1 引言

 

    我公司的凈化水、地表水、軟水和深井水大都采用電磁流量計進行計量，由于水資源的緊張，儀表的計量顯得更加重要，要求計量的準確性越來越高，通過對電磁流量計原理的了解及故障分析，我們能準確的避免故障的發生和出現故障后能夠盡快解決，使水計量達到一個新的水平。

 

    2 電磁流量計的原理

 

    電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。它的基本原理是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電動勢。導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內流動，與流動方向垂直的方向上產生與流量成比例的感應電勢，電動勢的方向按“弗來明右手規則”，其值如下式：

 

 

 

    3 電磁流量計運行期間的故障類型

 

    電磁流量計安裝并正常運行一段時期后會出現一些故障，常見故障原因有：流量傳感器內壁附著層，雷擊，線路的影響，電路板損壞，環境條件變化等因素。

 

    3.1 雷擊

 

    雷擊在線路中感應瞬時高電壓和電流，進入儀表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有4條引入途徑：電源線，傳感器與轉換器間的流量信號線、勵磁線和輸出4-20mA信號線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應高電壓和電流大部分是從控制室電源線路和輸出信號線引入的，其他兩條途徑較少。發生雷擊時，不僅電磁流量計出現故障，而且和它相連的計量前端也可能出現雷擊事故。因此使用時要做好各種防護措施。

 

    3.2 環境條件變化

 

    主要原因是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨接地保護可獲得滿意測量，但如遇管道有強雜散電流不一定能克服，須采取流量傳感器與管道絕緣的措施。空間電磁波干擾一般經信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護。

 

    3.3 內壁附著層

 

    由于電磁流量計測量污水、河水和凈化水時，含有懸浮物或污臟體，易出現內壁附著層而產生的故障。若附著層電導率與液體電導率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，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；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路，引起測量流量的減小。本公司就曾經出現過此類的故障現象。

 

    3.4 線路的影響

 

    由于線路受現場條件的影響，架設的線路可能出現被掛斷和挖斷的情況，導致電磁流量計不能正常計量。

 

    3.5 電路板損壞

 

    除雷擊以外，電源電壓過大，儀表進水或部件老化都可能引起電路板的損壞。

 

    4 流量測量值與實際值不符時的原因及檢查

 

    4.1 故障原因

 

    引起測量流量與實際測量不符的故障原因，大體上可歸納成以下5個方面。

 

    （1）轉換器參數設置不準確；

 

    （2）傳感器安裝位置不妥，未滿管或液體中含有氣泡；

 

    （3）未處理好信號電纜或使用過程中電纜絕緣下降；

 

    （4）傳感器下游流動狀況不符合要求；

 

    （5）傳感器極間電阻變化或電極絕緣下降。

 

    4.2 故障檢查和采取措施

 

    （1）復核轉換器參數值，檢查零點、滿度值。我公司就出現傳感器系數被修改的現象導致計量失真。

 

    （2）查管道充是否不滿管和含有氣泡。本類故障主要是管網工程設計不良或相關設備不完善所引起的，對傳感器進行改造。

 

    （3）檢查信號電纜系統。檢查連接電纜匹配是否適當？連接是否正確？絕緣是否下降？通常人們檢查電磁流量計測量流量不符的故障原因，往往忽視連接傳感器和轉換器之間的電纜系統，每個生產廠家生產的儀表對電纜的要求是不一樣的。例如經常遇到以下事例：①將所附整根電纜割斷后重新連接，使用一階段后連接處吸入潮氣，絕緣下降；②信號線末端未處理好，內屏蔽層、外屏蔽層和信號線相互間有短接，或與外殼短接；③不用規定型號（或所附）的電纜；（④電纜長度超過受液體電導率制約的長度上限；⑤液體電導率較低而傳感器和轉換器相距較遠，未按規定使用專用屏蔽電纜。

 

    4.3 調查傳感器上游流動狀況，檢查傳感器測量道內壁狀況

 

    （1）傳感器上游流動狀況常因受安裝空間限制，偏離規定要求，如無法滿足足夠長度的直管段，這些會引入影響測量準確的因素。特別是接近傳感器上游設置調節閥或未全開的閘閥，可以改動傳感器的安裝位置。（2）內壁存在淤積層或管壁被磨損，從而改變流通面積，影響測量值。這類故障的出現只有在運行一段時期后才會出現。流量傳感器上游流動狀況偏離要求的原因絕大部分是工程設計將傳感器安裝在不適當位置所致；但也發生過工程設計的安裝情況良好，但運行一段時間后，卻出現較大誤差。

 

    4.4 檢測電極與液體間接觸電阻和電極絕緣

 

    電極與液體接觸電阻主要取決于接觸面積和液體電導率。一般結構電極在測量電導率為5×10-6S/cm的蒸餾水時電阻值為幾百千歐，電導率為150×10-6S/cm的生活和工業用水約為幾十千歐，電導率為1×10-2S/cm的鹽水約為幾百歐。用萬用表在充滿液體時測量電極接觸電阻，雖然只是確定大體的值，卻是判斷管壁狀況較方便的方法。電磁流量傳感器的電極接觸電阻最好在新裝儀表調試時即測量并記錄在案，以后每次維護時均作測量（作分析比較測得各次電阻值，必須是用同一型號萬用表，同一測量檔的測量值），分析比較將有助于今后判斷儀表故障，省略從管道上卸下流量傳感器進行檢查。如所測電極接觸電阻值比以前增加，說明電極表面被絕緣層覆蓋或部分覆蓋；如比以前電阻值減少，說明電極和襯里表面附著導電沉積層。通常要求電極絕緣電阻大于100兆歐姆，若檢查結果確實是絕緣破壞，則只能調換傳感器。檢查電極絕緣的方法是先卸下流量傳感器，放空液體，用布擦干襯里內表面，并用電吹風機吹干。然后用500VDC兆歐表，分別測試兩電極對地電阻。然而絕緣下降的原因，往往是地接線柱等浸水受潮所致，有時候用電吹風排除潮氣即可恢復絕緣。

 

    5 小結

 

    近年來，面對日益緊張的水資源，對計量的準確度也在不斷提高要求。隨著電磁流量計的使用越來越廣泛，這就需要我們儀表維護人員對電磁流量計的故障判斷及檢查非常熟，能夠節省我們的工作時間，極大的提高我們的工作效率。