摘要：本文分析(xī)了電磁流量計(jì) 的特點和工作(zuo)原理，介紹了其(qi)在日常工作中(zhong)經常發生的各(ge)種故障現象，并(bìng)詳細介紹了故(gu)障出現的原因(yin)，從儀表和工藝(yi)兩個方面分别(bie)給出了故障判(pàn)别方法和解決(jue)故障的方案。了(le)解電磁流量計(ji)的故障解決方(fāng)案，對其他流量(liang)計的故障診斷(duan)也有一定的借(jie)鑒意義。
0引言
　　電(diàn)磁流量計從20世(shì)紀50年代開始進(jìn)入工業應用階(jiē)段，至今已有70多(duō)年的曆史。目前(qián)在全世界範圍(wéi)内已得到廣泛(fan)而普遍的應用(yong)，特别是在儲存(cun)交接貿易總量(liang)計量和過程控(kòng)制流量測量中(zhong)被廣泛采用，應(yīng)用領域包括：水(shui)/污水、醫藥、化工(gōng)、造紙、食品等各(ge)個行業。根據管(guan)道的直徑分類(lèi)， 大口徑的電磁(cí)流量計 多應用(yòng)在給排水領域(yu)，中小口徑的電(dian)磁流量計大多(duo)數用于固液雙(shuang)相流體等難以(yǐ)測量的流體或(huo)更高要求的場(chang)合，小口徑和微(wei)小口徑的電磁(cí)流量計主要用(yong)在醫藥工業、食(shi)品工業、生物工(gōng)程等有對衛生(shēng)要求嚴格的場(chang)所。由于電磁流(liú)量計的性能優(yōu)越，當前電磁流(liú)量計使用台數(shu)在流量儀表諸(zhu)品種中穩居第(di)三位，并一直以(yi)較高的增長率(lü)持續增長[1]。
電磁(cí)流量計的功能(néng)十分強大，操作(zuo)也很簡單，其優(you)點有：
◇測量管内(nèi)無任何阻礙流(liú)體流動的部件(jiàn)，無壓力損耗，對(dui)直管段要求很(hen)低。
◇測量時不會(huì)受流體的黏度(dù)、密度、溫度、壓力(lì)和電導率等變(bian)化的幹擾。
◇管道(dao)的襯裏有PFA、PTFE、聚氨(ān)酯、硬橡膠等多(duō)種材質可供選(xuan)用。
◇電磁流量計(ji)的變送器部件(jiàn)可以提供直流(liu)和交流兩種模(mó)式供電，接線方(fang)式有二線制和(hé)四線制，非防爆(bào)型和防爆型，标(biāo)準型和經濟型(xing)等多種規格能(néng)滿足用戶的不(bú)同需求。
◇可靠性(xing)高，重複性好，每(mei)5年維護一次，其(qi)量程比可達1000:1。
1電(diàn)磁流量計的工(gōng)作原理
　　電磁流(liú)量計是根據法(fa)拉第電磁感應(yīng)定律來進行流(liu)量測量的，它可(kě)以測量具有一(yī)定電導率的流(liú)體，例如髒污液(ye)體、粘性液體、帶(dai)微粒、導電的腐(fǔ)蝕性液體和磨(mo)損懸浮液等流(liu)體的體積流量(liang)。電磁流量計由(yóu)電磁流量傳感(gan)器和電磁流量(liang)轉換器兩個部(bu)分組成，其工作(zuo)原理類似變壓(ya)器工作原理，即(jí)由電源向勵磁(cí)線圈供電，形成(chéng)勵磁電流，而勵(lì)磁電流經過線(xian)圈後産生感應(ying)磁場，導電的介(jiè)質通過該磁場(chǎng)切割磁力線，在(zài)與磁場和流體(tǐ)的流動方向垂(chui)直的方向上形(xing)成感應電動勢(shì)，在電極之間産(chan)生了和流體的(de)流動速度成正(zhèng)比的電位差信(xìn)号。在此過程中(zhong)被測流體的流(liu)量經過電磁流(liú)量傳感器轉換(huan)成了感應電動(dong)勢，接着由電磁(cí)流量轉換器把(ba)感應電動勢轉(zhuan)換成國際統一(yi)的4mADC～20mADC标準電流信(xìn)号輸出，方便進(jin)行控制和顯示(shi)。
