电磁流量计故障检查和分析

1、电磁流量计故障检查和分析第一节故障类型第二节故障现象和检查流程第三节无流量信号输出检查和采取措施第四节 输出晃动检查和采取措施第五节零点不稳定检查和采取措施第六节流量测量值与实际值不符的检查和采取措施第七节故障分述和案例第八节故障分述和案例第一节故障类型电磁流量计运行中产生故障的第一类为仪表本身故障， 即仪表结构件或元器 件损坏引起的故障；第二类为外界原因引起的故障，如安装不妥流动畸变，沉积 和结垢等。本章重点讨论的是应用方面和上述第二类外界原因的故障。按照故障发生时期分类，可分为：调试期故障；运行期故障。调试期故 障出现在新装用后调试初期，主要原因是仪表选用或设定不当， 安装不妥等。运 行期

2、故障是在运行一段时期后出现，主要原因有流体中杂质附着电极和衬里，环 境条件变化后出现新的干扰源等。按故障外界来源分析，可以划分3个方面：管道系统和安装等方面引起的； 环境方面引起的；流体方面引起的。来源主要在调试期表现出来； 来源 和则在调试期和运行期均会出现。一、调试期故障本类故障在电磁流量计初始装用调试时就出现， 但一经排除故障，以后在相 同条件下一般就不会再度出现。常见调试期故障主要有安装不妥、 环境干扰、流 体特性影响三方面原因。1、管道系统和安装等方面：通常是电磁流量传感器安装位置不正确引 起的故障，常见的例如将流量传感器安装在易积聚滞留气体的管网 高点；流量传感器后无背压，液体迳直

3、排入大气，形成其测量管内 非满管；装在自上向下流的垂直管道上，可能出现排空等。2、2、环境方面：主要是管道 杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机 磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得 满意测量，但如遇管道有强杂散电流（如电解车间管道）亦不一定能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施（参见下文案例12）o 空间电磁波干扰-般经信号电缆弓I入，通常采用单层或多层屏蔽予 以保护，但也曾遇到屏蔽保护还不能克服（见案例 10）o3 、流体方面：液体含有均匀分布细小气泡通常不影响正常测量， 所测得体积流量是液体和气体两者之和； 气泡增大会使输出信号波 动，若气泡大到流过电极遮盖整个电

4、极表面，使电极信号回路瞬时 断开，输出信号将产生更大波动。低频（50/16 Hz-50 /6 Hz ）矩 形波激磁电磁流量计测量液体中含有固体超过一定含量时将产生浆 液噪声，输出信号亦会有一定程度波动。两种或两种以上液体作管 道混合工艺时，若两种液体电导率（或各自与电极间电位）有差异, 在混合未均匀前即进入流量传感器进行流量测量，输出信号亦会产 生波动。电极材质与被测介质选配不善，产生钝化或氧化等化学作 用，电极表面形成绝缘膜，以及电化学和极化现象等，均会妨碍正 常测量。、运行期故障经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障，常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷电击，环境条件变化。

5、1. 内壁附着层：由于电磁流量计测量含有悬浮固体或污垢的机会远比其他流量 仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与 液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误 差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性 附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。 后两种现象均会使仪表无法工作2. 雷电击：雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流，进入仪表就会损坏仪 表。雷电击损仪表有3条引入途径：电源线，传感器与转换器间的流量信号 线和励磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压 和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的，其

6、他两条途径较少。从发生 雷击事故现场了解到，不仅电磁流量计出现故障，控制室中其他仪表电常常 同时出现雷击事故。因此使用单位要认识设置控制室仪表电源线防雷设施的 重要性。现任已有很多单位与我单位合作解决这个问题。3. 环境条件变化：主要原因同上节调试期故障环境方面，只是干扰源不在调试 期出现而在运行期间再介入的。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计， 调试期因无厂扰源，仪表运行正常，然而在运行期出现新干扰源（例如测量 点附近管道或较远处实施管道电焊）干扰仪表正常运行，出现输出信号大幅 度波动。第二节故障现象和检查流程电磁流量计常见故障现象有：（1）无流量信号；（2）输出晃动；（3）零 点不稳；（

7、4）流量测量值与实际值不符；（5）输山信号超满度值5类。通常 检查整个测量系统和判断故障的程序如下图所示，检查环节包括电磁流量计本身 的传感器和转换器以及连接两者的电缆，电磁流量计上位的工艺管道，下（后） 位显示仪表连接电缆。经常采用的检查手段或方法及其检查内容列举如下：（1）通用常规仪器检查电阻法保险丝的通断信号电缆、激磁电缆的通断激磁线圈的通断电极对称性测量电极对地的绝缘电阻激磁线圈对地的绝缘电阻电流法测量激磁电流测量输岀电流电压法判别：工作电源（包括供电和转换器本身 电源）是否正确波形法在熟悉线路基础上测量关键点波形，判别 故障所在图1故障检查流程（2）替代法 利用转换器和传感器间以及转

