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技術文章
電磁流量計誤差生成的幾個原因
點擊次數(shù)：546 發(fā)布時間：2009-9-8
電磁流量計有許多優(yōu)點，但若選型、安裝、使用不當，將會引起誤差增大，示值不穩(wěn)定，甚至表體損壞[6,7]。
（1）管內(nèi)液體未充滿 由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，致使其測量管內(nèi)液體未能充滿，故障現(xiàn)象因不充滿程度和流動狀況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加，即流量測量值與實際值不符；若流動是氣泡流或塞狀流，故障現(xiàn)象除測量值與實際值不符外，還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現(xiàn)輸出晃動；若水平管道分層流動中流通截面積氣相部分增大，即液體未滿管程度增大，也會出現(xiàn)輸出晃動，若液體未滿管情況較嚴重，以致液面在電極以下，則會出現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn)象。
實例1 某造船廠有一臺DN80mm電磁流量計測量水流量，運行人員反映關閉閥門后流量為零時，輸出反而達到滿度值?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)傳感器下游僅有一段短管，水直接排入大氣，截止閥卻裝在傳感器上游,閥門關閉后傳感器測量管內(nèi)水全部排空。將閥門改裝到位置2，故障便迎刃而解。這類故障原因在制造廠售后服務事例中是經(jīng)常碰到的，當屬工程設計之誤。
（2）液體中含有固相 液體中含有粉狀、顆?；蚶w維等固體，可能產(chǎn)生的故障有；①漿液噪聲；②電極表面玷污；③導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里；④襯里被磨損或被沉積物覆蓋，流通截面積縮小。
實例2 導電沉積層短路效應。電磁流量傳感器測量管絕緣襯里若沉積導電物質(zhì)，流量信號將被短路而使儀表失效。由于導電物質(zhì)是逐漸沉積，本類故障通常不會出現(xiàn)在調(diào)試期，而要運行一段時期后才顯露出來。
某柴油機廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上，用DN80mm儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取*切削效率。起初該儀表運行正常，間斷使用2個月后，感到流量顯示值越來越小，直到流量信號接近為零?，F(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣層表面沉積一層黃銹，擦拭清潔后儀表運行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。
本實例屬運行期故障，雖非多見故障，然而若黑色金屬管道銹蝕嚴重，沉積銹層，也會有此短路效應。凡是開始運行正常，隨著時間推移，流量顯示越來越小，就應分析有此類故障的可能性。
（3）有可能結(jié)晶的液體，電磁流量計應慎用 有些易結(jié)晶化工物料在溫度正常的情況下能正常測量，由于輸送流體的導管都有良好的伴熱保溫，在保溫工作時不會結(jié)晶，但是電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫，因此，流體流過測量管時易因降溫而引起內(nèi)壁結(jié)上一層固體。由于改用其他原理的流量計測量也同樣存在結(jié)晶問題，所以在無其他更好方法的情況下，可選用測量管長度非常短的一種“環(huán)形”（oring）電磁流量傳感器，并將流量計的上游管道伴熱保溫予以強化。在管道連接方法上，考慮流量傳感器拆裝方便，在一旦結(jié)晶時能方便地拆下維護。
實例3 因液體結(jié)晶引起電磁流量計無法正常工作的例子并不少見。例如，湖南某冶煉廠安裝一批電磁流量計測量溶液流量，因電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫，數(shù)星期后內(nèi)壁和電極上就結(jié)了一層結(jié)晶物，導致信號源內(nèi)阻變得很大，儀表示值失常。因這批電磁流量計口徑較大，頻繁拆洗不堪忍受，所以zui后還是改用明渠流量計。
（4）電極和接地環(huán)材質(zhì)選擇不當引發(fā)的問題 因材質(zhì)與被測介質(zhì)不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計與介質(zhì)接觸的零部件有電極與接地環(huán)，匹配失當除耐腐蝕問題外，只要是電極表面效應。表面效應應有：①化學反應（表面形成鈍話膜等）；②電化學和極化現(xiàn)象（產(chǎn)生電勢）；③觸媒作用（電極表面生成氣霧等）。接地環(huán)也有這些效應，但影響程度要小一些。
