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1、,电磁流量计常见故障分析蔡 武 昌二00四年十二月,一、故障类型,第一类故障,仪表本身结构件或元器件损坏引起的,第二类故障,（外界原因引起的）,按发生期分析,调试期出现故障,运行期出现故障,按故障源头分析,1.管道系统和安装方面,2.环境方面,3.流体方面,二、调试期故障,初始装用调试时出现一经改进排除，同样条件下不会再现管道系统和安装方面,流量传感器安装在易滞留气体的场所（如管网高点）流量传感器安装在非满管场所：无背压，液体径直排入大气；自上向下流的垂直管道上 与管道连接不善：内径差别过大（）；轴线偏心过大；垫圈凸入通道 管系吸入气体,二、调试期故障,2.环境方面,强磁场 强电磁波 管道杂散
2、电流过大，接地不善,3.流体方面,液体中含有固相，形成浆液噪声 液体中含有游离气体 液体与电极材料失配，产生电极表面效应 电导率不均匀或接近阈值，形成输出波动或出现流动噪声,三、运行期故障,运行一段时期后出现：,流量传感器内壁附着层雷电击环境条件变化,四、常见故障现象,无流量信号输出输出信号晃动零点不稳定流量测量值与应用参比值不符输出信号超满度值,显示仪表（或流量积算仪）,转换器,传感器,管道,图 1 故障检查流程,检查方向,信号传递方向,五、无流量信号输出检查,五个方面的原因：,电源未通等电源方面的故障连接电缆（励磁回路，信号回路）系统方面故障液体流动状况方面故障传感器零部件损坏或测量内壁附
3、着层引起等方面的故障转换器元器件损坏方面的故障,电磁流量计无流量信号输出检查流程,开始,查电源,电源是否通电？,否,1,是,查熔丝和各级电源,2,查连接电缆,3,励磁电缆是否通？,信号电缆是否通？连接是否正确？,是,A,熔丝是否完好？,励磁电源等各级电源是否完好？,是,是,否,调换,否,修理,是,否,更正,否,接通,查流动与传感器箭头方向一致性（单向流量）,4,电磁流量计无流量信号输出检查流程（续）,是,A,方向一致？,B,否,更正,查管内液体充满性,是,是否充满？,否,换装到完全充满的位置,5,查励磁线圈完好性,6,是,线圈是否通？绝缘是否良好？,否,排除之；调换或送制造厂修理,查信号端子对
4、地电阻（用万用电表）,7,0-之间,B,0还是？,用兆欧表测绝缘电阻,不是,电阻是否100M？,是,9,卸下管线，查衬里附着层,10,否,是否有导电层？,修复之,电磁流量计无流量信号输出检查流程（续）,卸下管线，查衬里附着层,有无绝缘附着层？,用兆欧表复测电阻是否100M,无,是,有,清除,否,排除降低绝缘环节，或换传感器,8,查转换器放大电路和后续电路,端子绝缘是否好？,否,是,电极泄漏，换传感器,是,清除之,六、输出晃动检查,五个方面故障原因：,流动本身是波动或脉动的管道未充满液体或液体中含有气泡外界杂散电流等的电磁干扰液体物性方面（如液体电导率不均匀或含有较多颗粒/纤维的浆液等）的原因电
5、极材料与液体匹配不妥,电磁流量计输出晃动检查流程,开始,检查安装电磁流量传感器的管系是否有脉动流动扰动源？,流动动力源是否为往复泵或膜片泵？,是,加装气容室和阻流件以减缓脉动量；增加仪表阻尼量,1,否,下游控制阀是否出现猎振？,是,改善控制阀控制特性,否,是否有其他产生波动的扰动源？,有,有针对性排除扰动源,无,A,调查管内液体是否充满？液体是否含有气泡？,管内是否充满液体？,否,2,是,液体内是否含有气泡？,是,传感器上游装气体分离器（又称消气器）或自动排气阀,否,A,传感器处于水平安装位置或垂直安装自上向下流动位置应特别注意，改换到能完全充满的位置，例如垂直安装自下而上流动的位置,传感器下
6、游设置集气包和手动排气阀，以便于检查确认,检查传感器是否良好接地？管道有否杂散电流干扰？有否空间强电磁波或强磁场干扰？,传感器接地是否完善？,否,3,是,传感器及相邻管道实现接地10 以下；连接于绝缘管道或防腐衬里管道时，在传感器两端加装接地环或接地短管,B,电磁流量计输出晃动检查流程（续）,电磁流量计输出晃动检查流程（续）,检查管道是否有杂散电流等干扰？,是,移去干扰源；如不能实现1，进一步加强接地，例如在原接地外侧若干米增加新接地点；如在电解工艺管道或有阴极保护电流管道上，有大杂散电流，实现2仍不能克服，则可采用传感器与管道绝缘的措施,否,传感器附近有否大功率变压器等强磁场源？,有,改变安
