測膠水電磁流量計常見故障形成（chéng）原因（yīn）及（jí）處理措（cuò）施

要說目前在工業生（shēng）產流程中使用*廣泛的流量計品種（zhǒng），測（cè）膠水電磁流量計可算一種，該流量計因其獨特的優點，受（shòu）到（dào）廣大用戶的青睞，特（tè）別是在測量各類水基介質的流量過程中，更是得到了大量的應用。測膠水電磁流量計作為一種智能化的精密（mì）數字儀（yí）表，運行過（guò）程中（zhōng）會（huì）受（shòu）到各種不利因素的影響，而導致其運行產生故障。如何準確地對儀表的故障（zhàng）因素進行辨別（bié）與判定，一直受到男內外（wài）使用者以及研發生產企業的關注。德國化工（gōng）測量與調節（jiē）技術標準化委員會NAMUR就曾經就測膠水電磁流（liú）量計（jì）使用者和製造者中間作過測膠水電磁流量計在應用過程（chéng）中主要故障及其成因的統計（jì）, 根據其調查結（jié）果一共總結了8 種典型流量計故障, 同時（shí）按照故障發生而影響測膠水電磁流量計使用的重要程度（dù）撰寫（xiě）VDI- NAMUR- WIB 2650 指導原則，關（guān）於測膠水電磁流量計的故障在線（xiàn）診斷要求列表如下(見表1 所示) , 此表格包含了實際（jì）應用中會遇到的（de）絕大多數故障類型。凱（kǎi）銘儀表（biǎo）科（kē）技有限公司是專業（yè）生產測膠水電磁流量計的廠家，根據多年實踐, 對（duì）測膠水電磁流（liú）量計的（de）這些常見故障的（de）成因、檢測判別方法以及對故障的處理方式作簡要闡述, 僅供廣大讀者（zhě）參考。

優先程度	典型的故障
1 2 2 3 3 4 4	液體中含有氣（qì）泡 電*腐蝕 電（diàn）導率過低 襯裏變形 電*結垢 外部幹擾磁場或電場 電*短路（金屬顆粒）

一、測（cè）量液體介質（zhì）含（hán）有氣泡的現象
液體中含有氣泡的現象導致測量不準（zhǔn）或測量（liàng）值波動( 輸出波動)。成（chéng）因: 液體中泡狀氣（qì）體的形成有從外界吸入和液體（tǐ）中溶解氣體( 空氣) 轉變成遊離狀氣泡（pào）兩種途徑。若液體中含有（yǒu）較大氣泡, 則因擦過電*時能（néng）遮蓋整個電*, 使流量（liàng）信（xìn）號輸（shū）入回路（lù）瞬間開路, 導致（zhì）輸出信號出現晃動。判別方法: *簡單的判別方法是當遇到晃動時, 切斷磁場的勵磁（cí）回路電（diàn）流, 如果（guǒ）此時儀表依然有顯示且不穩定時, 說明大多是由於泡影響造成。如果此時以指針式萬用表測量電*電阻, 可測量到電*的回路電阻要比正常時高, 但該測試需要靠專（zhuān）業人員（yuán）長期積累的測試經驗和數據（jù）。圖1更換安裝位置解決方法: 對於（yú）被測介質（zhì）中含有（yǒu）空（kōng）氣的情況（kuàng）, 如果判斷是由安裝位置引起的, 如因測膠水電磁流量計裝在（zài）管係高點而瀦留（liú）氣體或外界吸入空氣造成流量計晃動的話, 更換安裝位置是*徹底的解決方法, 如圖1 所示, 在管線*低點或采（cǎi）用U 型管安裝。但很多應用情況是口徑較大或者安裝的（de）位置（zhì）不易改換, 建議在流量計上遊安裝集氣包（bāo）和排氣閥（fá）, 如圖2 所示。一台DN2200 口徑的測膠水電磁流量計, 因氣泡造（zào）成顯示的晃動約可達20~ 50%, 在安裝了排氣裝置後, 測量即恢複正常。安裝有排氣裝置的智能測膠（jiāo）水電磁流量計。