8、换器内务线路板部件间的互换 性，以替代法判别故障所在位置。（3）信号踪迹法 用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量 信号，以测试电磁流量转换器。检查首先从显示仪表工作是否正常开始，逆流量信号传送的方向进行。用模 拟信号器测试转换器，以判断故障发生在转换器及其后位仪表还足在转换器的上 位传感器发生的。若足转换器故障，如有条件可方便地借用转换器或转换器内线 路板作替代法调试；若是传感器故障需要试调换时，因必须停止运行，关闭管道 系统，因涉及面广，常不易办到。特别是大口径流量传感器，试换工程量大，通 常只有在作完其他各项检查，最后才下决心，卸下管道检查传感器测量管内部状 况或调换。第三节

9、无流量信号输出检查和采取措施一、故障原因无流量信号输出大体上可归纳为 5个方面故障原因，它们是（1）电源未通等电源方面故障；（2）连接电缆（励磁回路，信号回路）系统方面故障；（3）液体流动状况方面故障；（4）传感器部件损坏或测量内壁附着层引起等方面的故障；（5）转换器元器件损坏方面的故障。二、检杳程序先按顺序全面考虑作初步凋查和判断，然后再逐项细致检查尝试排除故障。检查顺序的先后原则是：1.可经观察或询问了解毋须较大操作的在前，即先易后难；2.按过去现场检修经验出现频度较高而售后可能出现概率；3.检查本身的先后要求较高者在前。若经初步调查确认是后几项故障原因，亦可提前作细致检查。4. 电磁流量

10、计校验仪是为调试和检查电磁流量计专门设计的仪器，模拟流量传感器的输出信号，如开封仪表厂的 VMB VME型等三、故障检查和米取措施1. 查电源方面故障：首先确认己接入电源，再检查电源各部分。查主电源和励 磁电流熔丝，若接入符合规定电流值新熔丝再通电而又熔断，必须找出故障 所在点。查电源线路板输出各路电压是否正常，或试置换整个电源线路板。2. 查连接电缆系统方面故障：分别查连接激磁系统和信号系统的电缆是否通， 连接是否正确。3. 查液体流动方向和管内液体充满性：液体流动方向必须与传感器壳体上箭头 方向一致。对于能正反向测量的电磁流量计，若方向不一致虽仍可测量，但 没定的显示流动正反方向不符，必须

11、改正之。若拆传感器工作量大，也可改 变传感器上箭头方向和重新设定显示仪表符号。管道未充满液体主要是管网 工程设计或传感器安装位置不妥，使传感器测量管内不能充满液体。应采取 措施，避免安装如下图所示a，e位置和以虚线管排放时b位置，改装到c，4. 查传感器完好性和测量管内壁状况：主要检查各接线端子激磁线圈完好性， 以及测量管内壁状况。激磁线圈及其系统出现的故障常有：线圈断开， 线圈或其端子绝缘下降匝间短路。三类故障中以绝缘下降出现的频度相对 较高。线圈断开和绝缘下降可方便地用万用电表和兆欧表检查。匝间短路检 查就相对复杂些，首先新装电磁流量计启用前用惠斯登电极测其直流电阻值 和测量时环境温度，并

12、记录在案作为参照值。检查故障时若出现人为匝间短 路，用万用表测量电阻就可作出判断；若是少数匝间短路或要证明未发生短 路。还必须用电桥测量，并作必要铜电阻温度系数修正。传感器激磁线圈回路绝缘下降的故障出现频率相对较高的原因足，电气 外壳防护等级IP65的传感器常被短时间浸水（如传感器装在较低位置时周围 出事故浸水），按IP65仅是防尘防喷水，很易浸入水或潮气。即使是IP67（防尘防短时间浸水）或IP68 （防尘防连续浸水）级，也常发生在接线完成 后，引入电缆密封圈或端子盒盖密封垫片未达到密封要求而形成事故。因操 作疏忽密封圈垫部位进水造成的故障是屡见不鲜的。接线端子受潮引起的绝缘下降，通常可采用

13、热吹风吹干噪，恢复绝缘。 线圈受潮对于两半合拢保护外壳的传感器，可拆卸外壳盖置于烘箱，以适当 温度烘干之；对于气密型（即焊接结构的防护外壳）传感器励磁线圈虽然结 构上保证不会受潮，但也有从电缆与密圭寸胶交界面渗入的可能。测量管内壁状况附着绝缘层或导电层的最可靠检查判断是卸下传感器离 线直接观察，但工作量较大；亦可用在线间接检查的方法，即测量电极接触 电阻和电极极化电压估计附着层状况。5. 查转换器的故障：当代电磁流量计转换器检查方法常采用以线路板备件和替 代法试排除故障。第四节 输出晃动检查和采取措施故障原因输出晃动大体上可归纳为5方面故障原因，它们是：1.流动本身是波动或脉动的， 实质上不是

14、电磁流量计的故障，仅如实反映流动状况；2.管道末充满液体或液体 中含有气泡；3.外界杂散电流等电、磁干扰；4.液体物性方面（如液体电导率不 均匀或含有较多变颗粒/纤维的浆液等）的原因； 5.电极材料与液体匹配不妥。检查程序先全面考急作初步调查和判断，然后再逐项细致检查和试排除故障。流程所列检 查顺序的先后原则是：1. 可经观察或询问了解无须作较大操作的在前，即先易后难；2. 按过去现场检修经验，出现频度较高而今后可以出现概率较高者在前；3. 检查本身的先后要求。若经初步调查确认足后几项故障原因，亦可提前 作细致检查。三、故障检查和采取措施本小节分别讨论上述 5 个方面故障原因的检查方法和采取措