7、装位置，远离强磁场源,无,分离型仪表检查是否有空间电磁波引入？,是,信号电缆完善屏蔽接地，外套保护铁管；转换器移近传感器，缩短信号电缆或改用无外接信号线的一体型仪表,否,B,C,电磁流量计输出晃动检查流程（续）,论证检查液体物性,是否为浆液，浆液内颗粒含量过多？,是,提高励磁电流频率，从常用50/8Hz提高到50/2Hz或更高，或用双频励磁；改用导电橡胶等低噪声电极材料；换用电容电极检测或双频励磁仪表,4,否,液体电导率是否均匀？,否,传感器改装到均匀的场所，如避开邻近加药点和未充分管道化学反应段下游；如不能实现1，加装静态管道混合器；提高频率、时间常数,是,液体导电率是否过低？,是,改用电容
8、电极检测仪表（电导率比传统仪表降低两个数量级），或改用大面积电极传感器；提高频率时间常数；电导率接近仪表规定下限时，要尽可能降低流速,否,C,D,电磁流量计输出晃动检查流程（续）,调查液体与电极材料匹配,所测液体与电极材料之间是否会产生电极表面效应？,是,电极表面若产生（1）化学反应效应；（2）电化学和极化现象；（3）触媒作用形成气雾，则换用其他电极材料,5,否,D,结束,七、零点不稳定检查,五个方面故障原因：,管道未充满液体或液体中含有气泡；主观上认为管系液体无流动而实际上存在微小流动；受杂散电流等外界干扰传感器接地不完善；液体方面（如液体电导率均匀性，电极污染等问题）的原因；信号回路绝缘下
9、降,电磁流量计零点不稳定检查流程,开始,调查管内液体是否充满？液体是否含有气泡？,测量管内是否充满液体？,否,传感器处于水平安装或垂直安装自上向下流动位置时，应特别注意。改换到能完全充满的位置，例如垂直安装自下而上流动的位置,1,是,液体内是否有气泡？,是,传感器上游装气体分离器（又称消气器）或自动排气阀,否,传感器下游管道截止阀是否密闭？,否,密闭之。若阀损坏，修理或调换；为确认是否存在泄漏流量，可采用“双阀关闭和泄漏监视阀”的布管方式,是,A,传感器下游设置集气包或手动排气阀，以便于检查确认,调查管系是否有微小流动？,2,传感器下游是否还有支流管道？,是,无,A,逐条支管密闭其截止阀,调查
10、传感器接地完善性和接地电位是否变动？,传感器是否良好接地？,不良,3,好,传感器及相邻管道实现接地10 以下；连接于绝缘管道或防腐衬里管道时，在传感器两端加装接地环或接地短管,电磁流量计零点不稳定检查流程（续）,接地电位是否变动？,是,否,调查传感器附近电机状况变化（如漏电）现象，排除之；必要时则可采用传感器与管道绝缘的措施,B,B,调查液体物性电导率，含污秽杂质,液体电导率是否在规定下限附近或过低？,是,4,否,液体电导率低于规定阈值，不能使用；在规定下限附近亦会使零点不稳，运行时输出晃动,电磁流量计零点不稳定检查流程（续）,电极有否被局部或全部覆盖油脂垢层等污秽？,有,无,消除污秽物,C,
11、液体电导率是否变化或不均匀？,是,传感器改装在电导率不变或均匀场所，避开邻近加药液点和未充分管道化学反应段下游,否,检查信号线及其接线端子绝缘是否良好？,不良,受潮？浸水？酸雾？,好,C,D,电磁流量计零点不稳定检查流程（续）,测量管内壁是否有结垢沉积层？,有,消除结垢沉积,调查信号线路绝缘性,5,无,调查电极接触电阻和电极绝缘电阻,6,测量电极表面与液体接触电阻是否对称？,不对称,充满液体检查：用万用电表分别测量电极A接地，电极B接地间电阻，两电阻值差超过10,好,D,结束,7,电极绝缘电阻是否良好？,不良,空管检查：测量管放空液体，用布擦干内表面，不留水渍，干燥。用500VDC兆欧表分别测
12、量电极A接地，电极B接地之间绝缘电阻低于100兆欧,7,8,送制造产修理,电磁流量计零点不稳定检查流程（续）,八、流量测量值与应用参比值不符的原因,六个方面故障原因：,转换器设定值不正确；传感器安装位置不妥，未满管或液体中含有气泡；未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘下降；传感器上游流动状况不符合要求；传感器极间电阻变化或电极绝缘下降；所测量管系存在未纳入考核的流入/流出值。,流量测量值与应用参比值不符的原因,评估比对参照系的正确性和准确性,从流程系统的物料平衡，即进入系统的量与流出系统的量之间作比较；与其他流量测量值之间的比对，如与水池容器的体积或外夹装式超声流量计的流量相比较；3.与历史测
