電磁流量計故障分析探討

電磁流量計在使用中發生的故障可以歸納為調試期故障和運行期故障兩大類。調試期故障通常由安裝不妥、環境干擾以及流體特性影響等原因引起；運行期故障一般由流量傳感器內壁積聚附著層、雷擊和環境條件變化等因素引起。本文針對常見的故障現象進行分析探討，并通過實際案例提出相應的整改措施。

隨著各行業自動化水平的不斷提高，電磁流量計廣泛應用于各種導電液體的流量測定，在自控系統中起著重要作用。同時在其安裝使用和維護方面出現的問題越來越多，如何準確地對流量計進行故障診斷，是保證生產平穩運行的關鍵。電磁流量計在使用中故障可分為兩種類型：一是初始安裝調試時出現的故障，二是正常運行一段時期后相繼出現的故障。接下來將詳細進行分類探討故障原因和應對措施。

1 .調試期故障分析

本類故障主要出現在電磁流量計初始安裝調試期，經過排查整改措施之后，在相同條件下一般不會再度出現同類問題。常見調試期故障主要有設備安裝不妥、環境干擾、流體特性影響三大方面的原因。

1.1 設備安裝因素

通常是指電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，如下圖所示將流量傳感器安裝在易積聚氣體的管網高點 a；流量傳感器后無背壓，液體徑直排入大氣，形成其測量管內非滿管 e；裝在自上向下流的垂直管道 b，可能出現排空。應將傳感器的位置安裝到 c 或者 d 的位置，另外安裝點必須滿足前直管段至少為5D，后直管段至少為3D（D為管道直徑）。

1.2 環境條件因素

主要是管道系統存在電流干擾，電磁波干擾，以及磁場干擾等。管道電流干擾通常采取良好單獨接地保護即可，但如遇管道有強電流（如電解車間管道等）并不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施，才能隔離強電流對傳輸信號的影響。空間電磁波干擾一般是經信號電纜引入，通常采用單層或多層蔽電纜便可防止干擾。

1.3 流體特性因素

由電磁流量計的測量原理可知，液體中含有氣泡會直接影響測量數據的準確性。當含有均勻分布的細小氣泡時，所測得的體積流量是液體和氣體兩者之和；當氣泡增大會使輸出信號出現波動，若氣泡大到能遮蓋整個電極表面，會使電極信號回路瞬時斷開，輸出信號將產生更大波動。另外液體中含有固體超過一定含量時將產生漿液噪聲，輸出信號亦會有一定程度的波動。當兩種或兩種以上不同電導率的液體作管道混合工藝時，在混合未均勻前即進入流量傳感器內部測量，輸出信號亦會出現一定程度的波動。電極材質的選擇必須根據被測介質的特性來選擇，搭配不當容易產生鈍化或氧化等化學作用，電極表面形成絕緣膜，從而影響正常數據的測量。

2. 運行期故障分析

經初期調試并正常運行一段時期之后出現的常見故障有：流量傳感器內壁附著層，雷電擊，環境條件變化等。

（1）內壁附著層。電磁流量計在使用一段時間后，其內壁可能會出現附著層，這個與被測介質的粘稠度有關。若附著層電導率與液體電導率相近時，不會影響信號的正常輸出，只是介質的流通面積變小了，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導率附著層，電極間電動勢將被短路，此時的輸出信號將為零；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路，儀表將無法正常工作。（2）雷電擊。雷電擊是指在線路中感應瞬時高電壓和浪涌電流。主要由三條途徑引入：一是供電線路；二是流量計的信號線；三是勵磁線。因雷擊引起的感應高電壓和浪涌電流大部分是從控制室的電源線路引入的，其他兩條途徑較少[3]。因此在流量計安裝之前，必須對使用環境進行分析，盡量避免安裝在容易遭雷擊的地方。（3）環境條件變化。電磁流量計的周圍環境發生了變化，主要包括電磁場干擾、空間電磁波、管道強電流等。例如一臺接地保護并不理想的電磁流量計，調試期因無干擾源，儀表可以運行正常，然而在運行期出現新干擾源影響儀表正常運行，會出現輸出信號大幅度的波動。

3 .實際案例分析

2015 年我司工作人員發現某個流量計的數據有異常現象。具體表現為：瞬時流量值明顯偏小，且在低流速時出現反向流量。技術人員判斷故障是由傳感器或者轉換器以及線路部分等因素引起，通過以下幾個方面進行排查：Ⅰ.檢查傳感器的勵磁線圈和電極的參數，包括勵磁線圈電阻、勵磁線圈絕緣阻值、電極對地阻值、電極間阻值；Ⅱ.核對轉換器的相關設置參數，并用模擬信號發生器檢查儀表的工作狀態；Ⅲ.觀察周圍有無信號干擾源，或者其他環境條件變化。***終發現勵磁線圈的絕緣阻值比標準值明顯偏低，且出現不對稱的共模電壓，形成差模信號影響正常的測量。經查詢相關的維修檔案，對該傳感器的井下線路駁接口重新處理并加裝密封膠之后，該流量計數據恢復正常。近年來，我司多臺流量計出現勵磁線圈絕緣阻值明顯下降的情況，大部分是由于線路駁接口的密封膠出現老化現象，從而影響到信號的穩定性。另外我國南方處于雷雨高發地區，做好防雷措施顯得相當重要。我司主要采取了以下幾個方面的措施：一、新裝流量計前對周圍環境進行評估，避開容易引雷擊的高壓線鐵塔、通訊信號基站、戶外大型廣告牌支架等設施；二、盡量選用直流供電的流量計轉換器，減少因使用交流電而竄入雷擊電流的可能性；三、傳感器與儀表箱如距離較遠，需獨立鋪設防雷地網。

4 .結束語

電磁流量計發展到今天，越來越趨于智能化、一體化和小型化。本文針對電磁流量計在使用過程中的各種故障進行分類探討，在日常維護工作中注意以上幾個內容，才能保證電磁流量計精度高、測量范圍寬的優點，平穩高效地服務于各行業的生產。