2電磁流量計的(de)故障判斷及處(chu)理
　　電磁流量計(jì)盡管按組成的(de)環節不同可以(yi)分爲： 分體式電(dian)磁流量計 和 一(yī)體型電磁流量(liang)計 兩種結構，但(dàn)是兩種結構形(xíng)式的流量計故(gù)障現象和檢修(xiū)方法大緻相同(tong)。電磁流量計通(tong)訊的電壓信号(hào)一般爲2.5mV～8mV，如果流(liú)量較小時甚至(zhì)可能隻有幾微(wēi)伏。工作人員在(zai)檢查電磁流量(liang)計的故障時，應(yīng)該先檢查其顯(xian)示儀是否正常(cháng)顯示，按照顯示(shi)儀表→電磁流量(liang)轉換器→電磁流(liu)量傳感器→測量(liàng)管道的順序進(jin)行排查。如果是(shì)大口徑的電磁(cí)流量計，更換時(shi)工程量大，涉及(ji)面也廣，故需要(yao)反複檢查，根據(jù)每項檢查的結(jié)果來确定電磁(ci)流量計是否需(xū)要卸下更換或(huò)維修。
2.1儀表沒有(you)流量數值顯示(shi)
　　電磁流量計顯(xian)示屏無流量信(xìn)号輸出。
　　儀表本(ben)身原因可能有(you)：電源與導線連(lián)接發生問題；傳(chuan)感器或轉換器(qì)的内部元件有(yǒu)機械損壞。
　　工藝(yì)原因有：工藝管(guǎn)道内的流體改(gai)變了流動狀态(tài)，内壁附着層有(you)毛刺或凸出物(wu)等。可按如下方(fāng)法進行檢修：
1）仔(zǎi)細觀察儀表表(biǎo)盤顯示的故障(zhang)報警代碼，對照(zhao)說明書中的故(gu)障報警代碼介(jiè)紹，檢修故障。如(ru)果沒有故障報(bao)警，則依次檢查(chá)儀表電源是否(fǒu)正常，是否閉合(he)了儀表開關，儀(yi)表内的保險絲(si)是否燒毀，要判(pan)斷故障位置可(kě)選用萬用表的(de)電壓檔測量各(ge)部位的電壓。
2）如(rú)果電磁流量計(ji)供電沒問題，則(ze)檢測導線的連(lián)接，觀測信号電(diàn)纜與勵磁電纜(lan)之間的連接線(xian)是否松開。若松(song)開，需要用螺絲(si)刀擰緊螺釘；如(rú)果接線端子腐(fǔ)蝕或氧化，要重(zhong)新更換接線端(duān)子。
3）用 萬用表 檢(jiǎn)查端子或勵磁(cí)線圈的電阻、絕(jué)緣電阻是否正(zheng)常或下降，線圈(quan)是否斷路、短路(lu)。用萬用表測線(xiàn)圈端子之間的(de)電阻值，若電阻(zu)正常則在80Ω～1500Ω之間(jiān)，不同品牌的阻(zu)值略有不同。傳(chuán)感器電纜和端(duan)子盒的密封墊(nian)片磨損、内部進(jin)水或受潮都會(huì)導緻勵磁線圈(quān)的回路絕緣電(dian)阻小于100MΩ，可用吹(chuī)風機吹掃烘幹(gàn)。受潮的勵磁線(xian)圈如果可以拆(chāi)卸，可将其卸下(xia)後，放進烘箱調(diào)至低溫檔烘幹(gàn)。
4）安裝或更換傳(chuán)感器時，應使流(liu)體流動方向和(he)傳感器标注的(de)箭頭一緻，根據(jù)工藝要求決定(dìng)傳感器管道内(nèi)是否需要充滿(mǎn)流體。
5）如果污物(wù)附着在傳感器(qì)的襯裏層，會使(shǐ)其絕緣電阻下(xià)降。如果條件允(yǔn)許，可用小型手(shǒu)電筒照射拆開(kāi)後的傳感器内(nei)部，觀察是否有(you)污物。若現場條(tiáo)件不允許拆卸(xie)時，可以用數字(zi)萬用表測量電(diàn)極接觸電阻和(he)其極化電壓的(de)數值，從而間接(jiē)地判斷出襯裏(lǐ)層是否有污物(wù)。
2.1.1電極的接觸電(diàn)阻的測量
　　測量(liàng)電極的接觸電(diàn)阻，實質上是由(you)測得電極與地(di)之間的電阻，間(jiān)接判斷出電極(jí)與襯裏層之間(jiān)有無污物，給工(gong)作人員判斷儀(yí)表的故障原因(yīn)提供數值依據(ju)[2]。