二、測量（liàng）管道處於（yú）非滿管（guǎn）狀態
非滿管現象可以（yǐ）看作液體中含有氣泡的一種*端情況。成因: 液體（tǐ）未充滿管道可（kě）分為液麵高度高於測量電*水平麵或低（dī）於水（shuǐ）平麵兩種情況。當管內液麵高於電*水平麵時, 若管係的前後直管段（duàn）比較理想時, 測膠水電磁流量計（jì）的（de）測量大多能夠穩定（dìng）, 但流量（liàng）計所計量的液體體積包含了管內的氣體體積, 故這種測量存在著很大的測量誤差。當管內液麵高度低於電*表麵時, 此時（shí）電*在空氣（qì）中, 測量回路（lù）實（shí）際處（chù）於開路狀態。測（cè）膠水電磁流量計（jì）的測量值和輸出處於一種隨機的狀態, 不停地晃動或是滿度。非滿管的情況（kuàng）多出現在靠流體自流或流量計後（hòu）無任何背壓的直接（jiē）排放口, 例如在汙水行（háng）業經（jīng）常遇到。判別方（fāng）法: 可采（cǎi）用前述氣泡判別的方法, 此時以指針式萬用表測量電*電阻（zǔ）, 可發現電*的回路（lù）電阻明顯（xiǎn）變高, 若以水對比, 國產MF30 萬用表以1K 的量程測量, 所測得（dé）的阻值不會大於（yú）100k , 大於此值, 可絕對判定電*回路異（yì）常（cháng）, 在（zài）排除電纜開路（lù）的前提下, 判定空管是可信的。如果條件允許的話, 還可觀察流量計後端液體排放口（kǒu）( 如圖3 所示) , 當排放出的液體（tǐ）明顯不（bú）充滿即可判斷（duàn）測膠水電磁流量計（jì）安裝為非滿管。腐蝕後的電*解決方法: 在流（liú）量計（jì）安（ān）裝時盡量避免出現非滿管（guǎn）的情況。如前麵提及的在管線*低端安裝或有意將（jiāng）流量計安裝在U 型管道。另外, 現在市場上已有能夠在非滿管情況下測量的智能測膠水電磁流量計（jì）。
三、測膠水電磁流量計的測量電*腐蝕
現象: 在排除氣泡的因素後有因電*腐蝕而造成測量值晃動的情況, 且都以傳感器失（shī）效而告終。成因: 由於電*材料的選擇不當造成電*為被測液體所腐蝕, 從（cóng）而導致流量計輸出晃動。圖5 IFC300 噪聲采樣圖判別方法（fǎ）: 由於電*材料不耐腐蝕（shí）所（suǒ）造成的故障隻有在電*被腐（fǔ）蝕（shí）後才會表現出來, 之前通常無法判別。電*一旦被腐蝕後, 所（suǒ）造成的結果如圖4 示( 右邊圖6.. IFC300 噪聲放大計算方法（fǎ）為完好的電*, 左邊是腐蝕後的電*) 。對此的解決（jué）方法, 隻有更換新的電*。傳統的電*腐蝕故障診斷處理都屬於事後維護處理的方法。當前市場上*新的測膠水電磁流量計從因電*腐蝕形成（chéng）的電*噪聲入手, 對電（diàn）*腐蝕形（xíng）成的噪聲進行分析處理, 從而給出量化的腐蝕判斷依據（jù）。如OPTIFLUX 的（de）IFC300 測膠水電（diàn）磁流量計可經過噪聲量化處理軟件（jiàn）對（duì）流量測量信號中夾雜的噪聲信號（hào）進（jìn）行分離處理, 當噪聲信號（hào）超過預設（shè）值時即報警( 如圖5 和圖6 所示) 。
四、測（cè）膠水電磁（cí）流量計的電*結垢及電*短路
