電磁流量計輸出晃動(dòng)檢查和采取措施

電磁流量計輸出晃動(dòng)檢查和采取措施

電磁流量計信號輸出晃動(dòng)大體上可歸納為五個(gè)方面故障原因，它們是：
1、流動(dòng)本身是波動(dòng)或脈動(dòng)的，實(shí)質(zhì)上不是電磁流量計的故障，僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況；
2、管道未充滿(mǎn)液體或液體中含有氣泡；
3、外界雜散電流等的電磁干擾；
4、液體物性方面（如液體電導率不均勻或含有較多顆粒/纖維的漿液等）的原因；
5、電極材料與液體匹配不妥。

 污水電磁流量計檢查程序:

 如上圖所示是檢查電磁流量計信號輸出晃動(dòng)的流程。先按流程全面考慮作初步調查和判斷，然后再逐項細致檢查和調試排除故障。
  流程所列檢查順序的先后原則是：
1、可經(jīng)觀(guān)察或詢(xún)問(wèn)了解毋須較大操作的在前，即先易后難；
2、按過(guò)去現場(chǎng)檢修經(jīng)驗出現頻度較高而今后可能出現概率較高者在前；
3、檢查本身的先后要求。若經(jīng)初步調查確認是后幾項故障原因，亦可提前作細致檢查。

管道式電磁流量計故障檢查和采取措施

本文分別討論上述五方面故障原因的檢查及采取的措施。

      1、流動(dòng)本身的波波動(dòng)（或脈動(dòng)）：檢查流程第1項。若流動(dòng)本身波動(dòng)，儀表輸出晃動(dòng)則是如實(shí)反映波動(dòng)狀況。檢查方法可在使用現場(chǎng)向操作人員和流程工藝人員詢(xún)問(wèn)或有否波動(dòng)源。管系流動(dòng)波動(dòng)（或脈動(dòng)）的原因通常有三個(gè)方面：（1）電磁流量計上游的流動(dòng)動(dòng)力源采用了往復泵或膜片泵（經(jīng)常用于精細化工、食品、醫藥和給水凈化等加注藥液），這些泵的脈動(dòng)頻率通常在每分鐘幾次到百余次之間；（2）儀表下游的控制閥流動(dòng)特性和尺寸選用不妥，從而生產(chǎn)獵振，這可觀(guān)察控制閥閥桿是否有振蕩性移動(dòng)；（3）其他擾動(dòng)源使流動(dòng)波動(dòng)，例如：電磁流量計上游管道中有否阻流件（如全開(kāi)蝶閥）產(chǎn)生旋渦（如渦街流量計旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的渦列，傳感器進(jìn)口端墊圈伸入流通通道，墊圈條片狀碎塊懸在液流中擺動(dòng)等等）。在有脈動(dòng)流動(dòng)源的管線(xiàn)上，要減緩其對流量?jì)x表測量的影響，通常采取流量傳感器遠離脈動(dòng)源，利用管流流阻衰減脈動(dòng)；或在管線(xiàn)適當位置裝上稱(chēng)作被動(dòng)式濾波器的氣室緩沖器，吸收脈動(dòng)。