15、施。1. 流体本身的波动（或脉动）：若流动本身波动，仪表输出晃动则是 如实反映波动状况。检查方法可在使用现场向操作人员和流程工艺 人员询问或巡视有否波动源。管系流动波动（或脉动）的原因通常 有 3 个方面： A. 电磁流量计上游的流动动力源采用了往复泵或膜片 泵（经常用于精细化工、食品、医药和给水净化等加注药液），这 些泵的脉动频率通常在每分钟几次到百余次之间； B. 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（ hunting ），这可观 察控制阀阀杆是否有振荡性移动；C.其他扰动源使流动波动，例如： 电磁流量计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

16、体产生的涡列，传感器进口端垫圈伸人流通通 道，垫圈条片状碎块悬在液流中摆动等等）。在有脉动流动源的管 线上，要减缓其对流量仪表测量的影响，通常采取流量传感器远离 脉动源，利用缓冲器衰减脉动；或在管线适当位置装上称作被动式 滤波器的气室缓冲器，吸收脉动。2. 管道未充满液体或液体中含有气泡：本类故障主要是管网工程设计 不良使传感器的测量管未充满液体或传感器安装不妥所致。应采取 措施避免安装在错误位置。传感器下游无背压或背压不足，如安装图的位置e,液流经下游很短一段管段即排人大气，若阀门 2全开， 传感器测量管内有可能未充满液体。有时候流程的流量较大能充满 而仪表运行正常，流量减小就有可能液体不满

17、而使仪表失常。液体 中含有气体 液体中泡状气体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。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，但不会使电 磁流量汁输出晃动；较大气泡则因擦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。液流中微小气泡在流 动过程中会逐渐在高点或死角积聚，若电磁流量计装在管系高点， 潴留气体减少传感器内液体流通面积而影响测量准确度，潴留较多 时还会产生干扰信号；若传感器装在高点卜游，高点积聚气体超过 容纳量或因受压力波动，气体以泡状或片状随液体流动，遮盖电极 而造成输出晃动。外界吸入空气常见途径在给

18、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25 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。液体中溶解空气分离成游离气泡，管系压力降低后原溶 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电磁流量

19、计输出晃动。这可能 是管系启动运行初期电磁流量计输出晃动，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0C时最多可溶解约0.3%VN空 气，若在流程中水温升高空气就会分离成游离气泡（到30 r时，最多只能溶解约 0.15%）。积聚起来也有可能出现故障现象。3. 外界电磁干扰：电磁流量计由于流量信号小易受外界干扰影响，干 扰源主要有管道杂散电流、静电、电磁波和磁场。管道杂散电流主要靠电磁流量计良好接地保护，通常接地电阻要小于0.5 Q,不要和其他电机和电器共用接地。有时候环境条件较好，电磁流量计不接 地也能正常工作，但是我们认为即使如此还是作好接地为妥。因为 一旦良好环境条件不复存在，

20、仪表出现故障，届时会影响使用，再 作各种检查带来诸多麻烦。有时候电磁流量计虽然良好接地，由于 管道杂散电流过于强大（如电解工艺流程管线和有阴极保护管网） 影响电磁流量汁正常测量，此时却须将电磁流量传感器与所管道之 间作电气绝缘隔离。静电和电磁波干扰会通过电磁流量计传感器和 转换器间的信号线引入，通常若良好屏蔽（如信号线用屏蔽电缆， 电缆置于保护铁管内）是可以防治的。然而也曾遇到强电磁波防治 无效的实例，此时将转换器移近到传感器附近，缩短连接的信号电 缆，或改用无外接电缆的一体型仪表。磁场干扰通常只有采取电磁 流量传感器远离强磁场源。电磁流量计抗磁场的能力视传感器的结 构设计而异，如传感器激磁线

21、圈保护外壳由非磁性材料（如铝，塑 料）制成，抗磁场影响的能力较弱，钢铁制成则较强。4. 论证核查液体物性：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末均匀混合，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。在精细化工业、食品业、医药 业和给水处理工程经常在主液内加药液，而药液通常是由往复泵或 膜片泵按主液流量成比例地注入。注入药液后的上液呈现有药液段 和无药液段相间隔的段列，

22、 若两种电导率不问的液体没有混和均匀， 其下游测量流量的电磁流量计输出就会呈现晃动。出现这种情况应 将加液点移至下游，或将电磁流量计移全加液点上游；如果受现场 条件限制或嫌改装工程量大，亦可在加液点下游装混合器补救之。 但装静态混合器后液流将产小旋转流，有可能造成1%或以上的额外附加误差。然而与输出晃动无法测量相比，是权衡两弊取其轻的措 施。若混合液在管道内化学反应未结束就进入电磁流量汁测量，也 有可能出现输出晃动现象。这种情况下只能改变测量点位置，务使 测量位置在混合点上游或远离混合段的下游。然而远离混合段的相隔距离需要很长，例如反应时间 60s，液体流速3ms，不考虑保险 系数就要求相距1

