1 引言

 

    我公司的凈化水、地表水、軟水和深井水大都采用電磁流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，由于水資源的緊張，儀表的計(jì)量顯得更加重要，要求計(jì)量的準(zhǔn)確性越來越高，通過對(duì)電磁流量計(jì)原理的了解及故障分析，我們能準(zhǔn)確的避免故障的發(fā)生和出現(xiàn)故障后能夠盡快解決，使水計(jì)量達(dá)到一個(gè)新的水平。

 

    2 電磁流量計(jì)的原理

 

    電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。它的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向按“弗來明右手規(guī)則”，其值如下式：

 

 

 

    3 電磁流量計(jì)運(yùn)行期間的故障類型

 

    電磁流量計(jì)安裝并正常運(yùn)行一段時(shí)期后會(huì)出現(xiàn)一些故障，常見故障原因有：流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷擊，線路的影響，電路板損壞，環(huán)境條件變化等因素。

 

    3.1 雷擊

 

    雷擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和電流，進(jìn)入儀表就會(huì)損壞儀表。雷電擊損儀表有4條引入途徑：電源線，傳感器與轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)線、勵(lì)磁線和輸出4-20mA信號(hào)線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應(yīng)高電壓和電流大部分是從控制室電源線路和輸出信號(hào)線引入的，其他兩條途徑較少。發(fā)生雷擊時(shí)，不僅電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障，而且和它相連的計(jì)量前端也可能出現(xiàn)雷擊事故。因此使用時(shí)要做好各種防護(hù)措施。

 

    3.2 環(huán)境條件變化

 

    主要原因是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意測量，但如遇管道有強(qiáng)雜散電流不一定能克服，須采取流量傳感器與管道絕緣的措施?？臻g電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。

 

    3.3 內(nèi)壁附著層

 

    由于電磁流量計(jì)測量污水、河水和凈化水時(shí)，含有懸浮物或污臟體，易出現(xiàn)內(nèi)壁附著層而產(chǎn)生的故障。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路，引起測量流量的減小。本公司就曾經(jīng)出現(xiàn)過此類的故障現(xiàn)象。

 

    3.4 線路的影響

 

    由于線路受現(xiàn)場條件的影響，架設(shè)的線路可能出現(xiàn)被掛斷和挖斷的情況，導(dǎo)致電磁流量計(jì)不能正常計(jì)量。

 

    3.5 電路板損壞

 

    除雷擊以外，電源電壓過大，儀表進(jìn)水或部件老化都可能引起電路板的損壞。

 

    4 流量測量值與實(shí)際值不符時(shí)的原因及檢查

 

    4.1 故障原因

 

    引起測量流量與實(shí)際測量不符的故障原因，大體上可歸納成以下5個(gè)方面。

 

    （1）轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確；

 

    （2）傳感器安裝位置不妥，未滿管或液體中含有氣泡；

 

    （3）未處理好信號(hào)電纜或使用過程中電纜絕緣下降；

 

    （4）傳感器下游流動(dòng)狀況不符合要求；

 

    （5）傳感器極間電阻變化或電極絕緣下降。

 

    4.2 故障檢查和采取措施

 

    （1）復(fù)核轉(zhuǎn)換器參數(shù)值，檢查零點(diǎn)、滿度值。我公司就出現(xiàn)傳感器系數(shù)被修改的現(xiàn)象導(dǎo)致計(jì)量失真。

 

    （2）查管道充是否不滿管和含有氣泡。本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良或相關(guān)設(shè)備不完善所引起的，對(duì)傳感器進(jìn)行改造。

 