       2、管道未充滿(mǎn)液體或液體中含有氣泡：檢查流程圖第2項，本類(lèi)故障主要是管網(wǎng)工程設計不良使傳感器的測量管未充滿(mǎn)液體或傳感器安裝不妥所致，應采取措施避免安裝如圖6-17（P296）所示a、e位置和以虛線(xiàn)管排放時(shí)b位置，改裝到c、d位置。A、傳感器下游無(wú)背壓或背壓不足，如裝在位置e，液流經(jīng)下游很短一段即排入大氣，若閥門(mén)2全開(kāi)，傳感器測量管內有可能未充滿(mǎn)液體。有時(shí)候流程的流量較大能充滿(mǎn)而儀表運行正常，流量減小就有可能液體不滿(mǎn)而使儀表失常。B、液體中含有氣體，液體中泡狀氣體形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉變成游離狀氣泡兩種途徑。液體中含有氣泡數量不多且氣泡球徑遠小于電極直徑，雖然減少了部分液體體積，但不會(huì )使電磁流量計輸出晃動(dòng)；較大氣泡則因擦過(guò)電極能遮蓋整個(gè)電極，使流量信號回路瞬間開(kāi)路，則輸出信號晃動(dòng)更大。C、液體中微小氣泡在流動(dòng)過(guò)程中會(huì )逐漸在高點(diǎn)或死角積聚，若電磁流量計裝在管系高點(diǎn)，潴留氣體減少傳感器內液體流通面積而影響測量準確度，潴留較多時(shí)還會(huì )產(chǎn)生干擾信號；若傳感器裝在高點(diǎn)下游，高點(diǎn)積聚氣體超過(guò)容納量或因受壓力波動(dòng)，氣體以泡狀或片狀隨液體流動(dòng)，遮蓋電極而造成輸出晃動(dòng)。D、外界吸入空氣常見(jiàn)途徑在給水公用事業(yè)方面主要有因江河原水含有氣泡，或吸入口水位高度過(guò)低（通常要求有2~5倍以上吸入口直徑的距離，視吸入流速而異）形成吸入旋渦卷進(jìn)空氣，在流程工業(yè)方面的配比混合容器攪拌時(shí)混入空氣以及泵吸端或管系其他局部產(chǎn)生密封不良的場(chǎng)所吸入空氣等。這類(lèi)故障在實(shí)踐中也常會(huì )碰到。E、液體中溶解空氣分離成游離氣泡管系壓力降低，原溶解的空氣（或氣體）會(huì )分離成游離氣泡。例如充滿(mǎn)液體管系二端閥門(mén)關(guān)閉，停止運行后逐漸冷卻，由于熱膨脹系數不同，液體收縮比管系收縮大得多，管系中形成收縮空間，形成局部真空狀態(tài)。液體中溶解空氣便分享出來(lái)形成氣泡，積聚于管系高點(diǎn)。重新啟動(dòng)，夾入氣泡的液體流過(guò)電極表面就可能使電磁流量計輸出晃動(dòng)。這可能是管系啟動(dòng)運行初期電磁流量計輸出晃動(dòng)，然后趨于穩定的這一現象原因之一。又如水在1個(gè)大氣壓0oC時(shí)可溶解約0.3%V/V空氣，若在流程中水溫升高，空氣就會(huì )分離成游離氣泡（到30oC時(shí)，只能溶解約0.15%），積聚起來(lái)也可能出現故障現象中含有氣體，液體中泡狀氣體形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉變成游離狀氣泡兩種途徑。液體中含有氣泡數量不多且氣泡球徑遠小于電極直徑，雖然減少了部分液體體積，但不會(huì )使電磁流量計輸出晃動(dòng)；較大氣泡則因擦過(guò)電極能遮蓋整個(gè)電極，使流量信號回路瞬間開(kāi)路，則輸出信號晃動(dòng)更大。C、液體中微小氣泡在流動(dòng)過(guò)程中會(huì )逐漸在高點(diǎn)或死角積聚，若電磁流量計裝在管系高點(diǎn)，潴留氣體減少傳感器內液體流通面積而影響測量準確度，潴留較多時(shí)還會(huì )產(chǎn)生干擾信號；若傳感器裝在高點(diǎn)下游，高點(diǎn)積聚氣體超過(guò)容納量或因受壓力波動(dòng)，氣體以泡狀或片狀隨液體流動(dòng)，遮蓋電極而造成輸出晃動(dòng)。D、外界吸入空氣常見(jiàn)途徑在給水公用事業(yè)方面主要有因江河原水含有氣泡，或吸入口水位高度過(guò)低（通常要求有2~5倍以上吸入口直徑的距離，視吸入流速而異）形成吸入旋渦卷進(jìn)空氣，在流程工業(yè)方面的配比混合容器攪拌時(shí)混入空氣以及泵吸端或管系其他局部產(chǎn)生密封不良的場(chǎng)所吸入空氣等。這類(lèi)故障在實(shí)踐中也常會(huì )碰到。E、液體中溶解空氣分離成游離氣泡管系壓力降低，原溶解的空氣（或氣體）會(huì )分離成游離氣泡。例如充滿(mǎn)液體管系二端閥門(mén)關(guān)閉，停止運行后逐漸冷卻，由于熱膨脹系數不同，液體收縮比管系收縮大得多，管系中形成收縮空間，形成局部真空狀態(tài)。液體中溶解空氣便分享出來(lái)形成氣泡，積聚于管系高點(diǎn)。重新啟動(dòng)，夾入氣泡的液體流過(guò)電極表面就可能使電磁流量計輸出晃動(dòng)。這可能是管系啟動(dòng)運行初期電磁流量計輸出晃動(dòng)，然后趨于穩定的這一現象原因之一。又如水在1個(gè)大氣壓0oC時(shí)可溶解約0.3%V/V空氣，若在流程中水溫升高，空氣就會(huì )分離成游離氣泡（到30oC時(shí)，只能溶解約0.15%），積聚起來(lái)也可能出現故障現象。