23、80m液体电导率若接近下限值也有可能出现晃动 现象。因为制造厂仪表规范（ specification ）规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测量的最低值，而实际条件不可能都很理 想。我们就多次遇到测量低度蒸溜水或去离子水，具电导率接近电 磁流量计规范规定的下限值 5X10-6S/cm使用时却出现输出晃动。 通常认为能稳定测量的电导率下限值要向1 2个数量级。液体电导率可查阅附录或有关手册，缺少现成数据则可取样用电导率仪测定。 但有时候也有从管线上取样去实验室测定认为可用，而实际电磁流 量计不能工作的情况。这是由于测电导率时的液体与管线内液体已 有差别，譬如液体已吸收了大气中C02或NOx生

24、成碳酸或硝酸，改 变了电导率。对于含有颗粒或纤维液体产生的噪声浆液，采取提高 激磁频率能有效地改善输出晃动。5.不同激磁频率下时瞬时流量晃动量:激磁频率/Hz显示流量(峰晃动范围)/m3 ?h1与平均值的百分比50/3218022310.750/182002245.650/61902207.350/22552651.96. 调查液体与电极材料匹配：电极材料的选择首先考虑足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。介质与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，

25、尚待在实践中积累。钽： 水、碱等非酸液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钽电极。哈氏合金 B:高浓度盐酸 哈 氏合金B对温度浓度不高的盐酸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，应改用钽电极、硝酸、硫酸等酸液也有 相似效应的实践经验。铂：过氧化氢 铂电极用于测量低压过氧化氢 (压力低于0.3MPa时，由于触媒作用在电极表面产生气雾，阻断 了电气通路而影响工作。钔：浓度大于 10%勺盐酸 铂电场对浓度大

26、 于10%勺盐酸会产生噪声，当改用钽电极。哈氏合金 B:硫酸铝溶液 水厂用硫酸铝与原水混合以凝聚悬浮体。第五节零点不稳定检查和采取措施、故障原因零点不稳定人体上可归纳为5方面故障原因，它们是：(1) 管道未充满液体或液体中含有气泡；(2) 主观上认为管系液体无流动而实际上存在微小流动；其实不足电磁流 量计故障，而足如实反映流动状况的误解；(3) 传感器按地不完善受杂散电流等外界干扰：(4) 液体方面(如液体电导率均匀性，电极污染等问题)的原因；(5) 信号回路绝缘下降。二、检查程序先按流程全面考虑作初步调查和判断，然后再逐项细致检查和试排除故障。流程所列检查项口顺序的先后原则是：（1）可经观察

27、或询问了解毋须较大操作 的在前，即先易后难；（2）按过去现场检修经验，出现频度较高而今后可能出 现概率较高者在前；（3）检查本身所需的先后要求。若经初步调查确队足后几 项故障原因，亦可提前作细致检查。故障检查和米取措施1. 管道未充满液体或液体中含有气泡前段已经有阐述。2. 管道有微量流动：主观上认为流量传感器内无流动而实际上存在着微量 流动。本类故障主要原因是管线的截止阀密闭性差，电磁流量计所检测 到的微小泄漏量，误解为零点变动或零点不稳定。阀门使用日久或液体 污肌使阀门密闭不全的事例是会经常遇到的，大型阀门尤其如此。另一 个常见原因是流量仪表除了上管道外还有若干支管，忘记或忽略这些支 管的

28、阀门关闭。有时候，在现场确认管系无流动还比较困难。此时可按 下图所示，在流量传感器2前后的截止阀1、4间设置小口径泄漏监视阀 3，观察足否有泄漏量。双阀关闭和泄漏监视1，4，6截止阀；2流量传感器3，5泄漏监视阀3. 接地不完善受外界干扰影响和接地电位变动影响：管道杂散电流等外界 干扰影响主要靠电磁流量计良好的接地保护，通常要求接地电阻小于 1000Q ,不要和其他电器共用接地。有时候环境条件较好，电磁流量计 不接地亦能正常工作，但是一旦良好环境不存在，仪表会出现故障，届时再作检查会带来堵多麻烦。流量传感器附近的电力设备状态的变化 （如 漏电流增加）形成按地电位变化，电会引起电磁流量计零点变动

29、。4. 调查液体物性：液体电导率变化或不均匀，在静止时会使零点变动，流 动时使输出晃动。因此流量计位置应远离注入药液点或管道化学反应段 下游，流量传感器最好装在这些场所的上游。液体若含有固体，或杂质 沉积测量管内壁，或在测量管内壁结垢，或电极被油脂等污秽等等，均 有可能出现零点变动。因为内壁表面结垢和电极污秽程度不可能完全一 样和对称，破坏出厂初始凋零设定的平衡状况。积极措施是清除污秽和 沉积垢层；若零伙变动不大也可尝试重新调零。5. 调查信号线路绝缘：信号回路绝缘下降会形成零点不稳。信号回路绝缘 下降的主要原因，电极部位的绝缘电阻下降所引起的，但也不能排除信 号电缆及其接线端子绝缘下降或破坏

30、。因为有时候现场环境十分严酷， 稍一疏忽仪表盖、导线连接处密封不慎，弥漫着潮气酸雾或粉粒尘埃侵 入仪表接线盒或电缆保护层，使绝缘下降。信号回路绝缘电阻检查分别 按电缆侧和流量传感器侧两部分进行，用兆欧表测试。因信号电缆容易 检查可先做。流量传感器再分两次进行：充满液体测量电极表面接触电 阻和空管后测量，电极绝缘电阻。6. 检查电极接触电阻和电极绝缘电阻分 2步进行：(1)充满液体测量电极 表面液体接触电阻，流量传感器卸下信号电缆接线，用万用表分别测量 每电极与接地点间的电阻，两电极对地电阻值之左应在10% 20%。第九节中"一、电极接触电阻的测量"将有进一步说明。(2) 空