現象: 電*短路（lù）的判別比較簡（jiǎn）單, 若被測（cè）介質中含有金屬物（wù）質時, 電*短路較易診（zhěn）斷, 此時測量（liàng）值明顯偏小或趨於零。但這種現象在日常運行中（zhōng）並不多見。因測膠水電磁流量計經常應用於原水和汙水等計量環境, 電*結垢的發生幾率較高。當電*結垢（gòu）時, 表現為信號逐漸減小, 直至絕緣而使得信號（hào）回路開路, 此時流量信號被隔絕（jué）。成因: 當被測介質的粘度較高時, 易（yì）在（zài）管壁（bì）附著和沉澱（diàn）, 若附著的介質是比被測液（yè）體電導（dǎo）率（lǜ）高的（de）導電物質, 則（zé）信號電（diàn）勢被分流而不能工作, 即電*短路, 若是非導電層, 就是我們日常（cháng）所說的電*結垢, 則使電*開路而不能工作。判別方法: 令附著層的附加示值誤差為..E, 則（zé）..E = 2 1+ ..w ..f + 1- ..w ..f 1- 2t d - 1 式中: t 為附著層厚度; d 為測量管內徑; ..w 、..f 分別為附著層、液體電導率。若附著於襯裏管壁異物層（céng）為氧化鐵鏽層, 或以金（jīn）屬為主要成份的染料, 其電導率大（dà）於液體電導率, 測得的流（liú）量值將比實際流量值低; 若為（wéi）碳酸鈣等水垢層, 其電導率低於液體（tǐ）, 測得的流量值將低於實際（jì）流量。若附著（zhe）層電導率與液（yè）體相同, 按式計算附（fù）加誤差為零, 但此隻局限於附著層厚度小的條件, 譬如2t/ d 要小於（yú）10%, 因為相同流量有（yǒu）附著層時流通截麵積（jī）減小, 但平均流速增加, 相互間可抵消, 也隻能（néng）說附（fù）加誤差可忽略。解決方法: 建議選用不（bú）易附著的尖形或半球形突出電*、可更換式電*、刮刀式清垢電*等。刮刀式電*可在傳感器外（wài）定期手動刮除沉垢。也有暫時（shí）斷開測量（liàng）電路, 在電*間通以短時間（jiān）的低（dī）壓大電流, 焚燒清除油脂類附著層。易產生附著層的場合采用提高流速以達到自清（qīng）掃管（guǎn）壁的目的是一個比較有效的方法, 當然采用易清（qīng）洗的管道連接是一個比較徹底的方法。
五、測膠（jiāo）水電磁流量計所測量介質的（de）電導率過低（dī）
現象: 電（diàn）導率（lǜ）低於閾值( 下限（xiàn）值) 會產生測量誤差直至不能穩定工作, 使用時出現晃動現象, 電導率超過閾值即使再變（biàn）化時, 此時測量的示（shì）值誤差幾乎恒（héng）定。通常儀表製造廠規範（fàn）中規定的下限值是指（zhǐ）在較理想的條件下可測量的*低值, 而實際使用條件（jiàn）不可能都很理想。例如（rú）當測膠水電磁流量（liàng）計規範中規定的下限值（zhí）為5..S/ cm, 實際使用時即出現（xiàn）輸出（chū）晃動。圖7.. 接液電阻測量圖8.熱擴散現象判別方法: 液體電導率可查閱附錄或有關手冊, 若（ruò）缺少現（xiàn）成數（shù）據時, 則可用電導率儀取樣測定。但有時候現場並不（bú）配備電導率儀, 因此, *簡單的方法可以（yǐ）用萬用表測出液體的接液（yè）電阻, 再用同樣的方法測試現（xiàn）場普通（tōng）自來水的接液電阻, 比較兩者的（de）測試結果, 若介質的接液電阻比自來水大一個數量級, 此時介質的電（diàn）導率約為30~ 50..S/ cm( 自來水一般為30~ 50..S/ cm) 。