涡街流量计
电磁流量计作为当前流程工业广泛使用的流量计, 在运行中的故障判别方法受到了国内外使用者的关注。德国化工测量与调节技术标准化委员会NAMUR 曾在电磁流量计使用者和制造者中间作过电磁流量计在应用过程中主要故障及其成因的统计, 就调查结果汇总了8 种典型故障, 并按故障发生而影响电磁流量计使用的重要程度撰写VDI- NAMUR- WIB 2650 导则, 其中的第3 部分2..2 节为电磁流量计的故障在线诊断要求( 如表1 所列) , 包含了实际应用中的大多数故障类型。作者根据多年实践, 对电磁流量计的这些常见故障的成因、检测判别方法以及对故障的处理方式作简要阐述, 仅供广大读者参考。表1 .. 电磁流量计的故障在线诊断要求优先程度典型的故障1 液体中含有气泡2 电极腐蚀2 电导率过低3 衬里变形3 电极结垢4 外部磁场或电场4 电极短路( 金属颗粒)。
1 液体中含有气泡的现象
液体中含有气泡的现象导致测量不准或测量值波动( 输出波动)。成因: 液体中泡状气体的形成有从外界吸入和液体中溶解气体( 空气) 转变成游离状气泡两种途径。若液体中含有较大气泡, 则因擦过电极时能遮盖整个电极, 使流量信号输入回路瞬间开路, 导致输出信号出现晃动。判别方法: 最简单的判别方法是当遇到晃动时, 切断磁场的励磁回路电流, 如果此时仪表依然有显示且不稳定时, 说明大多是由于泡影响造成。如果此时以指针式万用表测量电极电阻, 可测量到电极的回路电阻要比正常时高, 但该测试需要靠专业人员长期积累的测试经验和数据。图1更换安装位置解决方法: 对于被测介质中含有空气的情况, 如果判断是由安装位置引起的, 如因电磁流量计装在管系高点而潴留气体或外界吸入空气造成流量计晃动的话, 更换安装位置是最彻底的解决方法, 如图1 所示, 在管线最低点或采用U 型管安装。但很多应用情况是口径较大或者安装的位置不易改换, 建议在流量计上游安装集气包和排气阀, 如图2 所示。一台DN2200 口径的电磁流量计, 因气泡造成显示的晃动约可达20~ 50%, 在安装了排气装置后, 测量即恢复正常。安装有排气装置的智能电磁流量计。
2非满管
非满管现象可以看作液体中含有气泡的一种极端情况。成因: 液体未充满管道可分为液面高度高于测量电极水平面或低于水平面两种情况。当管内液面高于电极水平面时, 若管系的前后直管段比较理想时, 电磁流量计的测量大多能够稳定, 但流量计所计量的液体体积包含了管内的气体体积, 故这种测量存在着很大的测量误差。当管内液面高度低于电极表面时, 此时电极在空气中, 测量回路实际处于开路状态。电磁流量计的测量值和输出处于一种随机的状态, 不停地晃动或是满度。非满管的情况多出现在靠流体自流或流量计后无任何背压的直接排放口, 例如在污水行业经常遇到。判别方法: 可采用前述气泡判别的方法, 此时以指针式万用表测量电极电阻, 可发现电极的回路电阻明显变高, 若以水对比, 国产MF30 万用表以1K 的量程测量, 所测得的阻值不会大于100k , 大于此值, 可绝对判定电极回路异常, 在排除电缆开路的前提下, 判定空管是可信的。如果条件允许的话, 还可观察流量计后端液体排放口( 如图3 所示) , 当排放出的液体明显不充满即可判断电磁流量计安装为非满管。腐蚀后的电极解决方法: 在流量计安装时尽量避免出现非满管的情况。如前面提及的在管线最低端安装或有意将流量计安装在U 型管道。另外, 现在市场上已有能够在非满管情况下测量的智能电磁流量计。
3 电极腐蚀
现象: 在排除气泡的因素后有因电极腐蚀而造成测量值晃动的情况, 且都以传感器失效而告终。成因: 由于电极材料的选择不当造成电极为被测液体所腐蚀, 从而导致流量计输出晃动。图5 IFC300 噪声采样图判别方法: 由于电极材料不耐腐蚀所造成的故障只有在电极被腐蚀后才会表现出来, 之前通常无法判别。电极一旦被腐蚀后, 所造成的结果如图4 示( 右边图6.. IFC300 噪声放大计算方法为完好的电极, 左边是腐蚀后的电极) 。对此的解决方法, 只有更换新的电极。传统的电极腐蚀故障诊断处理都属于事后维护处理的方法。当前市场上最新的电磁流量计从因电极腐蚀形成的电极噪声入手, 对电极腐蚀形成的噪声进行分析处理, 从而给出量化的腐蚀判断依据。如OPTIFLUX 的IFC300 电磁流量计可经过噪声量化处理软件对流量测量信号中夹杂的噪声信号进行分离处理, 当噪声信号超过预设值时即报警
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