常采用屏蔽電纜，并將電纜置于金屬保護套管內，從而消除靜電干擾；對于磁場干擾而言，可采用鐵皮制作的金屬罩將傳感器與磁場隔離，從而提高抗磁能力，或將傳感器遠離強磁場源。

3.3 流量測量值與實際值不符

流量測量值與實際值不符的原因及其解決辦法為：①轉換器設定參數不正確。需要根據儀器的數據表和實際工況正確設定管道口徑、單位、量程、累計值、小流量切除值和儀表系數等相關參數。②傳感器安裝位置不妥，導致被測液體未滿管。被測液體未充滿管道可分為兩種情況，即當管內被測液體的液面高于測量電極的水平面時，測量值大多較為穩定，但被測液體的體積包含了管內的氣體體積，所以，存在一定程度的測量誤差；當管內被測液體的液面低于測量電極的水平面時，電極裸露在氣體中，測量回路處于開路狀態，導致測量值處于隨機狀態，一直在波動或滿度。③電極結垢導致測量值不準確。在日常運維中，電極結垢的發生概率較高。當電極結垢時，流量信號會逐漸減弱，甚至驟然消失。此時，必須清洗電極，如果零點變動不大，則可嘗試在被測液體靜態滿管的情況下進行零點調整。④電極腐蝕導致測量不準。如果電極的材料與被測介質搭配不當，則會造成化學腐蝕或極化現象，進而影響測量結果。一般情況下，電極材料的耐腐蝕性要比管道材料高一個等級。電極材料的選擇在氯堿化工中尤為重要，常用的電極材料有不銹鋼SUS316L、哈氏合金C、鉭、鈦，應根據有關防腐蝕手冊和現場經驗正確選配電極材料。比如，測試鹽酸溶液時要用鉭電極，測試鹽水時選用鈦或鉭電極，測試堿液時選用哈氏合金C電極，測試生活用水、工業用水、污水時選用不銹鋼SUS316L電極。

4 結束語

綜上所述，掌握電磁流量計的工作原理、結構、特點、常見故障及其解決辦法，并在安裝和使用中嚴格按照標準執行，有利于我們更好地使用和維護電磁流量計。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