實例4 上海某化工（冶煉）廠用20余臺哈氏合金B(yǎng)電極電磁流量計測量濃度較高的鹽酸溶液，出現(xiàn)輸出信號不穩(wěn)的晃動現(xiàn)象?，F(xiàn)場檢查確認儀表正常，也排除了會產(chǎn)生輸出晃動的其他干擾原因。但是在多處其他用戶用哈氏合金B(yǎng)電極儀表測量鹽酸時運行良好。在分析故障原因是否由鹽酸濃度差別上引起時，應當時尚無鹽酸濃度對電極表面效應影響方面的經(jīng)驗，尚不能作出判斷。為此儀表制造廠和使用單位一起利用化工廠現(xiàn)場條件，做改變鹽酸濃度的實流試驗。鹽酸濃度逐漸增加，低濃度時儀表輸出穩(wěn)定，當濃度增加到15％～20％時，儀表輸出開始晃動起來。濃度到25％時，輸出晃動量高達20％。改用鉭電極電磁流量計后運行正常。
（5）液體電導率超過允許范圍引發(fā)的問題 液體導電率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。因為制造廠儀表規(guī)范（specification）規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測出的zui低值，而實際條件不可能都很理想，于是就多次遇到低度蒸餾水或去離子水，其導電率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值5 ，使用時卻出現(xiàn)輸出晃動。通常認為能穩(wěn)定測量的導電率下限值要高1～2個數(shù)量級。
液體電導率可查閱有關手冊，缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)則可取樣用電導率儀測定。但有時候也有從管線上取樣去實驗室測定認為可用，而實際電磁流量計不能工作的情況。這是由于測電導率時的液體與管線內(nèi)液體已有差別，譬如液體已吸收了大氣中的CO2或NO ，生成碳酸或硝酸，電導率增大。
對于含有顆?；蚶w維液體產(chǎn)生的噪聲漿液，采取提高激勵頻率的方法能有效地改善輸出晃動。表9.4所示是頻率可調(diào)的IFM3080F型 DN300電磁流量計，測量濃度3.5％瓦楞紙板漿液，在現(xiàn)場以不同激勵頻率測量所顯示瞬時流量晃動量。當頻率較低，為50/32Hz時，晃動高達10.7％；頻率提高到50/2Hz，晃動降低至1.9％，效果十分明顯。
（1）管內(nèi)液體未充滿 由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，致使其測量管內(nèi)液體未能充滿，故障現(xiàn)象因不充滿程度和流動狀況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加，即流量測量值與實際值不符；若流動是氣泡流或塞狀流，故障現(xiàn)象除測量值與實際值不符外，還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現(xiàn)輸出晃動；若水平管道分層流動中流通截面積氣相部分增大，即液體未滿管程度增大，也會出現(xiàn)輸出晃動，若液體未滿管情況較嚴重，以致液面在電極以下，則會出現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn)象。
實例1 某造船廠有一臺DN80mm電磁流量計測量水流量，運行人員反映關閉閥門后流量為零時，輸出反而達到滿度值?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)傳感器下游僅有一段短管，水直接排入大氣，截止閥卻裝在傳感器上游,閥門關閉后傳感器測量管內(nèi)水全部排空。將閥門改裝到位置2，故障便迎刃而解。這類故障原因在制造廠售后服務事例中是經(jīng)常碰到的，當屬工程設計之誤。
（2）液體中含有固相 液體中含有粉狀、顆?；蚶w維等固體，可能產(chǎn)生的故障有；①漿液噪聲；②電極表面玷污；③導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里；④襯里被磨損或被沉積物覆蓋，流通截面積縮小。
實例2 導電沉積層短路效應。電磁流量傳感器測量管絕緣襯里若沉積導電物質(zhì)，流量信號將被短路而使儀表失效。由于導電物質(zhì)是逐漸沉積，本類故障通常不會出現(xiàn)在調(diào)試期，而要運行一段時期后才顯露出來。
