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電磁流量計(jì) 輸出晃動(dòng)檢查和采取措施

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一、故障原因

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輸出晃動(dòng)大體上可歸納為五方面故障原因，它們是：

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（1）流動(dòng)本身是波動(dòng)或脈動(dòng)的，實(shí)質(zhì)上不是電磁流量計(jì)的故障，僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況；

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（2）管道未充滿液體或液體中含有氣泡；

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（3）外界雜散電流等的電磁干擾；

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（4）液體物性方面（如液體電導(dǎo)率不均勻或含有較多顆粒/纖維的漿液等）的原因；

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（5）電極材料與液體匹配不妥。

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二、檢查程序

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圖7－3所示是檢查電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)的流程。先按流程圖全面考慮作初步調(diào)查和判斷，然后再逐項(xiàng)細(xì)致檢查和試排除故障。流程所列檢查順序的先后原則是：①可經(jīng)觀察或詢問了解無須作較大操作的在前、即先易后難；②按過去現(xiàn)場(chǎng)檢修經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)頻率較高而今后可以出現(xiàn)概率較高者在前；③檢查本身的先后要求。若經(jīng)初步調(diào)查確認(rèn)是后幾項(xiàng)故障原因，可提前作細(xì)致檢查。

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? ? ? 三、故障檢查和采取措施

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本節(jié)分別討論上述五個(gè)方面故障原因的檢查方法和采取措施。

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1.流動(dòng)本身的波動(dòng)（或脈動(dòng)）

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?檢查流程圖第1項(xiàng)。若流動(dòng)本身波動(dòng)，儀表輸出晃動(dòng)則是如實(shí)反映波動(dòng)狀況。檢查方法可在使用現(xiàn)場(chǎng)向操作人員和流程工藝人員詢問或巡視是否波動(dòng)源。管系流動(dòng)波動(dòng)（或脈動(dòng)）的原因通常有三個(gè)方面：（1）電磁流量計(jì)上游的流動(dòng)動(dòng)力源采用了往復(fù)泵或膜片泵（經(jīng)常用于精細(xì)化工、食品、醫(yī)藥和給水凈化等加注藥液），這些泵的脈動(dòng)頻率通常在每分鐘幾次到百余次之間；（2）儀表下游的控制閥流動(dòng)特性和尺寸選用不妥，從而產(chǎn)生獵振（hunt-ing），這可觀察控制閥閥桿是否有振蕩性移動(dòng)；（3）其他擾動(dòng)源使流動(dòng)波動(dòng)，例如：電磁流量計(jì)上游管道中有否阻流件（如全開蝶閥）產(chǎn)生旋渦（如渦街流量計(jì)旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的渦列，傳感器進(jìn)口端墊圈伸入流通通道，墊圈條片狀碎塊懸在液流中擺動(dòng)等等）。

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在有脈動(dòng)流動(dòng)源的管線上，要減緩其對(duì)流量儀表測(cè)量的影響，通常采取流量傳感器遠(yuǎn)離脈動(dòng)源，利用管流流阻衰減脈動(dòng)；或在管線適當(dāng)位置裝上稱作被動(dòng)式濾波器的氣室緩沖器，吸收脈動(dòng)。

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2．管道未充滿液體或液體中含有氣泡

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?檢查流程圖第2項(xiàng)，本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良使傳感器的測(cè)量管未充滿液體或傳感器安裝不妥所致，應(yīng)采取措施避免安裝如圖6－17所示a，e位置和以虛線管排放時(shí)b位置，改裝到c，d位置。

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傳感器下游無背壓或背壓不足，如裝在位置e，液流經(jīng)下游很短一段管段即排入大氣，若閥門2全開，傳感器測(cè)量管內(nèi)有可能未充滿液體。有時(shí)候流程的流量較大能充滿而儀表運(yùn)行正常，流量減小就有可能液體不滿而使儀表失常。

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液體中含有氣體? ?液體中泡狀氣體形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡兩種途徑。液體中含有氣泡數(shù)量不多且氣泡球徑遠(yuǎn)小于電極直徑，雖然減少了部分液體體積，但不會(huì)使電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)；較大氣泡則因擦過電極能遮蓋整個(gè)電極，使流量信號(hào)回路瞬間開路，則輸出信號(hào)晃動(dòng)更大。

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液流中微小氣泡在流動(dòng)過程中會(huì)逐漸在高點(diǎn)或死角積聚，若電磁流量計(jì)裝在管系高點(diǎn)，潴留氣體減少傳感器內(nèi)液體流通面積而影響測(cè)量準(zhǔn)確度，潴留較多時(shí)還會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)；若傳感器裝在高點(diǎn)下游，高點(diǎn)積聚氣體超過容納量或因受壓力波動(dòng)，氣體以泡狀或片狀隨液體流動(dòng)，遮蓋電極而造成輸出晃動(dòng)。

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外界吸入空氣常見途徑在給水公用事業(yè)方面主要有因江河原水含有氣泡，或吸入口水位高度過低（通常要求有2～5倍以上吸入口直徑的距離，視吸入流速而異）形成吸入旋渦卷進(jìn)空氣，在流程工業(yè)方面的配比混合容器攪拌時(shí)混入空氣以及泵吸入端或關(guān)系其他局部產(chǎn)生密封不良的場(chǎng)所吸入空氣等。這類故障在實(shí)踐中也常會(huì)碰到。

