摘(zhai)要:電磁(ci)流量計(ji) 是工(gong)業生産過(guo)程中的常(chang)用計(ji)量設(she)備,常用于(yu)清水(shui)、污水(shui)、氣源(yuan)、藥劑(ji)等的計量(liang),其正(zheng)确(que)性(xing)直接影響(xiang)日(ri)常成本(ben)核算、能耗(hao)等重(zhong)要指(zhi)标的正确(que)性。因此(ci),選(xuan)擇質量可(ke)靠(kao)、運行穩(wen)定、測(ce)量正(zheng)确的(de)流量(liang)計是(shi)非常(chang)重要的。介紹流(liu)量計(ji)的測(ce)量原(yuan)理和内部(bu)結構,并結(jie)合設備具(ju)體應(ying)用場(chang)景分(fen)析指(zhi)标(biao)的選擇(ze)及維護維(wei)修方(fang)法,确保設備穩(wen)定運(yun)行。
0引(yin)言
　　近(jin)年來(lai)，随(sui)着國家(jia)對環境保護的(de)要求(qiu)越來越高(gao)，污水(shui)處理(li)行業(ye)已經(jing)成爲(wei)國家(jia)建設的重要組(zu)成部(bu)分,各(ge)污水(shui)處理企業對進(jin)廠區的污(wu)水計(ji)量正(zheng)确(que)程度要求也(ye)進一步加(jia)強。計(ji)量(liang)設(she)備主(zhu)要以電(dian)磁(ci)流量(liang)計和(he)超(chao)聲波流量計爲(wei)主，管道(dao)式電磁(ci)計(ji)量以(yi)其運(yun)行(hang)穩(wen)定、數(shu)值讀取準确等(deng)優點(dian)廣:受(shou)青睐(lai)。考慮到電(dian)磁流(liu)量計的運行工(gong)況和密(mi)封要求(qiu)，管道(dao)式(shi)流(liu)量計(ji)主體多爲(wei)全密封式設計(ji)。某污(wu)水處理(li)廠(chang)E+H5L4CT8-1202/0型進(jin)水流量(liang)計的使(shi)用與維修經驗(yan)。
1電磁(ci)流量計測(ce)量原理
　　管道式流量(liang)計 測量原(yuan)理如(ru)圖1所示。流(liu)動的介質(zhi)相當(dang)于運動(dong)的(de)導體(ti)，其感(gan)應電壓Ue與(yu)介質(zhi)流(liu)速(su)V成比例關(guan)系，通過兩(liang)個測量(liang)電(dian)極加(jia)載在(zai)放大器上(shang)。并可以根(gen)據管(guan)道橫(heng)截面(mian)積A計(ji)算體(ti)積(ji)流量Q。
 
　　其(qi)中,Ue爲(wei)感應電壓(ya),B爲磁場強度,L爲(wei)電極(ji)間距,I爲電(dian)流,V爲(wei)流(liu)速(su)。
 
2電磁流(liu)量計(ji)主要(yao)組成
　　以(yi)E+H5L4CT8-1202/0型集成流量(liang)計爲(wei)例進(jin)行介紹,其(qi)主要(yao)組件有變送器(qi)、磁路系統、測量導管(guan)、電極、殼體(ti)、襯裏(li)、連(lian)接(jie)電纜(lan)等(圖2)。
 