13、量值相比较。,参照流量的来源：,电磁流量计测量值与应用参比值不符检查流程,开始,复核各设定值、检查零点、满度,复核转换器是否正确？,否,掉换配套错的转换器；或正确设定仪表常数；按要求（或按随表所附说明书指定的值）重新设定口径、量程、单位,1,是,检查零点满度值是否正常？(a),正常,再调整转换器,液是否充满？调零完善否？,否,换装到完全充满的位置；在传感器充满，液体完全静止，接地状况良好的条件下调零,是,A,检查传感器充液状况和含气，充液后调零,2,不正常,(a)用与电磁流量计型号相配的模拟信号器检查,传感器下游设置集气包和手动排气阀，以便于检查确认,含气泡否？,是,否,A,检查信号电缆系统,
14、是否用规定的电缆型号？,否,3,是,未按规定型号电缆连接，更正之；未按规定用驱动屏蔽层电缆者，更正之；电缆长度超过受液体电导率约束所限定的长度者，更正之,信号端子是否处理正确？,否,是,排除信号线、内层屏蔽、外层屏蔽、相互间或与外壳接触；各导线与端子连接的末端要处理好，如绝缘套管和绝缘带的完善,B,电磁流量计测量值与应用参比值不符检查流程（续）,传感器上游装气体分离器（又称消气器）或自动排气阀,电缆绝缘是否正确？,否,是,更换,B,查传感器测量管和上游流动状况,查测量管衬里尺寸有否变化？,有,4,无,测量管内壁结垢或积淤泥层，清除之；衬里磨损或变形，更换或修理传感器,传感器进口有否变形或堆积异
15、物？,有,无,会改变流动状况，影响测量值，排除之,C,传感器上游有否接近的半开阀门？,有,传感器上游半开阀门时改变流速分布，影响测量值，需移至下游若阀一定要装在上游，最好相距10D，且要全开,无,电磁流量计测量值与应用参比值不符检查流程（续）,检测电极与液体接触电阻和电极绝缘,电极与液体接触电阻是否变化？,减少,5,正常,电极绝缘是否下降？,是,修复绝缘下降环节，或换传感器,否,有否未纳入考核歧管的流出流入？,有,密闭歧管泄漏阀门；截断未纳考核的歧管流出/入,无,检查歧管流入或流出,6,C,电磁流量计测量值与应用参比值不符检查流程（续）,测量管内壁是否沉积导电层？,是,卸下传感器，清除层电深积
16、层,否,结束,增加,电极表面结垢或沉积绝缘层，排除,九、输出信号超满度检查,四个方面故障原因：,传感器方面；连接电缆方面电缆断开，接线错误；转换器方面与传感器配套错误，设定错误；后位仪表方面未电隔离，设定错误；,电磁流量计输出信号超满度值检查流程,开始,判别故障在转换器之前还是之后,短接转换器信号端子，输出是否到零？,否,1,是,查电缆和传感器信号回路,2,复核设定值，检查零点满度,3,是,转换器是否正确,零点和满度是否正常？(a),否,A,否,是,调换配套错的转换器；或正确设定仪表常数；按要求重新设定口径、量程、单位等,再调整转换器,（a）用模拟信号器检查,是,电缆是否断路？,型号、各点连接
17、绝缘是否正确？,否,是,传感器内液体充满否？电极是否与液体接触？,是,接通,否,改正,否,排除，如换装到能完全充满的位置,电磁流量计输出信号超满度值检查流程（续）,检查后位仪表,4,否,电隔离后是否正常？,否,A,后位仪表是否电隔离？,是,检查后位仪表，排除故障,是,结束,否,转换器输出回路是否误接地？,否,转换器输出回路是否允许接地？,是,查转换器故障，排除之,是,去除接地,B,检查液体电干扰,液体是否有载电流？,5,否,液体是否有干扰电势？,是,找出原因，排除之,否,查转换器输入/输出回路,6,B,是,找出原因，排除之,用模拟信号器检查,对模拟电路转换器,对数字电路转换器,用输出测试功能菜单检查是否正常？,是,反馈回路是否断开？,是,否,改正,否,D,C,电磁流量计输出信号超满度值检查流程（续）,查转换器其他电路,是否正常？,否,改正之,7,是,结束,输入信号回路A/D转换和主CPU回路是否正常？,是,查输出回路是否正常？,否,是,改正,C,D,电磁流量计输出信号超满度值检查流程（续）,十、电磁流量计故障源、故障现象和案例汇总表,电磁流量计故障源、故障现象和案例汇总表（续）,电磁流量计故障源、故障现象和案例汇总表（续）,