31、管测量电极绝缘 放空测量管，用干布揩于内表面，待完全干燥 后，用H500VDC匕欧表测量各电极与地间的电阻们，阻值必须在100血以上。第六节流量测量值与实际值不符的检查和采取措施一、故障原因引起测量流量与实际测量不符的故障原因，大体上可归纳成以下6个方面。(1) 转换器设定值不止确；(2) 传感器安装位置不妥，未满管或液体中含有气泡：(3) 未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘性能下降：(4) 传感器下游流动状况不符合要求；(5) 传感器极间电阻变化或电极绝缘性能下降：(6) 所测量管系存在未纳入考核的流入/流出值。二、比对的参照系在检查本身故障现象之前，首先要评估与电磁流量计测量流量比对的实

32、际流 量(即各参照系推导出来的参比流量)的准确性和正确性。人们用作参照流量常 从以下3个方面获得：(1) 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；(2) 与其他流量测量值之间的比对，如与水池容器的体积或夹装式超声流 量汁的流量相比较；(3) 与历史测量值相比较。流程现场工艺运行人员按这些参照系，根据他们的经验提出流量仪表测量值不准确的看法，仪表工程师要了解与分析运行人员 作出判断的依据，过程和数据，了解流程必要时去现场勘察，确认其正确后才作 下一步检查。现例举用得较多的夹装式超声流量计作比对参照时，准确性评估中的几点常见失误。3 1做作流量计算时流通面积未实例测量管段的外

33、径和壁厚，仅按所查 得钢管规格表中名义尺寸代入，由于外径和壁厚的允差，带来流通面积的计算误 差。例如DN200-DN500无缝热轧钢管流通面积可能相差±(3.4 3.2)%; 即卩使外径用圆周法实测而壁厚未测而用名义尺寸，流通面积也可能相差±(1.251)%。3 2在现场测量声波传播距离如有(1 2)%误差，即会给流量测量带来 (1 2)%的误差。3.3没有计入水泥衬里层厚度，旧管锈蚀层或污积层厚度。又如水厂经常 用清水池体积作比对参照，要评估水池面积的准确性。经常发生计算水池面积仅 按设计图或竣工图数据，由于竣工图仅按工程要求而未按计量要求丈量， 必然会 带来误差；还有可

34、能未减去水池中隔墙、管线所占去的体积，以及旁路管线流出 /流人的体积。并要确认在试验时间内阀门的密封性等等，均应作复核评估。三、检查程序 先按流程全面考虑作初步调查和判断，然后再逐顷细致检查和试排除故障。 流程所列检查顺序的先后原则足：（1）可经观察或询问了解而毋须作较大操作的在前，即先易后难；（2）按过去现场检查经验，出现频度较高者在前；（3）检查本身的先后要求。若经初步调全确认是后几项故障原因，亦可提 前作细致检查。四、故障检查和采取措施1、复核转换器设定值和检查零点、满度值。首先检查相配套传感器和转换 器的编号是否对号。当今大部分电磁流量计在制造厂实流校准后在传感 器名牌（随机使用说明书

35、 ，标明校准的仪表常数，并在所配套的转换 器内设定好。因此新安装的仪表调试前首先要复核仪表常数，或者传感 器编号和转换器编号是否配对。因为这类失配的事件经常发生，还需复 核口径、量程和计量单位等设定值）检查转换器零点和量程。2、查管道充液状况和含有气泡：类故障主要原因及排除方法已经在前段加 以阐述。3、检查信号电缆系统：检查连接电缆匹配是否适当、连接是否正确、绝缘 是否下降。通常人们检查电磁流量计测量流量不符的故障原因，往往忽 视连接传感器和转换器之间的电缆系统，而从制造厂去现场服务调试或 检查过程的故障事例中，实际上出现连接电缆的原因频度颇高。例如经 常遇到以下事例：（ 1）将所附整根电缆割

36、断后重新连接，使用一阶段后 连接处吸入潮气，绝缘下降；（ 2）信号线末端未处理好，内屏蔽层、外 屏蔽层和信号芯相互间有短接，或与外壳短接；（ 3）不用规定型号的专 用电缆；（ 4）电缆长度超过受液体电导率约束的长度上限；（ 5）液体 电导率较低而传感器和转换器相距较远，未按规定用驱动屏蔽电缆，有 些型号仪表电缆长度超过30m电导率低于10-4S/cm时就需用2芯双重 屏蔽的驱动屏蔽层。 上述 5 种事例中（3）-（5）只会出现在初装调试期， （2）也较多出现于初装调试期。4、调查传感器上游流动状况，检查传感器测量道道内壁状况：传感器上游 流动状况常因受安装空间限制，偏离规定要求， 如接近产生扰