       3、外界電磁干擾：檢查流程圖第3項。電磁流量計由于流量信號小易受外界干擾影響，干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場(chǎng)。  管道雜散電流主要靠電磁流量計良好接地保護，通常接地電阻要小于10歐（或100歐），不要和其他電機和電器共用接地。有時(shí)候環(huán)境條件較好，電磁流量計不接地也能正常工作，但是我們認為即使如此還是作好接地為妥。因為一旦良好環(huán)境條件不復存在，儀表出現故障，屆時(shí)會(huì )影響使用，再作各種檢查帶來(lái)諸多麻煩。   有時(shí)候電磁流量計雖然良好接地，由于管道雜散電流過(guò)于強大（如電解工藝流程管線(xiàn)和有陰極保護管網(wǎng)）電磁流量計正常測量，此時(shí)卻須將電磁流量傳感器與其管道之間作電氣絕緣隔離。   靜電和電磁波干擾會(huì )通過(guò)電磁流量計傳感器和轉換器間的信號線(xiàn)引入，通常若良好屏蔽（如信號線(xiàn)用屏蔽電纜，電纜置于保護鐵管內）是可以防治的。然而也曾遇到強電磁波防治無(wú)效的實(shí)例，此時(shí)將轉換器移近到傳感器附近，縮短連接的信號電纜，或改用無(wú)外接電纜的一體型儀表。   磁場(chǎng)干擾通常只有采取電磁流量傳感器遠離強磁場(chǎng)源。電磁流量計抗磁場(chǎng)的能力視傳感器的結構設計而異，如傳感器激磁線(xiàn)圈保護外殼由非磁性材料（如鋁，塑料）制成，抗磁場(chǎng)影響的能力較弱，鋼鐵制成則較強。