由於接液電阻和電導率是反比（bǐ）關係, 所以直接以所測得（dé）的接液電（diàn）阻的大小進（jìn）行（háng）判別（bié）也可以。下式即是（shì）一接液電阻的經驗公式R = 1..d 式中: 為液體電導率, d 為電（diàn）*直徑。如當（dāng）液體（tǐ）電導率為5 -10- 6..S/ cm, 電*直徑1cm 時, 接液電阻R 計算得200k..。所以任何接液電阻值大於該（gāi）值的液體都可認（rèn）為液體電導率（lǜ）過低不適合使用常規的測膠水電磁流量計。解決方法: 電導率過低超出了儀表所容許的測量範圍, 此（cǐ）時**的解決方法是選用其它能滿（mǎn）足要求的低電導率測膠水電磁流量計( 如電容式（shì）測膠水電磁流量計) 或者是其它原理的流量計。
六、測膠水（shuǐ）電（diàn）磁流量計的襯裏變形
現象（xiàng）: 測量不準確或傳感器（qì）損壞。成因: 襯裏變形, 大多發生在氟塑（sù）料的襯裏, 造成這種現象的原因有（yǒu）兩種: 一是蒸氣滲透引起氟塑料襯裏的熱擴散現象( 如圖8 所示（shì）) , 所謂熱擴散是當管道內介質( 氣體或蒸（zhēng）氣) 流過氟塑料襯裏時（shí）所發生的自然的物理現象, 通常（cháng）滲透的程度主（zhǔ）要取決於（yú）襯裏材料、液體和蒸氣的類型、襯裏的厚度( 當襯裏的厚度增（zēng）加時滲透程度則（zé）相應減小) 、襯裏內外的溫差( 當襯裏內外（wài）溫差（chà）很大時滲透則加（jiā）劇（jù）) 和管道壓力等多個因素。二是氟塑料襯裏特別（bié）是聚四氟( PTFE) 襯（chèn）裏本身的工藝結構, 因為聚四氟與管壁間僅靠壓貼, 無粘結力, 故不能用於負壓（yā）管道。如圖9 所示為在（zài）高溫應用場合（hé）管道瞬時形成負壓後的襯裏變形。隔（gé）熱（rè）絕緣措施判別方法: 襯裏變形在現場一般無法（fǎ）判別, 現（xiàn）用的判斷方法是, 在實際應用過程（chéng）中（zhōng）發覺流量誤差較大時, 即將傳（chuán）感（gǎn）器從工藝管道（dào）上（shàng）拆下後以肉（ròu）眼觀察, 但此時襯裏的故障往往已經形成。解決方法: 隔熱絕緣的方法如（rú）圖 所示, 法蘭和線圈盒間增加（jiā）隔熱措施, 減小溫差、減小熱擴散, 這將在很大（dà）程度上改善襯裏（lǐ）內外溫差（chà）情況, 從而降低滲（shèn）透（tòu）率和蒸汽在測量管壁內的凝聚（jù）; 加厚聚四氟( PTFE) 襯裏厚度; 提供（gòng）其它形式的襯裏, 如PFA 和陶瓷襯裏。
七、外部強電磁場對於測膠水電磁流量（liàng）計的幹擾
現象: 測膠水電磁流量計信號失真, 輸出信號表現為非線性或信號晃動。成（chéng）因: 由於流量信號小易受外界影響, 而源主要（yào）有管道雜散電流、靜電、電磁（cí）波和（hé）磁場等。測膠水電磁流量計的設（shè）計製（zhì）造應符合電（diàn）磁兼（jiān）容性要求, 在（zài）規定輻射電磁場環境下能正常工作。但現場應用表明, 強磁場( 如在電解廠和較大的電融爐附近) 會導致磁場回路飽和及外部磁場進入測膠（jiāo）水電磁流量計的磁場回（huí）路並形成雜散磁場而影響輸出的線性度。電場則是由於噪聲破壞測量管內的電勢平衡造成（chéng）輸出信號波動異常。判別方法: 當輸出信號表現為非線性時, 可通過專用的模擬信（xìn）號儀來判斷, 如測（cè）膠水電磁流量計轉換器的輸出為線性, 可判別為外界的磁場影響, 反之也有可能是測膠水電磁流量計本身的電器故障。