【摘要】講述電磁流量計(jì)的工作原理,及應(yīng)用中的常見問題、故障類型和解決方法。
1、引言
由于水資源匱乏水價(jià)上漲,在水的計(jì)量上大量使用計(jì)量精度高的電磁流量計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)。隨著使用量增加,電磁流量計(jì)的故障率、損壞率增大,如何準(zhǔn)確快速的排除流量計(jì)出現(xiàn)的問題,是提高計(jì)量水平的關(guān)鍵因素,通過對(duì)各類問題的分析總結(jié),使電磁流量計(jì)的故障率、壞率降低了60%,提高計(jì)量水平。
2、電磁流量計(jì)的工作原理
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(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。它的原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(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(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)時(shí),切割磁力線產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的方向按“右手規(guī)則”判斷,通過測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小可以計(jì)算出流體的流量。
Q=E/KE=KBDV
式中Q――流量;E――感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（單位V）;k――系數(shù);
B――磁感應(yīng)強(qiáng)度（單位T）;D――測(cè)量管內(nèi)徑（單位m）;
V――平均流速,（單位m/s）;
3、電磁流量計(jì)使用中常見故障產(chǎn)生的原因及解決辦法
電磁流量計(jì)運(yùn)行時(shí)常見故障:（1）電磁流量計(jì)不計(jì)量。（2） 計(jì)量數(shù)據(jù)誤差大。
3.1電磁流量計(jì)不能計(jì)量故障。
3.1.1電磁流量計(jì)被損壞造成的不計(jì)量故障。
（1）雷擊:雷擊是損壞電磁流量計(jì)的主要原因。在打雷時(shí),儀表線路中會(huì)感應(yīng)出瞬時(shí)高電壓、電流,當(dāng)它們進(jìn)入儀表時(shí)就會(huì)損壞儀表。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)損壞的部件分析發(fā)現(xiàn),感應(yīng)電壓、電流進(jìn)入儀表有4條途徑:（a）從電源線進(jìn)入儀表（b）從傳感器與轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)線進(jìn)入儀表（c）從勵(lì)磁線進(jìn)入儀表（d）從輸出4-20mA的信號(hào)線進(jìn)入儀表。因此電磁流量計(jì)在設(shè)計(jì)上改進(jìn)防雷擊設(shè)計(jì),在使用中加強(qiáng)防雷擊措施,可減少此類故障的發(fā)生。
（2）電源電壓波動(dòng)過大、儀表進(jìn)水、部件老化等情況均會(huì)引起電磁流量計(jì)的損壞。提高電磁流量計(jì)的電源的穩(wěn)定性,或給它提供一臺(tái)精度高的穩(wěn)壓電源,可以減少流量計(jì)的損壞。在儀表的工作現(xiàn)場(chǎng)作好儀表的防水防潮工作,可減少此類問題的發(fā)生。
3.1.2測(cè)量線路斷路造成的不計(jì)量的故障。
架設(shè)的測(cè)量線路被掛斷或挖斷,使流量計(jì)不能計(jì)量,修復(fù)線路即可排除故障。
3.2計(jì)量數(shù)據(jù)誤差大問題。
原因有:（1）儀表的安裝位置設(shè)計(jì)的不合理造成的。（2）使用過程中使用方法不正確造成的計(jì)量誤差問題。
3.2.1儀表的安裝位置設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的問題。
（1）傳感器安裝時(shí)選擇的測(cè)量位置不當(dāng),測(cè)量條件不合適,造成的計(jì)量誤差。傳感器上游流體的流動(dòng)狀況不穩(wěn)定,偏離規(guī)定要求造成的。例沒有足夠長(zhǎng)度的直管段,在接近傳感器的上游設(shè)置調(diào)節(jié)閥或未全部打開的閘閥等等,可以改動(dòng)傳感器的安裝位置予以解決。
（2）被測(cè)管道的液體未滿管,或液體中含有氣泡造成的測(cè)量誤差。此類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良或相關(guān)設(shè)備不完善造成的,進(jìn)行管網(wǎng)改造可解決問題。
3.2.2使用過程中產(chǎn)生的問題。
