论述电磁流量计输出晃动的故障原因
发布者:米科电磁流量计
发布时间:2020-06-04
电磁流量计常见故障现象有:零点不稳,输出晃动,流量测量值与应用参比值不符,输出信号超微度值等。以下是几点原因。
1、管道未充满液体或液体中含有气泡
2、外界杂散电流等电磁干扰
3、液体物性方面(如液体电导率不均匀和含有较多颗粒的浆液等)的原因
4、电极材料与液体匹配不妥。
通常检查和判断故障从显示仪表工作是否正常开始,首先用模拟信号器测试转换器,以判断故障是产生在转换器及其后续仪器还是在连接电缆或传感器发生的。若是转换器故障,由于当代仪表大部分均有互换性,就可方便地试调换转换器部件甚至转换器整机备用件;若是传感器故障需要试调换时,因必须停止管道系统运行,涉及面广,往往不易办到。特别是大口径,试换工程量大,通常只能作完其他各项检查,最后才下决心,拆卸传感器进行检查或调换。
流动本身的波动(或脉动)
仪表下游的控制阀流动特性和尺寸选用不妥,从而产生猎振,这可观察控制阀阀杆是否有振荡性移动;其他扰动源使流动波动,例如:上游管道中有否阻流件(如全开蝶阀)产生旋涡(如象涡街流量计旋涡发生体产生的涡列,传感器进口端垫圈伸入流通通道,垫圈条片状碎块悬在液流中摆动等等)
管道未充满液体或液体中含有气泡,液体中含有气体。液体中泡状气体形成有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经。液体中含有气泡数量不多且气泡球径远小于电极直径,虽然减少了部分液体体积,但不会使输出晃动;较大气泡则因擦过电极表面,与液体接触,电化学电势突然变化会产生尖峰脉冲状电噪声,使输出晃动。若气泡大到流过电极能遮盖整个电极,使流量信号回路瞬间开路,则输出信号晃动更大。
笔者认为像这类安装场所,流量传感器最好安装在水流自下向上的斜坡上;如果已经装在最高顶点,改装工程量大或有困难,则可在流量传感器上游高点装自动排气阀,至少在传感器附近装手动排气阀补救之。
外界吸入空气常见途径在给水公用事业方面主要有江河原水含有气泡,或吸入口水位高度过低(通常要求有1~2倍以上吸入口直径的距离,视吸入流速而异)形成吸入旋涡卷进空气。在流程工业方面的配比混合容器搅拌时混入空气以及泵吸入端或管系其他局部产生密封不良的场所吸入空气等。这类故障在实践中也常会碰到。
2)液体中溶解空气分离成游离气泡,管系压力降低,原溶解的空气(或气体)会分离成游离气泡。例如充满液体管系二端阀门关闭,停止运行后逐渐冷却,由于热膨胀系数不同,液体收缩比管系收缩大得多,管系中形成收缩空间,形成局部真空状态。液体中溶解空气便分离出来形成气泡,积聚于管系高点。重新启动,夹入气泡的液体流过电极表面就可能使EMF输出晃动。这可能是管系启动运行初期EMF输出晃动,然后趋于稳定的这一现象的原因之一。又如水在1个大气压0℃时可溶解空气的体积分数最多约0.3%,若在流程中水温升高空气就会分离成游离气泡(到30℃时,最多只能溶解约0.15%)。积聚起来也有可能出现故障现象。液体物性中有3种因素会使输出晃动,它们是:1)液体中含有固相颗粒或气泡,2)双组分液体中二种液体电导率不同而未均匀混合,或管道化学反应尚未完全完成,3)液体的电导率接近下限值。)被测液体含有较多固体颗粒会像前文所述气泡一样,使流量信号出现尖峰脉冲状噪声等,造成输出晃动。固相若是粉状通常则不会形成输出晃动。复核液体与电极材料的匹配电极材料的选择首先考虑是对被测液体的耐腐蚀性,然而选配不妥产生电极表面效应会形成输出晃动等故障。电极表面效应包括电极表面生成钝化膜或氧化膜等绝缘层以及极化现象和电化学等。介质-电极材料匹配还没有像耐腐蚀性那样有充足的资料可查,只有一些有限经验,尚待在实践中积累。
3)钽-水、碱等非酸液:钽对水是耐腐的,但使用钽电极测量水流量时会形成绝缘层,使仪表失灵或运行一短时期后出现很大噪声。在工艺流程中即使是极短时间钽电极与水或“非酸”液接触,如用清水冲洗管子,亦会影响仪表正常使用。氢氧化钠等碱液亦不能选用钽电极。
4)哈B合金高浓度盐酸:哈B合金对温度、浓度不高的盐酸是耐腐蚀的,已有若干应用良好的实例。然而浓度超过某值时会产生噪声,笔者曾在现场与使用单位一起做过改变浓度的试验,浓度逐渐增加超过15%~20%时仪表输出随之晃动起来,输出晃动高达20%。硝酸、硫酸等酸液也有相似效应的实践经验。