(1)磁路系(xi)統:用(yong)來産(chan)生均(jun)勻的(de)直流(liu)或(huo)交流磁(ci)場。直流(liu)磁路用(yong)永磁體來實現(xian),優點是結(jie)構簡單,受(shou)交流(liu)磁場(chang)的幹擾較(jiao)少。直(zhi)流磁(ci)場容易造(zao)成測量(liang)導管内(nei)電解(jie)液極化,負(fu)極被(bei)正離(li)子包(bao)圍,正(zheng)極被負離(li)子包圍,兩(liang)個電極之間内(nei)阻增(zeng)大,影響(xiang)測量設(she)備的(de)準确性,所(suo)以一般采(cai)用交(jiao)流磁(ci)場。
(2)測量導(dao)管:用(yong)于被測導(dao)電介(jie)質通過,一(yi)般選擇(ze)低(di)導熱(re)性、低(di)導電(dian)性低(di)，同時具備一定(ding)機械強(qiang)度(du)的材(cai)料,例如(ru)玻(bo)璃鋼(gang)、高強度(du)塑料、鋁(lü)材、不鏽鋼(gang)等。
(3)電極:反饋與(yu)被測(ce)電位成正(zheng)比的(de)感應(ying)電動勢信(xin)号。電(dian)極一(yi)般采(cai)用非(fei)磁性(xing)304或316不(bu)鏽鋼制成(cheng),要求.與流(liu)量計襯裏(li)結合平整,保證(zheng)流體(ti)流動順暢(chang)。其最佳(jia)安(an)裝位置是(shi)管道(dao)垂直(zhi)方向,應(ying)防(fang)止其(qi)被藥(yao)劑、泥砂等(deng)介質覆蓋,影響(xiang)其精(jing)度(du)。
(4)外殼:由(you)鐵磁材料(liao)制成,保證其磁(ci)通量(liang)的穩(wen)定(ding)性(xing),同時可以隔絕周圍(wei)磁場(chang)的幹(gan)擾。
(5)内(nei)襯:在(zai)流量計測(ce)量導管内(nei)側及法蘭(lan)密封(feng)面上(shang),擁有(you)一層(ceng)完整的電氣絕緣内(nei)襯。它與(yu)被(bei)測介(jie)質直接接觸,其(qi)作用(yong)是增(zeng)強測(ce)量導(dao)管的(de)耐酸(suan)堿性(xing),其材料多(duo)數爲(wei)耐腐蝕、耐(nai)高溫、耐磨(mo)的硬(ying)質橡膠、聚(ju)氨酯(zhi)、聚四氟乙烯塑(su)料等。
(6)變(bian)送(song)器:作(zuo)用是(shi)将感(gan)應電(dian)動勢(shi)信号放大(da)成統一(yi)的(de)标準(zhun)信号(hao)并(bing)抑制主(zhu)要幹(gan)擾信(xin)号。
(7)連(lian)接電(dian)纜(lan):包括電(dian)極電(dian)纜及供電(dian)電纜(lan),其(qi)敷設應(ying)遠離電氣(qi)設備(bei)和開(kai)關部件，電(dian)纜屏(ping)蔽(bi)層(ceng)必須(xu)兩端(duan)接地,确保(bao)滿足EMC要(yao)求(qiu)。
3電磁(ci)流量(liang)計故(gu)障類(lei)型及(ji)檢查(cha)流程
　　以分(fen)體(ti)式流量(liang)計爲(wei)例(li),介(jie)紹流(liu)量計(ji)内部結構(gou)及本(ben)體電極分布情(qing)況(kuang)(圖3、圖4)。在(zai)流量計(ji)的(de)使用(yong)過程(cheng)中,常(chang)見故(gu)障有(you)無流量信(xin)号輸(shu)出、輸(shu)出信(xin)号晃(huang)動(dong)等,檢查(cha)步驟(zhou)如(ru)下。
 
