电磁流量计使用中的常见故障一般可以分为两种类型:安装调试时出现的故障(调试期故障)和正常运行时出现的故障(运行期故障)。
一、调试期故障调试期待故障一般出现在仪表安装调试阶段,一经排除,在以后相同条件下一般不会再出现。常见的调试期故障一般由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。
一般由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。
1)安装方面通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障,常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点;或安装在自上而下的垂直管上,可能出现排空;或传感器后无背压,流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
2)环境方面通常主要是管道杂散电流干扰,空间强电磁波干扰,大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果,但如遇到强大的杂散电流(如电解车间管道,有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V),尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护。
3)流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作,但随着气泡的增大,仪表输出信号会出现波动,若气泡大到足以遮盖整个电极表面时,随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。
低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时,也将产生浆液噪声,使输出信号产生波动。
测量混合介质时,如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量,也将使输出信号产生波动。
电极材料与被测介质选配不当,也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量。应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料。
(2)运行期故障运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障,常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。
1)传感器内壁附着层由于电磁流量计常用来测量脏污流体,运行一段时间后,常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层,则电极回路将出现断路,仪表不能正常工作;若附着层电导率显著高于流体电导率,则电极回路将出现短路,仪表也不能正常工作。所以,应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
2)雷电打击雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流,使仪表损坏。它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入,尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。
3)环境条件变化在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源),流量计工作正常,此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。在这种情况下,一旦环境条件变化,运行期间出现新的干扰源(如在流量计附近管道上进行电焊,附近安装上大型变压器等),就会干扰仪表的正常工作,流量计的输出输出信号就会出现波动。一般由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。
1)安装方面通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障,常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点;或安装在自上而下的垂直管上,可能出现排空;或传感器后无背压,流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
2)环境方面通常主要是管道杂散电流干扰,空间强电磁波干扰,大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果,但如遇到强大的杂散电流(如电解车间管道,有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V),尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护。
3)流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作,但随着气泡的增大,仪表输出信号会出现波动,若气泡大到足以遮盖整个电极表面时,随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。
低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时,也将产生浆液噪声,使输出信号产生波动。
测量混合介质时,如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量,也将使输出信号产生波动。
电极材料与被测介质选配不当,也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量。应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料。
(2)运行期故障运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障,常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。
1;传感器内壁附着层由于电磁流量计常用来测量脏污流体,运行一段时间后,常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层,则电极回路将出现断路,仪表不能正常工作;若附着层电导率显著高于流体电导率,则电极回路将出现短路,仪表也不能正常工作。所以,应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
2;环境条件变化在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源),流量计工作正常,此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。在这种情况下,一旦环境条件变化,运行期间出现新的干扰源(如在流量计附近管道上进行电焊,附近安装上大型变压器等),就会干扰仪表的正常工作,流量计的输出输出信号就会出现波动。
