电磁流量计 输出晃动检查和采取措施

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电磁流量计 输出晃动检查和采取措施

一、故障原因

输出晃动大体上可归纳为五方面故障原因，它们是：

（1）流动本身是波动或脉动的，实质上不是电磁流量计的故障，仅如实反映流动状况；

（2）管道未充满液体或液体中含有气泡；

（3）外界杂散电流等的电磁干扰；

（4）液体物性方面（如液体电导率不均匀或含有较多颗粒/纤维的浆液等）的原因；

（5）电极材料与液体匹配不妥。

二、检查程序

图7－3所示是检查电磁流量计输出晃动的流程。先按流程图全面考虑作初步调查和判断，然后再逐项细致检查和试排除故障。流程所列检查顺序的先后原则是：①可经观察或询问了解无须作较大操作的在前、即先易后难；②按过去现场检修经验，出现频率较高而今后可以出现概率较高者在前；③检查本身的先后要求。若经初步调查确认是后几项故障原因，可提前作细致检查。

      三、故障检查和采取措施

本节分别讨论上述五个方面故障原因的检查方法和采取措施。

1.流动本身的波动（或脉动）

 检查流程图第1项。若流动本身波动，仪表输出晃动则是如实反映波动状况。检查方法可在使用现场向操作人员和流程工艺人员询问或巡视是否波动源。管系流动波动（或脉动）的原因通常有三个方面：（1）电磁流量计上游的流动动力源采用了往复泵或膜片泵（经常用于精细化工、食品、医药和给水净化等加注药液），这些泵的脉动频率通常在每分钟几次到百余次之间；（2）仪表下游的控制阀流动特性和尺寸选用不妥，从而产生猎振（hunt-ing），这可观察控制阀阀杆是否有振荡性移动；（3）其他扰动源使流动波动，例如：电磁流量计上游管道中有否阻流件（如全开蝶阀）产生旋涡（如涡街流量计旋涡发生体产生的涡列，传感器进口端垫圈伸入流通通道，垫圈条片状碎块悬在液流中摆动等等）。

在有脉动流动源的管线上，要减缓其对流量仪表测量的影响，通常采取流量传感器远离脉动源，利用管流流阻衰减脉动；或在管线适当位置装上称作被动式滤波器的气室缓冲器，吸收脉动。

2．管道未充满液体或液体中含有气泡

 检查流程图第2项，本类故障主要是管网工程设计不良使传感器的测量管未充满液体或传感器安装不妥所致，应采取措施避免安装如图6－17所示a，e位置和以虚线管排放时b位置，改装到c，d位置。

传感器下游无背压或背压不足，如装在位置e，液流经下游很短一段管段即排入大气，若阀门2全开，传感器测量管内有可能未充满液体。有时候流程的流量较大能充满而仪表运行正常，流量减小就有可能液体不满而使仪表失常。

液体中含有气体   液体中泡状气体形成有从外界吸入和液体中溶解气体（空气）转变成游离状气泡两种途径。液体中含有气泡数量不多且气泡球径远小于电极直径，虽然减少了部分液体体积，但不会使电磁流量计输出晃动；较大气泡则因擦过电极能遮盖整个电极，使流量信号回路瞬间开路，则输出信号晃动更大。

液流中微小气泡在流动过程中会逐渐在高点或死角积聚，若电磁流量计装在管系高点，潴留气体减少传感器内液体流通面积而影响测量准确度，潴留较多时还会产生干扰信号；若传感器装在高点下游，高点积聚气体超过容纳量或因受压力波动，气体以泡状或片状随液体流动，遮盖电极而造成输出晃动。

外界吸入空气常见途径在给水公用事业方面主要有因江河原水含有气泡，或吸入口水位高度过低（通常要求有2～5倍以上吸入口直径的距离，视吸入流速而异）形成吸入旋涡卷进空气，在流程工业方面的配比混合容器搅拌时混入空气以及泵吸入端或关系其他局部产生密封不良的场所吸入空气等。这类故障在实践中也常会碰到。