　　若兩電極的接(jiē)觸電阻差值增(zēng)大，可能是其中(zhong)一隻電極的絕(jue)緣性能變差；若(ruo)某電極對地電(diàn)阻增加，可能是(shi)絕緣層覆蓋在(zai)該電極表面了(le)；若某電極對地(di)電阻變小，可能(néng)是有導電的堆(dui)積物附着在該(gāi)電極表面或襯(chèn)裏層。
　　測量電極(ji)接觸電阻時，應(ying)斷開傳感器的(de)連接，并在流體(tǐ)充滿管道時進(jin)行測量。要用同(tong)型号、同量程的(de)數字萬用表，如(ru)×100檔，紅色表筆應(ying)該接金屬管道(dào)或接地，黑色表(biao)筆接在電極上(shàng)；測量時，表筆接(jiē)觸端子後，應該(gai)立刻讀取萬用(yong)表上顯示的最(zuì)大值，沒必要多(duo)次測量，以免因(yīn)爲極化現象産(chan)生更大的測量(liàng)誤差。
2.1.2電極極化(hua)電壓的測量
　　将(jiāng)數字萬用表打(dǎ)到直流電壓的(de)2V檔位，測量兩個(gè)電極與地之間(jiān)的極化電壓，極(jí)化電壓一般在(zài)幾毫伏之間。如(ru)果兩次測量數(shù)值基本一緻，則(ze)說明沒有層積(jī)物覆蓋在電極(ji)上或者未被污(wū)染；若兩次測量(liang)數值不一緻，則(ze)說明有層積物(wù)覆蓋在電極上(shàng)或者電極已被(bèi)污染。
　　轉換器上(shàng)沒有流量數值(zhi)信号顯示，應先(xian)檢查轉換器和(hé)傳感器的連接(jiē)有無故障。如果(guo)傳感器正常，懷(huai)疑轉換器發生(sheng)故障時，可用正(zheng)常的線路闆替(tì)換檢查判斷。
2.2儀(yí)表示值爲最大(dà)值
　　出現這種故(gu)障，可能原因有(you)儀表本身原因(yin)和工藝上的原(yuán)因。
　　儀表本身的(de)原因有：接線錯(cuo)誤、連接導線故(gu)障、信号回路開(kai)路等；傳感器與(yu)轉換器匹配錯(cuò)誤；參數設置錯(cuò)誤。
　　工藝原因有(you)：設備的管道内(nei)無流體。
可用以(yǐ)下方法檢測：
1）采(cai)取對分檢查法(fǎ)，即将被檢測的(de)部分在中點進(jin)行分割，對此點(diǎn)前後兩部分分(fen)别進行檢查，例(li)如對轉換器前(qian)後進行分割檢(jian)查，從而縮小故(gu)障檢查範圍。
2）對(dui)電磁流量傳感(gǎn)器的輸出信号(hào)線3個端子短接(jiē)，流量顯示爲零(ling)，說明信号線正(zheng)常。若流量顯示(shì)仍爲最大值，需(xu)要繼續保持3個(gè)端子短接，測量(liang)轉換器3個連接(jie)端子的電阻大(da)小，從而判斷信(xin)号電纜是否正(zheng)常。
3）若信号電纜(lǎn)正常工作，再進(jìn)行其他檢查。測(cè)得兩電極的電(dian)阻值很大（數字(zi)萬用表）或者無(wú)窮大（指針萬用(yong)表），可能原因是(shì)液體沒有将傳(chuan)感器的電極浸(jin)泡，例如一隻電(dian)極或兩隻電極(jí)沒有接觸到液(yè)體。
2.3儀表示值偏(piān)低或偏高
　　原因(yin)可能是：校準設(shè)定電磁流量計(ji)的機械零點時(shi)，校準錯誤，沒有(you)注意工藝和現(xian)場的各種要求(qiú)，導緻傳感器的(de)安裝位置不對(duì)；安裝傳感器的(de)前、後直管段長(zhǎng)度不當；流體沒(mei)有充滿整個管(guǎn)道或有大量氣(qì)泡存在；電極阻(zu)值、電極的絕緣(yuán)電阻等發生改(gai)變；在設定轉換(huàn)器參數時，設置(zhi)錯誤。
　　工藝原因(yīn)有：管道内部的(de)流體流動狀況(kuang)不符合測量要(yao)求。