對電場, 可在先不加激磁電流時用示波器測量兩*間的電勢, 其值應為零, 如（rú）測得有交流電勢, 則可判別為漏電流等電場。解決方法（fǎ）: 防止磁場, 通常隻有將電磁（cí）流量（liàng）傳感器的安裝位置遠離強磁場源。強電場的（de）防止, 可采（cǎi）取增強（qiáng）屏蔽等措施。如仍無效, 則可將電磁流量傳感器與連接管道絕緣, 如圖11 所示。圖（tú）11 中, V1 和V2 為接地線( 由製造廠提供) ; PE 為功能接地線（xiàn）, 用戶自備; D1、D2、D3 為（wéi）密封墊片; E 為接地環; Y 為接（jiē）線盒或信號轉換器; L 為連接導線, 其（qí）截麵積..4mm2; I 為所有連接部分外（wài）部絕緣; F、PF 為法蘭。這一措施也適用於有陰*保護電流或雜散電流（liú）的管道, 作為試排除管道電流影響的方法，傳感器與連接管道的絕緣（yuán）連接圖
八、傳輸電纜的故（gù）障（zhàng）
現象: 反映測（cè）膠水電磁（cí）流量計在運行一段時間後( 一般不（bú）是新裝用表) , 出（chū）現工作異常（cháng）, 具體表（biǎo）現為測量值（zhí）變大或變小（xiǎo）, 或者是（shì）不停地波動（dòng）, 且經現場檢查已排除管道不滿管、介質含氣等上述現象的可能性。成因: 這類問題的產生與用戶的安裝、維護不當有關。由於管道絕大多（duō）數（shù）是埋（mái）敷（fū）在地下, 傳感器（qì）具有IP68 防護結構, 轉換器安裝在（zài）儀表（biǎo）箱或室內（nèi）, 兩者通過電纜（lǎn）連（lián）接。由於地麵沉陷等現場情況的變化, 傳感器和轉換器的相對安裝（zhuāng）位置有（yǒu）了變動, 或者是因故而移動了儀表的安裝位置而引起電纜的短缺, 施工單位或是用（yòng）戶簡單地用電纜予以續接加（jiā）長(如圖12 所示) , 並未徹（chè）底做好電纜接頭處的防潮( 防水) 等處理, 且接頭處常用絞接的方法連接。使用日久, 如果恰逢該接（jiē）頭處於一個潮濕的環境, 如儀表井、電纜溝等, 潮氣侵入電纜接頭, 可能造成以下一些（xiē）故障: 12 信號線對地（dì）絕緣下降, 引起信號衰減（jiǎn）, *終是測量結果偏小。信號電（diàn）纜（lǎn）連接處接觸電阻變大, 使測量值變小, 若該接觸電阻不穩定, 則測量值無法穩定（dìng）, 且易（yì）引入。勵磁線圈對地絕緣下降, 造成測量結果偏小，勵磁回路電纜連接處（chù）接觸電阻變大, 使轉換器的勵磁回路處（chù）於非恒流工作區域, 勵磁（cí）電（diàn）流下降, 同（tóng）樣造成測（cè）量結果（guǒ）偏小。若（ruò）該接觸電阻不穩定, 則（zé）測量值出現波動。信（xìn）號線、勵磁線（xiàn）對地絕緣性能（néng）下降（jiàng）, 使得測量結果遠大（dà）於正常的數據。如這種不穩定（dìng）, 對儀（yí）表的影響也變化不定, 繼而出現波動。信號電纜、勵磁電纜兩個連接頭相靠較近, 就會產（chǎn）生耦合作用。通常（cháng）能使實際運行結果增（zēng）大幾成（chéng）, 此時（shí）儀表的零點變化就是（shì）由引（yǐn）起的。

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