液体中溶解空气分离或游离气泡   管系压力降低，原溶解的空气（或气体）会分离成游离气泡。例如充满液体管系二端阀门关闭，停止运行后逐渐冷却，由于热涨冷却，由于热膨胀系数不同，液体收缩比管系收缩大得多，管系中形成收缩空间，形成局部真空状态。液体中溶解空气便分离出来形成气泡，积聚于管系高点。重新启动，夹入气泡的液体流过电极表面就可能使电磁流量计输出晃动。这可能是管系启动运行初期电磁流量计输出晃动，然后趋于稳定的这一现象的原因之一。又如水在1个大气压0℃时最多可溶解约0.3％V/V空气，若在流程中水温升高，空气就会分离成游离气泡（到30℃时，最多只能溶解约0.15％），积聚起来也有可能出现故障现象。

3 外界电磁干扰

  检查流程图第3项。电磁流量计由于流量信号小易受外界干扰影响，干扰源主要有管道杂散电流、静电、电磁波和磁场。

管道杂散电流主要靠电磁流量计良好接地保护，通常接地电阻要小于10  （或100  ），不要和其他电机和电器公用接地。有时候环境条件较好，电磁流量计不接地也能正常工作。但是我们认为即使如此还是作好接地为妥。因为一旦良好环境条件不复存在，仪表出现故障，届时会影响使用，再作各种检查带来诸多麻烦。

有时候电磁流量计虽然良好接地，由于管道杂散电流过于强大（如电解工艺流程管线和有阴极保护管网）影响电磁流量计正常测量，此时却须将电磁流量传感器与其管道之间作电气绝缘隔离（参见案例12）。

静电和电磁波干扰会通过电磁流量计传感器和转换器间的信号线引入，通常若良好屏蔽（如信号线用屏蔽电缆，电缆置于保护铁管内）是可以防治的。然而也曾遇到强电磁波防治无效的实例，此时将转换器移近到传感器附近，缩短连接的信号电缆，或改用无外接电缆的一体型仪表（参见案例10）。

磁场干扰通常只有采取电磁流量传感器原理强磁场源。电磁流量计抗磁场的能力视传感器的结构设计而异，如传感器激磁线圈保护外壳由非磁性材料（如铝、塑料）制成，抗磁场影响的能力较弱，钢铁制成则较强。

4．论证核查液体物性

检查流程图第4项。液体物性中有三种因素会使输出晃动。它们是：（1）液体中含有固相颗粒或气泡；（2）双组分液体中二种液体电导率不同而未均匀混合，或管道化学反应尚未完全完成；（3）液体的电导率接近下限值。

   被测液体含有较多固体颗粒会像前文所述气泡一样，使流量信号出现尖峰脉冲状噪声等，造成输出晃动。固相若是粉状通常则不会形成输出晃动。

   在精细化工业、食品业、医药业和给水处理工程经常在液内加药液，而药液通常是由往复泵或膜片泵按主液流量成比例地注入。注入药液后的主液呈现有药液段和无药液段相间隔的段列，若两种电导率不同的液体没有混合均匀，其下游测量流量的电磁流量计输出就会呈现晃动。出现这种情况应将加液点移至下游，或将电磁流量计移至加液点移至下游，或将电磁流量计移至加液点上游；如果受现场条件限制或嫌改装工程量大，亦可在加液点下游装混合器补救之。但装静态混合器后液流将产生旋转流，有可能造成1％或以上的额外附加误差。然而与输出晃动无法测量相比，是权衡两弊取其轻的措施。

若混合液在管道内化学反应未结束就进入电磁流量计测量，也有可能出现输出晃动现象。这种情况下只能改变测量点位置，务使测量位置在混合点上游或远离混合段的下游。然而原理混合段的相隔距离需要很长，例如反应时间60s，液体流速3m/s，不考虑保险系数就要求相距180m。

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