　　可按以下方(fang)法檢查和處理(lǐ)：
1）通過對比儀表(biao)測量的曆史數(shù)據和其他種類(lei)的流量計測量(liang)結果，再依據整(zheng)個工藝的物料(liào)守恒來大緻估(gu)算，确保工藝上(shàng)的數據與儀表(biao)測量的數據大(da)緻相同，這樣可(kě)以給工作人員(yuán)判斷和處理故(gù)障帶來方便。
2）電(dian)磁流量計如果(guǒ)出現測量數據(ju)不正确，應該首(shou)先檢查其傳感(gan)器和轉換器是(shì)否匹配，确定其(qí)直徑、測量範圍(wei)、單位等是否設(she)置正确。可通過(guo)輸入模拟信号(hao)給轉換器，檢查(cha)其零點及最大(da)值。
3）檢查導線與(yǔ)接線端口的連(lian)接是否松動，導(dao)線和電磁屏蔽(bi)的接零接地是(shi)否滿足工藝條(tiáo)件。用萬用表測(cè)量電極絕緣電(diàn)阻，測量時傳感(gan)器要求斷電。首(shou)先拆下傳感器(qi)，排空管道内的(de)液體，擦幹襯裏(li)内部，再用萬用(yong)表分别測量2支(zhi)電極與法蘭的(de)電阻值。若測量(liang)電極的絕緣電(diàn)阻>100MΩ則是正常；若(ruò)阻值<100MΩ，說明電阻(zǔ)受潮，需要用電(dian)吹風機調到熱(re)風檔對電極進(jin)行烘幹，使其阻(zǔ)值變大。
4）傳感器(qì)受工藝介質的(de)幹擾最大，允許(xu)拆卸傳感器時(shi)，需要對其内壁(bi)吹掃和清理，認(ren)真檢查其内壁(bì)是否有毛刺、凸(tū)起和雜物，它們(men)都會導緻電極(ji)絕緣電阻降低(dī)，使測量數值發(fā)生偏差。
2.4儀表顯(xiǎn)示值波動
　　電磁(cí)流量計電壓信(xìn)号很小，在2.5mV～8mV之間(jian)，流量小時可能(néng)隻有幾微伏左(zuǒ)右，故容易受外(wài)界靜電、電磁波(bō)、磁場等幹擾的(de)影響。
　　儀表自身(shēn)的原因有：接線(xian)端口與導線老(lǎo)化，電路闆鏽蝕(shi)緻使接觸不良(liang)，電子元件脫焊(han)、虛焊等。工作人(rén)員在安裝傳感(gǎn)器時不細緻，擋(dang)住流體通道截(jié)面産生了渦流(liu)現象。
　　工藝原因(yīn)有：往複式壓縮(suo)泵的出口流量(liang)出現脈動特性(xìng)。
　　設計和安裝不(bú)正确也會導緻(zhi)傳感器示值波(bo)動明顯，可按如(rú)下方法進行檢(jian)查和處理：
1）克服(fú)電磁幹擾最有(yǒu)效的措施就是(shi)良好的接地，傳(chuán)感器接地阻值(zhi)要<100Ω。管道上如果(guǒ)出現了雜散電(dian)流，也會影響傳(chuan)感器的正常顯(xian)示，可采取增設(shè)新的接地點來(lái)消除，位置要求(qiu)在原接地外側(cè)幾米處。信号線(xiàn)一定要用匹配(pèi)對應的電纜，盡(jìn)量減少傳感器(qì)與轉換器的傳(chuan)輸距離，這樣可(ke)以減小靜電和(hé)電磁波對儀表(biǎo)數值産生的幹(gàn)擾。若波動故障(zhàng)一直存在，可以(yi)嘗試将分體式(shi)儀表變更爲一(yi)體式。
2）儀表的電(diàn)氣線路接觸不(bu)良會導緻顯示(shì)時而正常時而(ér)波動，可采取撥(bo)動或搖動電纜(lǎn)，輕敲轉換器的(de)外殼等手段檢(jiǎn)查轉換器的接(jiē)線和接線端子(zǐ)是否牢固，進一(yī)步觀察儀表顯(xiǎn)示的示數是否(fou)變化。
3）第2）步中的(de)各項檢查若正(zheng)常，需要到現場(chǎng)繼續檢查傳感(gan)器、線路的連接(jiē)狀态，插座是否(fǒu)腐蝕。如果傳感(gan)器接線盒内部(bu)受潮或激磁線(xian)圈的絕緣電阻(zǔ)明顯下降，可用(yong)電吹風機吹幹(gan)水份。