某柴油機廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上，用DN80mm儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取*切削效率。起初該儀表運行正常，間斷使用2個月后，感到流量顯示值越來越小，直到流量信號接近為零?，F(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣層表面沉積一層黃銹，擦拭清潔后儀表運行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。
本實例屬運行期故障，雖非多見故障，然而若黑色金屬管道銹蝕嚴重，沉積銹層，也會有此短路效應。凡是開始運行正常，隨著時間推移，流量顯示越來越小，就應分析有此類故障的可能性。
（3）有可能結(jié)晶的液體，電磁流量計應慎用 有些易結(jié)晶化工物料在溫度正常的情況下能正常測量，由于輸送流體的導管都有良好的伴熱保溫，在保溫工作時不會結(jié)晶，但是電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫，因此，流體流過測量管時易因降溫而引起內(nèi)壁結(jié)上一層固體。由于改用其他原理的流量計測量也同樣存在結(jié)晶問題，所以在無其他更好方法的情況下，可選用測量管長度非常短的一種“環(huán)形”（oring）電磁流量傳感器，并將流量計的上游管道伴熱保溫予以強化。在管道連接方法上，考慮流量傳感器拆裝方便，在一旦結(jié)晶時能方便地拆下維護。
實例3 因液體結(jié)晶引起電磁流量計無法正常工作的例子并不少見。例如，湖南某冶煉廠安裝一批電磁流量計測量溶液流量，因電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫，數(shù)星期后內(nèi)壁和電極上就結(jié)了一層結(jié)晶物，導致信號源內(nèi)阻變得很大，儀表示值失常。因這批電磁流量計口徑較大，頻繁拆洗不堪忍受，所以zui后還是改用明渠流量計。
（4）電極和接地環(huán)材質(zhì)選擇不當引發(fā)的問題 因材質(zhì)與被測介質(zhì)不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計與介質(zhì)接觸的零部件有電極與接地環(huán)，匹配失當除耐腐蝕問題外，只要是電極表面效應。表面效應應有：①化學反應（表面形成鈍話膜等）；②電化學和極化現(xiàn)象（產(chǎn)生電勢）；③觸媒作用（電極表面生成氣霧等）。接地環(huán)也有這些效應，但影響程度要小一些。
實例4 上海某化工（冶煉）廠用20余臺哈氏合金B(yǎng)電極電磁流量計測量濃度較高的鹽酸溶液，出現(xiàn)輸出信號不穩(wěn)的晃動現(xiàn)象?，F(xiàn)場檢查確認儀表正常，也排除了會產(chǎn)生輸出晃動的其他干擾原因。但是在多處其他用戶用哈氏合金B(yǎng)電極儀表測量鹽酸時運行良好。在分析故障原因是否由鹽酸濃度差別上引起時，應當時尚無鹽酸濃度對電極表面效應影響方面的經(jīng)驗，尚不能作出判斷。為此儀表制造廠和使用單位一起利用化工廠現(xiàn)場條件，做改變鹽酸濃度的實流試驗。鹽酸濃度逐漸增加，低濃度時儀表輸出穩(wěn)定，當濃度增加到15％～20％時，儀表輸出開始晃動起來。濃度到25％時，輸出晃動量高達20％。改用鉭電極電磁流量計后運行正常。
（5）液體電導率超過允許范圍引發(fā)的問題 液體導電率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。因為制造廠儀表規(guī)范（specification）規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測出的zui低值，而實際條件不可能都很理想，于是就多次遇到低度蒸餾水或去離子水，其導電率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值5 ，使用時卻出現(xiàn)輸出晃動。通常認為能穩(wěn)定測量的導電率下限值要高1～2個數(shù)量級。
液體電導率可查閱有關手冊，缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)則可取樣用電導率儀測定。但有時候也有從管線上取樣去實驗室測定認為可用，而實際電磁流量計不能工作的情況。這是由于測電導率時的液體與管線內(nèi)液體已有差別，譬如液體已吸收了大氣中的CO2或NO ，生成碳酸或硝酸，電導率增大。
對于含有顆?；蚶w維液體產(chǎn)生的噪聲漿液，采取提高激勵頻率的方法能有效地改善輸出晃動。表9.4所示是頻率可調(diào)的IFM3080F型 DN300電磁流量計，測量濃度3.5％瓦楞紙板漿液，在現(xiàn)場以不同激勵頻率測量所顯示瞬時流量晃動量。當頻率較低，為50/32Hz時，晃動高達10.7％；頻率提高到50/2Hz，晃動降低至1.9％，效果十分明顯。