（1）使用中電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確、造成計(jì)量誤差。在使用中就曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)傳感器系數(shù)被誤改,從而導(dǎo)致計(jì)量失真的情況。通過復(fù)核轉(zhuǎn)換器參數(shù)值,檢查零點(diǎn)、滿度值,可解決這一問題。
（2）信號(hào)電纜不匹配或使用過程中電纜絕緣不好造成的計(jì)量誤差;不同儀表廠的儀表對(duì)電纜的要求是不一樣的,當(dāng)出現(xiàn)計(jì)量誤差較大的情況時(shí),通過檢查,連接電纜是否匹配?連接是否正確?絕緣是否下降?可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)電纜系統(tǒng)存在的問題,消除計(jì)量誤差。
檢查時(shí)重點(diǎn)檢查一下幾點(diǎn):（a）信號(hào)電纜斷開點(diǎn)。因?yàn)閿嘟犹幰孜氤睔?絕緣下降產(chǎn)生計(jì)量誤差;（b）信號(hào)線末端未處理好,使內(nèi)、外屏蔽層和信號(hào)線之間有短接,或與外殼短接產(chǎn)生計(jì)量誤差;（c）電纜型號(hào)不匹配產(chǎn)生計(jì)量誤差;（d）電纜長(zhǎng)度超過規(guī)定上限,又沒采取有效措施,產(chǎn)生的計(jì)量誤差。當(dāng)按要求更換電纜后即可解決上述問題。
（3）傳感器極間電阻變化、電極絕緣下降產(chǎn)生的計(jì)量誤差;由于電磁流量計(jì)測(cè)量的多是工業(yè)廢水,所以含有大量的懸浮固體或污物,就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)傳感器內(nèi)壁有附著層的問題。當(dāng)附著層的電導(dǎo)率與被測(cè)液體電導(dǎo)率相近時(shí),就會(huì)造成測(cè)量誤差大。若是高電導(dǎo)率附著層,電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路,儀表不計(jì)量;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣使測(cè)量電路斷開,造成檢測(cè)數(shù)據(jù)偏小。通過檢測(cè)電極與液體間接觸電阻、電極絕緣,可防止此類問題的發(fā)生。
電極與液體接觸電阻值的大小,主要取決于接觸面積和液體的電導(dǎo)率。一般結(jié)構(gòu)的電極與蒸餾水接觸時(shí),電導(dǎo)率為5×10-6S/cm,測(cè)得的接觸電阻值為幾百千歐,生活用水和工業(yè)用水的電導(dǎo)率為150×10-6S/cm,測(cè)得接觸電阻值約為15kΩ,鹽水的電導(dǎo)率為1×10-2S/cm,測(cè)得的接觸電阻值約為200Ω。測(cè)量電極接觸電阻時(shí),應(yīng)在充滿液體時(shí)測(cè),雖然只能確定大概的值,卻是判斷儀表狀況好壞的簡(jiǎn)捷的方法。另外應(yīng)在安裝調(diào)試時(shí),測(cè)量每一臺(tái)傳感器的電極接觸電阻,并記錄在案,作為以后維護(hù)時(shí)的參考值。當(dāng)測(cè)量電極的接觸電阻比參考值偏大時(shí),說明電極表面被絕緣層覆蓋或部分覆蓋;當(dāng)測(cè)量值比參考值減少時(shí),說明電極和襯里表面附著導(dǎo)電沉積層（電極絕緣電阻大于100兆歐姆）;檢測(cè)后對(duì)有問題的傳感器拆下檢查,若確實(shí)是絕緣被破壞,則調(diào)換傳感器即可（注意在測(cè)量電極的電阻值時(shí),必須用同一型號(hào)萬用表的同一測(cè)量檔進(jìn)行測(cè)量）。
（4）儀表周圍電磁場(chǎng)的干擾造成的計(jì)量誤差。電磁流量計(jì)是靠電磁能量轉(zhuǎn)換工作的儀表。當(dāng)管道上有雜散電流的干擾、周圍空間電磁波干擾、大電機(jī)磁場(chǎng)干擾時(shí),就會(huì)產(chǎn)生大的測(cè)量誤差。對(duì)較弱的管道雜散電流的干擾,采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)措施,可消除。但如遇管道有強(qiáng)雜散電流,必須采取流量傳感器與管道絕緣的措施才能克服�？臻g電磁波干擾信號(hào)和大電機(jī)磁場(chǎng)干擾信號(hào),一般是信號(hào)電纜采用單層屏蔽或多層屏蔽來消除干擾。
4、小結(jié)
近年來,電磁流量計(jì)的使用越來越廣泛。而水計(jì)量基本都用電磁流量計(jì)。為了準(zhǔn)確計(jì)量,就需要儀表維護(hù)人員對(duì)電磁流量計(jì)的故障判斷快速、準(zhǔn)確。采用這一套故障分析方法后,可以快速解決多種故障,提高了工作效率,保證了計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
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