3;雷电打击雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流,使仪表损坏。它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入,尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。
容积式流量计是一种利用机械测量元件把流体连续不断的分割成单个的体积部分,根据计量室不断地充满和排放该部分流体的次数来测量流体体积总量,以计量液体总体积量的流量计称为液体容积式流量计。由于它具有性能稳定、准确度高、量程比宽、测量范围广等特点,因此被广泛地用于液体石油产品的流量计量,作为贸易结算的主要计量器具。由于计量空间体积和齿轮比常数均为定值,所以流量计的误差和流量之间的关系是受单位时间内漏流量的影响的。因此了解漏流量变化的原因对提高液体容积式流量计检测准确度是很有必要的。
1、机械磨损影响
一般新的流量计经一段时间磨合,齿轮各处间隙适合,漏流量是比较小的。流量计在使用2~3年后,齿轮的长期相互运动会造成齿轮端部磨损,间隙变大,漏流量也就变大。因此对于频繁使用的流量计要经常进行检测,对磨损的齿轮进行及时更换,保证流量计的正常运行。
2、温度影响
当温度上升时,流量计的齿轮之间的间隙会变大,流量计的漏流量也会变大,但是还要考虑由于温度上升计量空间的体积也变大,介质受热膨胀等原因。
3、压差影响
当流量计的进出口之间的压力差很小,齿轮转速低,这时的漏流量就会比较大。当流量计的了的进出口之间的压力太大时,齿轮回转力巨大,转速太高,漏流量也会增加,误差也较大,因此只有将进出口压力控制在合适的范围内,流量计的漏流量才能控制到最小。
4、介质粘度影响
介质的粘度变化时,漏流量也会发生明显变化,粘度增大时,漏流量小,误差小,粘度减小时,漏流量大,误差大。因此也规定了检测用介质和流量计实际使用的介质粘度要一致。如用其他介质进行检测时,要注意引入的误差不能超过流量计误差限的三分之一。
因此,漏流量变化对液体容积式流量计的示值误差产生着很大影响,而引起漏流量变化的原因也很多,我们在检测过程中要认真分析漏流量变化的原因,特别要注意介质粘度变化、温度变化,流量计前后压差等因素,将这些影响控制在合理的范围内,确保检测结果的准确、可靠。
在石化、化工、电力、冶金、市政、制药等行业,流量测量的技术难度和复杂程度都相当高,研究流量测量对于提高产品质量、降低企业的经营成本、解决节能环保起到重要作用。
电磁流量计具有无阻力,无压损的优点,可以充分减小管道内的阻力,符合节能降耗的要求,因而电磁流量计在业界得到广泛的重视。
不过虽说电磁流量计具有上述优点,而且在可靠性和稳定性方面都比多数其它种类的流量计要好许多;
但在实际使用过程中,还是会发生一些问题,电磁流量计在工程应用中需要注意的要点。
1变送器要选择在任何时候测量导管内都能充满液体的位置进行安装,以防止由于测量导管内没有液体而产生指针不在零点引起的错觉。
是垂直安装,减少由于液体流过在电极上产生气泡而造成的误差。
若水平放置时,流量计的两个电极必须保持在同一个水平面上,为了防止沉淀物或在管顶的空气令它绝缘。
2如有需要,可以让管放空,内置的空管检测线路,会停止累计和流量的信号输出。
3在有阳极保护的管道里流动的流体,安装电磁流量计时,要遵循下面几点:
为了让流体能够良好接地,要使用地环;传感器跟管道连起来时,法兰之间要有绝缘垫,螺杆上也要用上绝缘套。
4当电磁流量计安装在已接地的金属管道上,通过电磁流量计变送器上的接地端子实现系统电势平衡,即通过截面积不小于6mm2的铜芯电线连接至接地端子上;
当电磁流量计安装在未接地的金属管道上,2个法兰均通过截面积至少为6mm2的铜芯电线与管道法兰相连接,并接地;将变送器或传感器接线盒连接至接地端子上,实现系统电势平衡;
当电磁流量计安装在塑料管道或带绝缘内衬的管道上,通过附加接地环实现系统电势平衡,接地环通过截面积至少为6mm2的铜芯电线连接至接地端子上。
5电磁流量变送器应安装在室内干燥通风处,避免安装在环境温度过高的地方,不应受强烈振动,尽量避开具有强烈磁场的设备;
如大电机,变压器等,避免安装在有腐蚀性气体的场合,安装地点便于检修,这是保证变送器正常运行的环境条件。
6为了保证电磁流量变送器测量管内充满被测介质,变迭器垂直安装,流向自下而上,尤其是对于液固两相流,必须垂直安装。
若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面。
7电磁流量变送器两端应装阀门和旁路。
8电磁流量变送器的电极所测出的几毫伏交流电势,是以变送器内液体电位为基础的。
为了使液体电位稳定并位变送器与流体保持等电位,以保证稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,转换器外壳也应接地,接地电阻不能大于10欧姆,不能与其它电器设备的接地线共用。
如果不能保证变送器外壳与金属管道良好接触,应用金属导线将它们连接起来,再可靠接地。
9为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输,不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内,信号电缆长度一般不得超过30m。
10转换器安装地点应避免交、直流强磁场和振动,环境温度为-20~50℃,且不能含有腐蚀性气体,相对湿度不大于80%。
11为了保证电磁流量计的正常运行,减少测量误差,电磁流量计前后应符合一定的直管段要求。根据JJG 1033-2007《电磁流量计核定规程》测试标准要求,通常前直管段应达到10D,后直管段应为5D。
12安装位置。电磁流量计可以垂直、水平安装,但推荐垂直安装,且被测流体是自下而上流动。也可以水平安装,但要使两电极在同一水平面上。
水平安装时要保证在何时测量导管都充满液体。
在主管线是垂直管线时,一般情况下,要求水流是自下而上,尽量不要自上而下。后者容易引起流量波动比较大。
安装除满管以外,这点也是很重要的,其次就是前后直管道的距离了。选择便于维修,活动方便的地方。
流量计应安装在水泵后端,决不能在抽吸侧安装:阀门应安装在流量下游侧。
13由于电磁流量计测量的是微弱电势,需排除一切外界干扰才能准确测量,因而良好的接地是保障电磁流量计稳定工作的必要条件。
通常接地是通过接地环或传感器内的参考电极和管路系统的接地连接来实现。
14流量计的安装地点要远离一切磁源(如大功率电机、变压器等)。
15与其它流量计一样,电磁流量计也有防护等级,通常一体式的防护等级为IP65,分体式的为IP68(针对传感器而言),如果客户对仪表安装环境有要求,安装地点在地下阴井或其它一些潮湿的地方,建议客户选用分体式的。以免选错对仪表造成损害。
16电磁流量计可以测腐蚀性液体,但定货初期客户要正确提供其它测量介质属性;
以免选型时对电极选型上的错误,导致传感器在后期使用过程中报废,给客户带来不便和经济上的损失。
17电磁流量计虽说可靠性比较好,一般情况下不会损坏,但由于其原理决定,传感器电极表面一直和液体接触,时间久了,电极表面比较容易受污染。
所以电磁流量计一般情况下,客户有条件拆的情况下,建议一年到一年半之间拆出来清洗一次电极以保证流量计整机的测量精度。
任何仪器仪表都是需要“保养”的,电磁流量计也不例外。
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