4）脈動的流(liú)體如往複泵輸(shū)送的液體，會導(dǎo)緻顯示數值上(shàng)下波動，可以通(tong)過将傳感器的(de)安裝位置遠離(lí)脈動源，利用管(guan)道自身阻力減(jian)弱脈動流體幹(gan)擾。若管道因爲(wèi)條件有限，長度(du)不夠長，須在傳(chuan)感器前加裝濾(lü)波器或緩沖器(qì)來削弱脈動。傳(chuan)感器的安裝位(wèi)置不當，會使測(ce)量管道内出現(xiàn)氣體、氣泡或液(yè)體不能充滿整(zhěng)個管道等現象(xiang)，這些都會導緻(zhi)儀表顯示出現(xiàn)波動[3]。
2.5儀表的零(líng)點不穩
無流量(liàng)時，顯示的零點(diǎn)不穩定。
　　儀表本(ben)身原因有：儀表(biao)機械零點沒有(you)校驗；儀表絕緣(yuan)電阻改變；傳感(gan)器沒有很好地(dì)接地，受到外界(jie)電磁幹擾等。
　　工(gong)藝原因有：管道(dao)内的流體中含(hán)有小氣泡或者(zhe)沒有充滿整個(ge)管道。可采用如(ru)下方法檢驗：
1）接(jie)線端子絕緣電(diàn)阻、信号電纜或(huò)電極絕緣電阻(zǔ)變小都會使信(xin)号測量回路的(de)電阻下降。導線(xiàn)連接處和儀表(biǎo)表殼密封圈不(bú)牢固，會導緻發(fā)生洩漏，此時工(gong)作現場的濕氣(qì)、粉塵、水霧就會(huì)乘虛入侵至電(dian)纜保護層内和(he)儀表接線盒内(nei)，使其絕緣電阻(zu)下降。
2）被堆積物(wù)覆蓋的和已污(wu)染了的傳感器(qì)電極，也會出現(xiàn)零點不穩定的(de)故障。檢查前，必(bì)須在流體充滿(man)整個管道時，測(ce)量電極的接觸(chu)電阻，然後在排(pái)淨流體，再次測(cè)量其電阻。
絕緣(yuan)電阻的測量參(can)數要求如下：
①滿(man)管時，先拆下信(xin)号電纜線，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量電極與接地(di)點的電阻大小(xiao)，兩電極接觸電(diàn)阻之差應在10%～20%範(fan)圍内，若超出該(gai)範圍，就會引起(qi)儀表零點不穩(wen)。
②空管時，拆下傳(chuán)感器及相關電(diàn)纜線後，先擦淨(jing)傳感器内表面(miàn)的水滴，幹燥完(wán)全後，測量每個(gè)電極與接地點(dian)電阻，絕緣電阻(zǔ)必須要>100MΩ。
3）儀表不(bu)能和電動機或(huo)其他電器設備(bèi)共用接地點，接(jie)地電阻要<100Ω。周圍(wei)有大功率電機(ji)、變頻器、電焊機(ji)等電器設備時(shí)，也會導緻原來(lai)正常顯示的儀(yi)表突然出現零(líng)位不穩定的故(gu)障，需要移動到(dào)其他位置避免(miǎn)幹擾。
3總結
　　 檢查(chá)電磁流量計的(de)故障，原則上是(shi)先工藝後儀表(biǎo)。工藝上的複雜(za)多變都會使流(liu)量測量出現誤(wu)差，因此應該先(xian)排除工藝上的(de)問題後，再對流(liu)量儀表進行檢(jiǎn)查和處理。檢查(chá)變送器或轉換(huàn)器故障時，要先(xian)檢查現場儀表(biao)及各種附件，例(li)如供電電源、接(jiē)線、安全栅等，還(hái)要檢查法蘭和(he)殼體接地等。流(liu)量數值的各種(zhong)不正常現象，都(dōu)是先檢查零點(diǎn)，再檢查參數設(shè)置、導壓管、安裝(zhuang)位置等。熟悉了(le)檢查順序，再加(jia)上不斷地總結(jie)歸納，電磁流量(liang)計的故障就可(kě)以被迅速地排(pái)除。

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