3.1無流量(liang)信号輸(shu)出(chu).
　　檢查(cha)流程(cheng)爲(wei):①檢查變(bian)送器電(dian)源(yuan)是否(fou)通電、熔.絲及各(ge)級電(dian)源是(shi)否正常,變(bian)送(song)器内部(bu)電路闆(pan)是(shi)否正(zheng)常、是(shi)否報(bao)錯;②勵(li)磁和(he)信号(hao)電纜(lan)是否(fou)導通、接線(xian)是否正(zheng)确(que),電纜(lan)屏蔽(bi)層(ceng)是否接(jie)地、電(dian)纜阻(zu)抗是(shi)否正常;③檢查本(ben)體電極及(ji)線圈(quan)的絕(jue)緣性、勵磁(ci)線圈是否(fou)完好(hao)、電極(ji)是否(fou)鏽蝕(shi)、内部接線(xian)是否(fou)斷線(xian)、襯裏是否(fou)磨損;④被測(ce)液體與電(dian)極材料之(zhi)間是否産(chan)生表(biao)面效(xiao)應,例(li)如電(dian)化學和(he)極(ji)化現(xian)象、觸(chu)媒作用形(xing)成氣霧等(deng)。
3.2輸出信号晃動
　　檢查(cha)流程爲:①檢(jian)查安裝電(dian)磁(ci)流量計(ji)傳感(gan)器的管系(xi)是否(fou)有脈動流(liu)動擾動源(yuan);②管體(ti)内是(shi)否充滿液(ye)體、液體是(shi)否含(han)有氣泡;③檢查變(bian)送器電源(yuan)是否(fou)通電(dian),熔絲(si)及各(ge)級電(dian)源是(shi)否正常，變(bian)送(song)器内部(bu)電路闆(pan)是(shi)否正(zheng)常、是(shi)否報錯;④檢(jian)查傳(chuan)感(gan)器(qi)是否(fou)可靠(kao)接地、是否(fou)有空(kong)間電(dian)場或(huo)磁場幹擾,勵磁(ci)和信号電(dian)纜屏(ping)蔽層(ceng)是否接地(di);⑤被測(ce)液體(ti)與電(dian)極材料之間是(shi)否産生(sheng)表(biao)面效(xiao)應,如(ru)電(dian)化(hua)學和(he)極化(hua)現象、觸媒(mei)作用(yong)形成氣霧(wu)等;⑥檢(jian)查(cha)本體電極及(ji)線(xian)圈的絕(jue)緣性、檢(jian)查(cha)勵磁線圈是否(fou)完好(hao)、電極是否(fou)鏽蝕(shi)、内部(bu)接(jie)線(xian)是否(fou)斷線、襯(chen)裏是否磨損。
3.3零點(dian)不穩(wen)定
　　檢查(cha)流程爲(wei):①檢查(cha)安裝(zhuang)電磁(ci)流量計傳(chuan)感器(qi)的管系是否有(you)脈動流(liu)動(dong)擾動源;②管(guan)體内是否(fou)充滿液體(ti)、液體(ti)是否含有(you)氣泡(pao);③檢查(cha)傳感(gan)器是否可(ke)靠接(jie)地、是(shi)否有空(kong)間(jian)電場(chang)或磁場幹擾,勵(li)磁和(he)信号(hao)電纜(lan)屏蔽(bi)層(ceng)是否接(jie)地;④液體電(dian)導率是否(fou)均(jun)勻(yun)、電極(ji)是否(fou)存在污染等問題;⑤信号回(hui)路絕緣性(xing)是否(fou)正常(chang)。
4電磁流量(liang)計維(wei)修(xiu)案(an)例分(fen)析
　　保(bao)證管(guan)道式(shi)電磁流(liu)量計 計量穩(wen)定、準(zhun)确的(de)工作從(cong)設計和安裝(zhuang)階(jie)段就開(kai)始進行(hang)。流量計(ji)的安(an)裝(zhuang)應滿足(zu)其對前(qian)、後直管(guan)段的要(yao)求，應保(bao)證流量計(ji)上遊(you)直管段(duan)長度≥5D(D爲(wei)管徑(jing)),下遊(you)直管段長度≥3D,以(yi)消除(chu)安裝位置造成(cheng)的測(ce)量(liang)誤差，同(tong)時應減少(shao)晃動(dong)、規避幹(gan)擾(rao)源，且(qie)管道中不(bu)能出(chu)現非(fei)滿管、紊流(liu)等問(wen)題。如果流量計(ji)安裝(zhuang)現場(chang)不能滿足(zu)上述(shu)要求，就可(ke)能造(zao)成流量計(ji)計量(liang)波動(dong)。
　　結(jie)合故障(zhang)案例進(jin)行(hang)分析(xi):1号進水流(liu)量計(ji)瞬時(shi)數據(ju)出現波動,在(zai)同工況(kuang)下計(ji)量(liang)值(zhi)與其(qi)他3台(tai)流(liu)量計數(shu)值對(dui)比有明顯(xian)偏差(cha)。4台(tai)流量計(ji)每日累(lei)計(ji)數據值見(jian)表(biao)1。
 
　　由(you)表1可(ke)以看出,1号(hao)流量計與(yu)其他3台流(liu)量計累計(ji)計值偏差(cha)較(jiao)大,且數(shu)值波幅(fu)較(jiao)大。對(dui)電磁(ci)流量計的(de)變送(song)器電(dian)路闆(電源(yuan)闆、信号闆(pan)、通信闆)進(jin)行檢(jian)測,對(dui)設備(bei)内檢(jian)(heartbeat心跳技(ji)術)等進(jin)行校核(he),效果均(jun)不明顯。考(kao)慮到數據(ju)傳輸(shu)電纜(lan)曾經受過(guo)損傷(shang),更換(huan)了(le)連接電(dian)纜。
　　對(dui)測(ce)量傳感器本體絕緣情(qing)況進行(hang)檢(jian)查，觀(guan)測絕(jue)緣(yuan)阻(zu)值是(shi)否正常、電極是(shi)否鏽蝕、線圈是(shi)否鏽(xiu)斷。1号(hao)電.磁(ci)流量(liang)計本體電(dian)極參數見(jian)表2。
 