37、流的阻流 件而无足够长度的直管段，这些会引入影响测量准确的因素。特别是接 近传感器上游设置调节阀或未全开的闸阀，能完满解决的唯一办法足改 动传感器的安装位置；在上游直管段长度不足的情况下，安装整流器也 只能作部分改善。测量管道内壁存在淤积层或管壁被磨损，从而改变流 通面积，影响测量值。这类故障的出现只有在运行一段时期后才会出现。 流量传感器上游流动状况偏离要求的原因绝大部分是工程设计将传感器 安装在不适当位置所致；但也发生过工程设计的安装情况良好，但运行 一段时间后，却出现较大误差，按常识判断为流动状况不善，似乎足不 可能的，但也确实发生过。5、检测电极与液体间接触电阻和电极绝缘：电极与液体接

38、触电阻值主要取决于接触面积和液体电导率。一般结构电极在测量电导率为 5X10-6S/ cm的蒸馏水时电阻值为350kD,电导率为150X 10-6S/cm的生活和工业 用水约为15kn,电导率为1 x 10-2S/cm的盐水约为200n。用万用表在 充满液体时测量电极接触电阻，虽然只是确定大体的值，却是判断管壁 状况较方便的方法。准确的测量则必须用交流电桥，如Kohlraush电桥" 等测量。电磁流量传感器的电极接触电阻最好在新装仪表调试时即测量 并记录在案，以后每次维护时均作测量（作分析比较测得出的电阻值， 必须是用同一型号万用表，同一测量档的测量值），分析比较将有助于 今后判断仪

39、表故障，省略从管道上卸下流量传感器进行检查。如所测电 极接触电阻值比以前增加，说明电极表面被绝缘层覆盖或部分覆盖；如 比以前电阻值减少，说明电极和衬里表面附着导电沉积层。通常要求电 极绝缘电阻大于100Mn若检查结果确实是绝缘破坏只能调换传感器。检 查电极绝缘的方法是先卸下流量传感器，放空液体，用布擦干衬里内表 面，不留液（水）渍，干燥后用 500VDC兆欧表，分别测试两电极对地电 阻。然而绝缘下降的原因，往往是接地接线柱等浸水受潮所致，有时候 用热吹风排除潮气即可恢复绝缘。6、检查有否未纳入考核的歧管流出或流入：当流程工艺人员发现测量流量 与参照量有较大差别时，分析各种原因常聚焦于流量仪表方

40、面而忽略测 量管道歧管流出/流入的原因。工艺操作人员与去现场服务仪表工程师 讨论时，常常有把握地说无歧管流出或流入。然而现场服务经验表明， 作了全面检查并排除其他各种故障可能性后，最后常是有歧管流出或流 入导致测量流量与所谓"实际测量"不符，这种实例不是个别的。因此有 否歧管亦应作为一个方面进行调查。例如调查在作为参照量（如超声流 量计、容器和水池等）测量点与电磁流量计之间的管道有否歧管，阀门 是否紧闭，此外也应检查容器或水池是否连有其他流出流入源。流动调整器（流动整流器）是置于管道内的多孔板或由较小管束（或 格栅板）组成的一种管件，用来减少（或消除）漩涡和改善流速分布畸

41、变，以达到缩短直管段长度的目的。第七节 输出信号超满度值检查和采取措施一、故障原因输出信号超满度值的故障原因来自4个方面，即:传感器方面、连接电缆方 面、转换器方面、连接于转换器输出的后位仪表方面。每个方面又各有多种原因， 其主要如下所列：（1）传感器方面-电极间无液体连通，从液体引入电干扰；（2）连接电缆方面-电缆断开，接线错误；（3）转换器方面-与传感器配套错误，设定错误；（4）后位仪表方面-未电隔离，设定错误。二、检杳程序检查首先足判别故障原因来自转换器之前 （即流量信号上游）还是在转换器 以及其后之后位仪表，然后按流程全面考虑作初步调查和判断， 再逐项细致检查 和试排除故障。流程所列检

42、查项目顺序的先后原则是：（1）可经观察或询问了解毋须较大操作在前，即先易后难；（2）按过去现场检修经验， 出现频度较高而今后可能出现概率较高者在前；（3）检查本身的先后要求。若经初步调查确认是后几项故障原因，亦可提 前检查。三、故障检查和采取措施1、判别故障原因在转换器之前还是在转换器及其后之下位仪表故障原因换器之前，即在传感器和传感器转换器之间的信号电缆（一体型 电磁流量计信号连接线，在仪表内部，一般极少出现故障）；之后即在传感器本 身及其后积算器或流量计算机等下位仪表。 先在管道和流量传感器内通水， 静止 无流动状态下将转换器两信号端子和功能地或保护地端子短路， 观察转换器输出 信号是否到

43、零。 若能到零，则可初步判断故障在转换之前而不在转换器本身及后 位仪表，下一步可先重点检查连接电缆和传感器； 若不能到零， 则检查重心应在 转换器和后位仪表。2、确认信号电缆完好性和两电极场与液体充分接触。若信号回路断开，输出信号将超满度值，因此本检查项目主要是核实流量信 号回路完整通畅。 信号回路包括电缆及其连接端子， 流量传感器一对电极和电极 间液体。除检查电路通断外，还应核实电缆型号，各接点的连接正确性，绝缘是 否达到要求等。流量传感器电极末接触到液体 （ 两电极均末接触到液体或一只电 极末接触到， 同样也断开了信号电缆， 将流量传感器改装到能充满液体位置等排 除电极与液体末接触的原因。