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液體中溶解空氣分離或游離氣泡? ?管系壓力降低，原溶解的空氣（或氣體）會(huì)分離成游離氣泡。例如充滿液體管系二端閥門關(guān)閉，停止運(yùn)行后逐漸冷卻，由于熱漲冷卻，由于熱膨脹系數(shù)不同，液體收縮比管系收縮大得多，管系中形成收縮空間，形成局部真空狀態(tài)。液體中溶解空氣便分離出來形成氣泡，積聚于管系高點(diǎn)。重新啟動(dòng)，夾入氣泡的液體流過電極表面就可能使電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)。這可能是管系啟動(dòng)運(yùn)行初期電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)，然后趨于穩(wěn)定的這一現(xiàn)象的原因之一。又如水在1個(gè)大氣壓0℃時(shí)最多可溶解約0.3％V/V空氣，若在流程中水溫升高，空氣就會(huì)分離成游離氣泡（到30℃時(shí)，最多只能溶解約0.15％），積聚起來也有可能出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

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3 外界電磁干擾

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? 檢查流程圖第3項(xiàng)。電磁流量計(jì)由于流量信號(hào)小易受外界干擾影響，干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場(chǎng)。

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管道雜散電流主要靠電磁流量計(jì)良好接地保護(hù)，通常接地電阻要小于10? （或100? ），不要和其他電機(jī)和電器公用接地。有時(shí)候環(huán)境條件較好，電磁流量計(jì)不接地也能正常工作。但是我們認(rèn)為即使如此還是作好接地為妥。因?yàn)橐坏┝己铆h(huán)境條件不復(fù)存在，儀表出現(xiàn)故障，屆時(shí)會(huì)影響使用，再作各種檢查帶來諸多麻煩。

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有時(shí)候電磁流量計(jì)雖然良好接地，由于管道雜散電流過于強(qiáng)大（如電解工藝流程管線和有陰極保護(hù)管網(wǎng)）影響電磁流量計(jì)正常測(cè)量，此時(shí)卻須將電磁流量傳感器與其管道之間作電氣絕緣隔離（參見案例12）。

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靜電和電磁波干擾會(huì)通過電磁流量計(jì)傳感器和轉(zhuǎn)換器間的信號(hào)線引入，通常若良好屏蔽（如信號(hào)線用屏蔽電纜，電纜置于保護(hù)鐵管內(nèi)）是可以防治的。然而也曾遇到強(qiáng)電磁波防治無效的實(shí)例，此時(shí)將轉(zhuǎn)換器移近到傳感器附近，縮短連接的信號(hào)電纜，或改用無外接電纜的一體型儀表（參見案例10）。

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磁場(chǎng)干擾通常只有采取電磁流量傳感器原理強(qiáng)磁場(chǎng)源。電磁流量計(jì)抗磁場(chǎng)的能力視傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而異，如傳感器激磁線圈保護(hù)外殼由非磁性材料（如鋁、塑料）制成，抗磁場(chǎng)影響的能力較弱，鋼鐵制成則較強(qiáng)。

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4．論證核查液體物性

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檢查流程圖第4項(xiàng)。液體物性中有三種因素會(huì)使輸出晃動(dòng)。它們是：（1）液體中含有固相顆粒或氣泡；（2）雙組分液體中二種液體電導(dǎo)率不同而未均勻混合，或管道化學(xué)反應(yīng)尚未完全完成；（3）液體的電導(dǎo)率接近下限值。

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? ?被測(cè)液體含有較多固體顆粒會(huì)像前文所述氣泡一樣，使流量信號(hào)出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲等，造成輸出晃動(dòng)。固相若是粉狀通常則不會(huì)形成輸出晃動(dòng)。

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? ?在精細(xì)化工業(yè)、食品業(yè)、醫(yī)藥業(yè)和給水處理工程經(jīng)常在液內(nèi)加藥液，而藥液通常是由往復(fù)泵或膜片泵按主液流量成比例地注入。注入藥液后的主液呈現(xiàn)有藥液段和無藥液段相間隔的段列，若兩種電導(dǎo)率不同的液體沒有混合均勻，其下游測(cè)量流量的電磁流量計(jì)輸出就會(huì)呈現(xiàn)晃動(dòng)。出現(xiàn)這種情況應(yīng)將加液點(diǎn)移至下游，或?qū)㈦姶帕髁坑?jì)移至加液點(diǎn)移至下游，或?qū)㈦姶帕髁坑?jì)移至加液點(diǎn)上游；如果受現(xiàn)場(chǎng)條件限制或嫌改裝工程量大，亦可在加液點(diǎn)下游裝混合器補(bǔ)救之。但裝靜態(tài)混合器后液流將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，有可能造成1％或以上的額外附加誤差。然而與輸出晃動(dòng)無法測(cè)量相比，是權(quán)衡兩弊取其輕的措施。

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若混合液在管道內(nèi)化學(xué)反應(yīng)未結(jié)束就進(jìn)入電磁流量計(jì)測(cè)量，也有可能出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象。這種情況下只能改變測(cè)量點(diǎn)位置，務(wù)使測(cè)量位置在混合點(diǎn)上游或遠(yuǎn)離混合段的下游。然而原理混合段的相隔距離需要很長，例如反應(yīng)時(shí)間60s，液體流速3m/s，不考慮保險(xiǎn)系數(shù)就要求相距180m。

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