　　由表2可(ke)以(yi)看出，線(xian)圈和4個(ge)電(dian)極對地絕(jue)緣(yuan)性(xing)能均(jun)已嚴(yan)重超(chao)出出(chu)廠允(yun)許的(de)誤差(cha)範圍，因(yin)此(ci)初步判定故(gu)障(zhang)原因(yin)爲絕(jue)緣下(xia)降。
根據管(guan)道式電磁(ci)流量(liang)計本(ben)體電(dian)極及線(xian)圈(quan)絕緣(yuan)原理(li)，基本(ben)判定(ding)是勵(li)磁線圈和(he)電極(ji)絕緣性能(neng)不良,導緻(zhi)測試(shi)結果(guo)顯示異常。搜集(ji)、查閱相關(guan)資料(liao),并綜(zong)合考慮現(xian)場工況，認(ren)爲對(dui)直(zhi)徑(jing)1800mm流量(liang)計不(bu)能拆(chai)除維(wei)修。經過充(chong)分讨(tao)論,決定在不停(ting)産的情況(kuang)下進(jin)行維(wei)修(xiu),并制定(ding)出維(wei)修(xiu)實(shi)施方(fang)案。
　　考慮到(dao)該管(guan)道流(liu)量(liang)計的防護等(deng)級爲IP67,根據(ju)其本體内(nei)部構造确(que)定開腔形(xing)式、位置、尺(chi)寸,在(zai)其上(shang)部開大窗(chuang)(1500mmx500mm),以滿足保證電磁線圈在(zai)拆裝(zhuang)過程中(zhong)不受損(sun);中部(bu)左(zuo)右電極(ji)位置開小窗(500mmX500mm),便(bian)于接(jie)線(xian)和再次(ci)密封(feng);下部(bu)由于(yu)位置(zhi)較低(di),很難(nan)操作(zuo)，決(jue)定(ding)開大(da)窗(1500mmx1200mm),便(bian)于狹(xia)窄空(kong)間開口(kou)和(he)再次密封(feng)。
　　打(da)開密封(feng)後,發現1号(hao)電極(ji)位置(zhi)有(you)進水現(xian)象,導緻電(dian)磁線(xian)圈和(he)電極(ji)安裝(zhuang)部位發生(sheng)鏽蝕(shi)絕緣(yuan)失效(xiao)。對1号(hao)電極進行除鏽(xiu)處理(li)并壓(ya)緊，對(dui)其他(ta)3個電(dian)極安裝環(huan)進行除鏽(xiu),同時更換(huan)所有(you)連接(jie)導線(xian),再次(ci)測試電磁(ci)流量(liang)計本體電極參(can)數(表3)。
由表(biao)3可以(yi)看出，電極絕緣(yuan)性能(neng)恢複(fu)至允(yun)許的(de)誤差範圍(wei)内。
 
　　電極(ji)絕(jue)緣性(xing)能修複後(hou),按維(wei)修方案對(dui)其進(jin)行複(fu)位,其中，上(shang)蓋采(cai)取密封條(tiao)加螺(luo)絲(si)固定，下(xia)蓋和(he)左(zuo)右(you)開口(kou)采.取(qu)點焊固定(ding)強度,防水(shui)結構(gou)膠填(tian)縫。對(dui)流量(liang)計本(ben)體進行焊(han)接及(ji)密(mi)封,設備(bei)功能已基(ji)本恢(hui)複。修(xiu)複後的流(liu)量計從(cong)數據連(lian)續上(shang)觀(guan)察,1号流(liu)量計(ji)的波(bo)動幅(fu)度和(he)日累(lei)計值(zhi)與其(qi)他(ta)3台(tai)流量(liang)計數據(ju)相差極(ji)小，說明設(she)備功能已(yi)恢複正常(chang),具體(ti)數據見表(biao)4。
 
5結束(shu)語
　　管道式(shi)電磁(ci)流(liu)量計原(yuan)理簡(jian)單,在一般(ban)情況下(xia)故(gu)障率(lü)極低(di),但因其防(fang)護等級較(jiao)高,管(guan)道主(zhu)體制造過(guo)程中又采(cai)用整體焊接工(gong)藝,導(dao)緻維(wei)修(xiu)人員往(wang)往不(bu)了(le)解其内(nei)部結構(gou)。出(chu)現故(gu)障後(hou),很(hen)難(nan)維修(xiu)人員(yuan)快速(su)找到(dao)故障原(yuan)因。本文(wen)結合設備(bei)故障(zhang)案例，根據故障(zhang)現象逐(zhu)步檢查(cha)判斷(duan),發(fa)現(xian)并解(jie)決設(she)備出現的(de)問題(ti)。

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