44、3、复核转换器设定值的正确性，核查零点和满点 分离型电磁流量计出厂时，一般转换器和传感器按合同规定口径及流量及设 定参数实流校准，传感器和转换器必须一一对应。因此，先检查配套是否正确， 再检查转换器仪表常数和各参数是否符合。 然后再用模拟信号器复查零点。 一体 型仪表毋需检查本项。4、检查下（后）位仪表 电磁流量转换器输出流量信号传送给流量积算器，流量计算机等下位仪表。若后位仪表带电连接（即有源负载），负载上电源会损坏转换器输出电路，出现 输信号超满度值现象， 要采取电隔离措施。 转换器输出回路有允许接地和不允许 接地两种类型。若是允许接地者，输出仍超过满度值，转换器有故障；若是不允 许接地者

45、误接地，只要去除接地就可运行正常。5，检查从液体引入电磁干扰检查流程图第 5 项。在无激磁电流情况下，用万用电表或示波器在两电极检 测干扰电势。这一故障现象常出现于制碱工业氯化纳电解工序等和阴极保护管线 上，可采取将电磁流量传感器与管线绝缘的措施，使电极与液体处于同电位。 6、查转换器本身转换器本身故障引起输出信号超满度值的原因较为复杂，它可由转换器内各 单元线路中某一环节引起的，因类型（模拟式或数字式）而有较大差别。对于一 般使用单位； 可利用当代电磁流量计线路板分成可互换相互独立的单元， 采取试 换备用线路板 （或临时借用同型号其他运行正常仪表的线路板） 以替代法检查判 别。先检查流程图第

46、 6 项，即查输入输出电路。 按模拟电路转换器或数字电路 转换器两种类型各自特点上， 着重检查几个环节， 对模拟电路转换器应从反馈回 路是否开路，输出回路有否损坏为主；对数字电路转换器应从ND转换电路和输出回路分析为主要检查环节。然后检查流程图第 7 项，即查转换器其他电路。第八节故障分述和案例本章前文作故障类型分析和故障检查时， 对故障源头作了一些描述，本节则 进一步讨论故障源头，并例举13个具体案例。这些案例除注明外均为笔者及其同事们的实践经验。一种故障源头会表现出多种故障现象，汇总如表7.2所示故障源故障现象类别名称1、无信号输岀2、输出晃动3、零点不稳4、流量测 量值与实 际值不符5、

47、输岀超满 度1、安装不善VVV2、未满管、少量气体，呈分散流VV管道气体增加，呈分层流或波状流VV系统呈气泡流或塞状流V和相液位在电极以下V关设3、管系驻留气体VV备类4、管系吸入气泡VV5、往复泵或控制阀振荡产生脉动VV6、使用过程中流动状态变化V1、液体中含有气体VV2、液体中含有固体浆液噪声V电极被污染V、流体 类导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬 里V衬里被磨损或被沉积改变流通面积V3、电导率不均匀或接近阀值V4、与液体接触件材料失配VV5、流动噪声V1、强磁场V三、2、强电磁波V环境3、管道杂散电流V类4、地电位变化VV5、潮气浸入VVV一、管道系统和相关设备类源自管道系统和相关设备

48、引起电磁流量计故障源主要有：1、安装不善；2、未满管；3、管系储留气体；4、不断吸入气体；5、往复泵或控制阀振荡产生的 脉动流；6、使用过程中流动状态变化。1、安装不善安装不善的例子有：（1）流量传感器与连接管道间内径匹配失当， 相差过大， （1S091（4：1991 规定：在没有制造厂推荐的情况下， 连接管内径不得小于流量传感器内径， 不得 大于内径的 3）；（2）流量传感器与管道间垫圈突入流通通道；（3）邻近流量传感器前挠流件产生严重流速分布畸变或旋转流，直管段不 是。这些原因主要引起流量测量值与实际值不符，有时也会出现输出晃动。案例 1 本实例虽非上文例举的安装不善直接引起的，但其因故却

49、与流量传 感器进入端垫圈进入流通通道相同。上海某水厂两根输水管各用二台串联 DNl400 仪表计量出厂成品水，分别由发送方和接收方掌握。第一台传感器上游 离全开蝶阀距离约 5 米与下游第 2台传感器相距约 2.5 米，上游直管段长度略嫌 不足。 1997 年启用，发现相同一根管线两台仪表计量值相差 15，半年后差值 略有减小，为 10。除未检查传感器测量管内部状况外，作了全面检查和分析， 未找出故障原因，成为悬案。直到 1998 年下半年卸下传感器发现进口管道水泥 衬里大块脱落，堆积在传感器进口处高度达300-350mm这些堆积物导致进入传感器水流流速分布严重畸变， 即管道下部约有 0.25D

50、 高度的弓形截面障碍物挡 住了水流。清除障碍即恢复正常。对于差值半年后从 15减小到 10，可以解 释为开始时堆积高度比300-350mm高，在流动冲刷下高度降低，差值也随着减 小。大口径流量传感器卸下管线或进入管道检查内部， 必须停止供水， 涉及面广， 通常只能在排除其他故障的可能性后，放到最后进行。2、未满管 由于背压不足或流量传感器安装位置不良， 致使其测量管内液体 未能充满， 故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。 若少量气体在水平管 道中呈分层流或波状流， 故障现象表现为误差增加， 即流量测量值与实际值不符； 若流动是气泡流或塞状流， 故障现象除测量值与实际值不符外， 还会因气相

