电磁流量计故障分析探讨
电磁流量计故障分析探讨
电磁流量计在使用中发生的故障可以归纳为调试期故障和运行期故障两大类。调试期故障通常由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起；运行期故障一般由流量传感器内壁积聚附着层、雷击和环境条件变化等因素引起。本文针对常见的故障现象进行分析探讨，并通过实际案例提出相应的整改措施。
随着各行业自动化水平的不断提高，电磁流量计广泛应用于各种导电液体的流量测定，在自控系统中起着重要作用。同时在其安装使用和维护方面出现的问题越来越多，如何准确地对流量计进行故障诊断，是保证生产平稳运行的关键。电磁流量计在使用中故障可分为两种类型：一是初始安装调试时出现的故障，二是正常运行一段时期后相继出现的故障。接下来将详细进行分类探讨故障原因和应对措施。
1 .调试期故障分析
本类故障主要出现在电磁流量计初始安装调试期，经过排查整改措施之后，在相同条件下一般不会再度出现同类问题。常见调试期故障主要有设备安装不妥、环境干扰、流体特性影响三大方面的原因。
1.1 设备安装因素
通常是指电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，如下图所示将流量传感器安装在易积聚气体的管网高点 a；流量传感器后无背压，液体径直排入大气，形成其测量管内非满管 e；装在自上向下流的垂直管道 b，可能出现排空。应将传感器的位置安装到 c 或者 d 的位置，另外安装点必须满足前直管段至少为5D，后直管段至少为3D（D为管道直径）。
1.2 环境条件因素
主要是管道系统存在电流干扰，电磁波干扰，以及磁场干扰等。管道电流干扰通常采取良好单独接地保护即可，但如遇管道有强电流（如电解车间管道等）并不一定能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施，才能隔离强电流对传输信号的影响。空间电磁波干扰一般是经信号电缆引入，通常采用单层或多层蔽电缆便可防止干扰。
1.3 流体特性因素
由电磁流量计的测量原理可知，液体中含有气泡会直接影响测量数据的准确性。当含有均匀分布的细小气泡时，所测得的体积流量是液体和气体两者之和；当气泡增大会使输出信号出现波动，若气泡大到能遮盖整个电极表面，会使电极信号回路瞬时断开，输出信号将产生更大波动。另外液体中含有固体超过一定含量时将产生浆液噪声，输出信号亦会有一定程度的波动。当两种或两种以上不同电导率的液体作管道混合工艺时，在混合未均匀前即进入流量传感器内部测量，输出信号亦会出现一定程度的波动。电极材质的选择必须根据被测介质的特性来选择，搭配不当容易产生钝化或氧化等化学作用，电极表面形成绝缘膜，从而影响正常数据的测量。
2. 运行期故障分析
经初期调试并正常运行一段时期之后出现的常见故障有：流量传感器内壁附着层，雷电击，环境条件变化等。
（1）内壁附着层。电磁流量计在使用一段时间后，其内壁可能会出现附着层，这个与被测介质的粘稠度有关。若附着层电导率与液体电导率相近时，不会影响信号的正常输出，只是介质的流通面积变小了，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路，此时的输出信号将为零；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路，仪表将无法正常工作。（2）雷电击。雷电击是指在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流。主要由三条途径引入：一是供电线路；二是流量计的信号线；三是励磁线。因雷击引起的感应高电压和浪涌电流大部分是从控制室的电源线路引入的，其他两条途径较少[3]。因此在流量计安装之前，必须对使用环境进行分析，尽量避免安装在容易遭雷击的地方。（3）环境条件变化。电磁流量计的周围环境发生了变化，主要包括电磁场干扰、空间电磁波、管道强电流等。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计，调试期因无干扰源，仪表可以运行正常，然而在运行期出现新干扰源影响仪表正常运行，会出现输出信号大幅度的波动。
3 .实际案例分析
2015 年我司工作人员发现某个流量计的数据有异常现象。具体表现为：瞬时流量值明显偏小，且在低流速时出现反向流量。技术人员判断故障是由传感器或者转换器以及线路部分等因素引起，通过以下几个方面进行排查：Ⅰ.检查传感器的励磁线圈和电极的参数，包括励磁线圈电阻、励磁线圈绝缘阻值、电极对地阻值、电极间阻值；Ⅱ.核对转换器的相关设置参数，并用模拟信号发生器检查仪表的工作状态；Ⅲ.观察周围有无信号干扰源，或者其他环境条件变化。***终发现励磁线圈的绝缘阻值比标准值明显偏低，且出现不对称的共模电压，形成差模信号影响正常的测量。经查询相关的维修档案，对该传感器的井下线路驳接口重新处理并加装密封胶之后，该流量计数据恢复正常。近年来，我司多台流量计出现励磁线圈绝缘阻值明显下降的情况，大部分是由于线路驳接口的密封胶出现老化现象，从而影响到信号的稳定性。另外我国南方处于雷雨高发地区，做好防雷措施显得相当重要。我司主要采取了以下几个方面的措施：一、新装流量计前对周围环境进行评估，避开容易引雷击的高压线铁塔、通讯信号基站、户外大型广告牌支架等设施；二、尽量选用直流供电的流量计转换器，减少因使用交流电而窜入雷击电流的可能性；三、传感器与仪表箱如距离较远，需独立铺设防雷地网。
4 .结束语
电磁流量计发展到今天，越来越趋于智能化、一体化和小型化。本文针对电磁流量计在使用过程中的各种故障进行分类探讨，在日常维护工作中注意以上几个内容，才能保证电磁流量计精度高、测量范围宽的优点，平稳高效地服务于各行业的生产。