       4、論證核查液體物性：檢查流程圖第4項，液體物性中有三種因素會(huì )使輸出晃動(dòng)。它們是：(1)液體中含有固相顆?；驓馀?；(2)雙組分液體中二種液體電導率不同而未均勻混合，或管道化學(xué)反應尚未*完成；(3)液體的電導率接近下限值。   被測液體含有較多固體顆粒會(huì )像前文所述氣泡一樣，使流量信號出現尖峰脈沖狀噪聲等，造成輸出晃動(dòng)。固相若是粉狀通常則不會(huì )形成輸出晃動(dòng)。   在精細化工業(yè)、食品業(yè)、醫藥業(yè)和給水處理工程經(jīng)常在主液內加藥液，而藥液通常是由往復泵或膜片泵按主液流量成比例地注入。注入藥液后的主液呈現有藥液段和無(wú)藥液段相間隔離的段列，若兩種電導率不同的液體沒(méi)有混合均勻，其下游測量流量的電磁流量計輸出就會(huì )呈現晃動(dòng)。出現這種情況應將加液點(diǎn)移至下游，或將電磁流量計移至加液點(diǎn)上游；如果受現場(chǎng)條件限制或嫌改裝工程量大，亦可在加液點(diǎn)下游裝混合器補救之。但裝靜態(tài)混合器后液流將產(chǎn)生旋轉流，有可能造成1%或以上的額外附加誤差。然而與輸出晃動(dòng)無(wú)法測量相比，是權衡兩弊取其輕的措施。    若混合液在管道內化學(xué)反應未結束就進(jìn)入電磁流量計測量，也有可能出現輸出晃動(dòng)現象。這種情況下只能改變測量點(diǎn)位置，務(wù)使測量位置在混合點(diǎn)上游或遠離混合段的下游。然而遠離混合段的相隔離距離需要很長(cháng)，例如反應時(shí)間60s，液體流速3m/s，不考慮保險系數就要求相距180m.  液體電導率若接近下限值也有可能出現晃動(dòng)現象。因為制造廠(chǎng)儀表規范規定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的低值，而實(shí)際條件不可能都很理想。有時(shí)就會(huì )遇到測量低度蒸餾水或去離子水，其電導率接近電磁流量計規范規定的下限值 5X10-6S/cm，使用時(shí)卻出現輸出晃動(dòng)。通常認為能穩定測量的電導率下限值要高1~2個(gè)數量級。   液體電導率可查閱附錄E或相關(guān)手冊，缺少現在數據則可取樣用電導率儀測定，但有時(shí)候也有從管線(xiàn)上取樣實(shí)驗室測定認為可用，而實(shí)際電磁流量計不能工作的情況。這是由于測電導率時(shí)的液體與管線(xiàn)內液體已有差別，譬如液體已吸收了大氣中CO2或NOx生成碳酸或硝酸，改變了電導率。   對于含有顆?；蚶w維液體產(chǎn)生的噪聲漿液，采取提高激磁頻率能有效地改善輸出晃動(dòng)。下表所示是頻率可調IFM3080F型DN300電磁流量計，測量濃度3.5%瓦楞紙漿，在現場(chǎng)以不同勵磁頻率測量所顯示瞬時(shí)流量晃動(dòng)量。當頻率較低為50/32Hz，晃動(dòng)高達10.7%；頻率提高到50/2Hz時(shí)，晃動(dòng)降低至1.9%，效果十分明顯。

      5、調查液體與電極材料匹配：檢查流程圖第5項.電極材料的選擇首先應考慮的是對被測液體的耐腐蝕性，若選配不妥產(chǎn)生電極表面效應會(huì )形成輸出晃動(dòng)等故障。電極表面效應包括電極表面生成鈍化膜或氧化膜等絕緣層以及極化現象和電化學(xué)等。介質(zhì)-電極材料匹配還沒(méi)有像耐腐蝕性那樣充足的資料可查，只有一些有限經(jīng)驗，尚待在實(shí)踐中積累。   A、鉭－水、堿等非酸液：鉭電極測量水流量時(shí)會(huì )形成絕緣層，使儀表失靈或運行一段時(shí)期后出現很大噪聲。在工藝流程中即使是極短時(shí)間鉭電極與水或“非酸”液接觸，如用清水沖洗管子，亦會(huì )影響儀表正常使用。氫氧化鈉等堿液亦不能選鉭電極。B、哈氏合金B－高濃度鹽酸：哈氏合金B對溫度濃度不高的鹽酸已有若干應用良好的實(shí)例。然而濃度超過(guò)某值時(shí)會(huì )產(chǎn)生噪聲，應改用鉭電極。硝酸、硫酸等酸液也有相似效應的實(shí)踐經(jīng)驗。    C、鉑－過(guò)氧化氫：鉑電極用于測量低壓過(guò)氧化氫（壓力低于0.3MPa）時(shí)，由于觸媒作用在電極表面產(chǎn)生氣霧，阻斷了電氣通路而影響工作。D、鉑－濃度大于10%的鹽酸：鉑電極對濃度大于10%的鹽酸會(huì )產(chǎn)生噪聲，當改用鉭電極。E、哈氏合金B－硫酸鋁溶液：水廠(chǎng)用硫酸鋁與原水混合以凝聚懸浮體。有時(shí)用哈氏合金B電極測量15%硫酸鋁溶液，出現輸出晃動(dòng)，后改用耐酸鋼電極即獲得滿(mǎn)意的結果。