    （3）檢查信號(hào)電纜系統(tǒng)。檢查連接電纜匹配是否適當(dāng)？連接是否正確？絕緣是否下降？通常人們檢查電磁流量計(jì)測量流量不符的故障原因，往往忽視連接傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電纜系統(tǒng)，每個(gè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的儀表對(duì)電纜的要求是不一樣的。例如經(jīng)常遇到以下事例：①將所附整根電纜割斷后重新連接，使用一階段后連接處吸入潮氣，絕緣下降；②信號(hào)線末端未處理好，內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和信號(hào)線相互間有短接，或與外殼短接；③不用規(guī)定型號(hào)（或所附）的電纜；（④電纜長度超過受液體電導(dǎo)率制約的長度上限；⑤液體電導(dǎo)率較低而傳感器和轉(zhuǎn)換器相距較遠(yuǎn)，未按規(guī)定使用專用屏蔽電纜。

 

    4.3 調(diào)查傳感器上游流動(dòng)狀況，檢查傳感器測量道內(nèi)壁狀況

 

    （1）傳感器上游流動(dòng)狀況常因受安裝空間限制，偏離規(guī)定要求，如無法滿足足夠長度的直管段，這些會(huì)引入影響測量準(zhǔn)確的因素。特別是接近傳感器上游設(shè)置調(diào)節(jié)閥或未全開的閘閥，可以改動(dòng)傳感器的安裝位置。（2）內(nèi)壁存在淤積層或管壁被磨損，從而改變流通面積，影響測量值。這類故障的出現(xiàn)只有在運(yùn)行一段時(shí)期后才會(huì)出現(xiàn)。流量傳感器上游流動(dòng)狀況偏離要求的原因絕大部分是工程設(shè)計(jì)將傳感器安裝在不適當(dāng)位置所致；但也發(fā)生過工程設(shè)計(jì)的安裝情況良好，但運(yùn)行一段時(shí)間后，卻出現(xiàn)較大誤差。

 

    4.4 檢測電極與液體間接觸電阻和電極絕緣

 

    電極與液體接觸電阻主要取決于接觸面積和液體電導(dǎo)率。一般結(jié)構(gòu)電極在測量電導(dǎo)率為5×10-6S/cm的蒸餾水時(shí)電阻值為幾百千歐，電導(dǎo)率為150×10-6S/cm的生活和工業(yè)用水約為幾十千歐，電導(dǎo)率為1×10-2S/cm的鹽水約為幾百歐。用萬用表在充滿液體時(shí)測量電極接觸電阻，雖然只是確定大體的值，卻是判斷管壁狀況較方便的方法。電磁流量傳感器的電極接觸電阻最好在新裝儀表調(diào)試時(shí)即測量并記錄在案，以后每次維護(hù)時(shí)均作測量（作分析比較測得各次電阻值，必須是用同一型號(hào)萬用表，同一測量檔的測量值），分析比較將有助于今后判斷儀表故障，省略從管道上卸下流量傳感器進(jìn)行檢查。如所測電極接觸電阻值比以前增加，說明電極表面被絕緣層覆蓋或部分覆蓋；如比以前電阻值減少，說明電極和襯里表面附著導(dǎo)電沉積層。通常要求電極絕緣電阻大于100兆歐姆，若檢查結(jié)果確實(shí)是絕緣破壞，則只能調(diào)換傳感器。檢查電極絕緣的方法是先卸下流量傳感器，放空液體，用布擦干襯里內(nèi)表面，并用電吹風(fēng)機(jī)吹干。然后用500VDC兆歐表，分別測試兩電極對(duì)地電阻。然而絕緣下降的原因，往往是地接線柱等浸水受潮所致，有時(shí)候用電吹風(fēng)排除潮氣即可恢復(fù)絕緣。

 

    5 小結(jié)

 

    近年來，面對(duì)日益緊張的水資源，對(duì)計(jì)量的準(zhǔn)確度也在不斷提高要求。隨著電磁流量計(jì)的使用越來越廣泛，這就需要我們儀表維護(hù)人員對(duì)電磁流量計(jì)的故障判斷及檢查非常熟，能夠節(jié)省我們的工作時(shí)間，極大的提高我們的工作效率。