51、瞬间 遮盖电极表面而出现输出晃动。 若水平管道分层流中流通面积气相部分增大， 即 液体未满管程度增大， 亦会出现输出晃动。 若液体未满管到液体表面在电极以下， 则会出现输出超满度现象。案例2某造船厂有一台DN80m电磁流量计测量水流量，运行人员反映关闭 阀流量为零时，输出反而达到满度值。现场检查发现传感器下游仅有一段短管， 水直接排人大气，截止阀却装在传感器上游（如图 3虚线 1位置），阀关后传感 器测量管内水全部排空。将阀改装到位置 2，故障便迎刃而解。这类故障原因在 售后服务事例中是经常碰到的，当属工程设计之误。3 、管系潴留气体 管系潴留气体的一种原因是启用前未能排净管内空气， 剩 留气

52、体积聚在管系高点， 流动时被液体夹带， 呈气泡状流出； 另一原因是液体中 夹带小气泡逐渐聚集， 潴留在管系高点。 故障表现为流量测量值和实际值不符以 及输出晃动。案例3南京某石化厂以DNI000mmi管道引长江水，管道长10km顺地势起伏 途经小丘，在小丘顶装DN700m仪表。管系投入运行，电磁流量计不能正常工作， 经现场检查发现电磁流量传感器及其附近有水流声的不正常现象。 初步分析认为 管系启用后未能将管道内空气排净，而工程设计未在高点装排气阀而无法放气。 测量电极信号高达4mV（大部分为干扰电势），因不能停水无法进一步检查和排 除故障。数月后制造厂维修人员再次随访， 此时不再有水流声， 因

53、经过一段时间 流动，剩留空气随水流带走，重新调试即能使之正常运行。案例 4 广西某水厂在郊区山头设置清水池， 利用水池高度势能发送成品水。 运行人员反映计量出水量的DN700mr电磁流量计有时候流量显示不稳。晃动达百分之十几到百分之二十，误差也大，估计相差约20%。现场考查发现水池如图7-9所示安装流量传感器，水位高度不足就会卷入气泡，甚至流量传感器测量管 内不能充满。如水位降至 A线时，虽高出吸入口顶端，但高出不多，还会在C处产生旋涡，将水位表面空气卷入形成气泡，使显示晃动；若水位降到B,测量管将不满管。我们建议如图虚线所示装一弯头，扩大水池有效容量，减少吸入气 泡的机会，弥补原设计的不足。

54、这类实例是经常遇到的。5、往复泵或控制阀振荡产生脉动流 往复泵泵送液流而测量点又未远离泵， 脉动 流会使电磁流量计输出晃动，有时候还会产生测量误差。为减缓脉动对仪表的影 响，通常可采取提高电磁流量计激磁频率或增加电阻尼；在管系方面可增装气室等阻尼装置。管系流量控制失配使控制阀启闭振荡也会形成脉动流。6使用过程中流动状态变化通常仪表调试正常运行一段时期后，也会因流动状 态变化而出现故障。虽然这种故障原因出现概率不高，但在分析故障原因时不应 忘记这一因素。案例5这是一个悬挂在液流中的剥离衬里片摆动，随着液流形成脉动流的 罕见实例。江西某铜矿装有若干台电磁流量计测量含粉状体的浆液，几年来一直使用正常

55、。到1998年7月用户反映其中一台DN600m仪表出现输出晃动高达满 度值的50%-100 %。现场检查仪表本身均正常，并且巡视和询问得悉流动动力 源末改动，不会新产生流动波动，也排除了使用环境变坏新引入干扰的可能性。 总体印象是仪表正常，安装和环境条件符合要求。当时因不能停流卸下和检查流 量传感器隐蔽部分及其邻近管道状况， 一时未找出故障原因。直到月余后该厂停 车枪修，发现流量传感器附近卜游衬有橡胶衬里的 U型管内，大片橡胶衬里脱落， 悬挂于管内，随液体流动而摆动，造成流动波动，仪表如实反映，形成输出晃动。 新换上U型管后，大幅输出晃动就不再出现了。案例6龟在管内洄游，输出信号出现大尖峰，本

56、案例取自一则国外报导， 是在美国发生的大口径电磁流量计监测火电厂冷凝器冷却海水流量，从记录纸上看到仪表偶尔出现大尖峰信号。数度现场检查，因干扰噪声瞬现即逝，检查时捕 捉不到，也未发现周围会有产生电气噪声等异常情况。 用户曾有人提出也许有鱼 在流量传感器内流动的想法，当时认为排放门有细网目网栅档住和流量传感器上 游不可能有鱼进入而被否定了。但事后做厂一个实验，将电磁流量计安装于小型 水槽，放入金鱼观察，金鱼钻入电磁流量传感器，仪表果然出现尖峰噪声。三、流体类源自流体方面引起电磁流量计故障主要有：1、液体中含有气体，2、液体中 含有固体， 3、电导率不均匀液体接触件材料匹配失当， 5、流动噪声。1、液体中含有气体 液体中含有溶解气体不会影响流量测量， 游离气体 （即 气泡）则会影响测量并可能引起故障。 液体中游离气体有