摘要:在煉(liàn)鐵高爐生産(chǎn)中冷卻水量(liàng)配置相當重(zhong)要,這就要🌈求(qiú)測量冷卻水(shui)量大小的電(diàn)磁流量計 必(bi)需正确。本文(wén)闡述了電磁(ci)流量計在煉(lian)鐵高爐生産(chan)的應❌用中,經(jing)常存在的--些(xiē)故障現象進(jìn)行具體分🌂析(xi)以及處理方(fāng)法和需注意(yi)的事項等
1前(qián)言
　　在高爐生(sheng)産中,用于測(cè)量冷卻水流(liú)量的電磁流(liu)量計有近二(er)❌十台,其中每(mei)--台都擔負着(zhe)測量某一流(liú)某一段冷卻(què)水流量的重(zhong)任，我們知道(dao)在煉鐵高爐(lu)生産中,要求(qiu)測量冷卻水(shui)量的電磁流(liu)量計必需正(zhèng)确無誤。又由(you)于這些用于(yú)監測冷卻水(shuǐ)量的🌈電磁流(liu)量計都分布(bu)在高爐現場(chǎng)高溫高濕的(de)惡劣環境中(zhong),因🔴此測量精(jīng)度受環境及(jí)被測介🔞質影(yǐng)響很大,下面(miàn)進行具體分(fèn)析。
2電磁流量(liang)計原理
　　電磁(ci)流量計的基(ji)本原理是法(fǎ)拉第電磁感(gan)應定律,運動(dòng)的🌈導‼️體在磁(ci)場中切割磁(ci)力線,在其兩(liang)端産生感應(ying)電動勢。如圖(tú)所示,在一内(nei)徑爲D,内部磁(ci)場強度爲B的(de)非♋導磁性測(cè)量管内,液态(tài)的具有導電(dian)性被測介質(zhi)以v的速度流(liú)動,則在與流(liu)動方向垂直(zhi)的方向_上産(chǎn)生與流量成(cheng)比例的☔感應(ying)電勢U,該電勢(shì)的大小㊙️如下(xia):


　　式中:K爲儀(yi)表常數,由于(yú)傳感器生産(chan)的離散性,對(duì)同一标稱口(kǒu)徑的傳感器(qì)予以修正，K=4B/πD。
傳(chuan)感器的感應(ying)電勢U與流量(liàng)q是線性的比(bǐ)例關系,它隻(zhī)與磁感應強(qiang)度B和測量管(guǎn)内徑D有關,而(er)與其他物理(li)參數的變化(hua)無關,這是電(diàn)磁流量計的(de)優點。隻要測(ce)出感應電勢(shì)的大小，就可(ke)計算出實際(ji)的流量。
3常見(jian)故障判斷及(ji)分析
　　由以上(shàng)原理介紹,下(xia)面就具體從(cong)幾個方面對(duì)電磁流量計(jì)🐉使用中常見(jiàn)故障的成因(yīn)、檢測判别方(fang)法以及對🌈故(gù)障的處理方(fāng)式進行闡述(shù),綜合分析電(diàn)磁流量計在(zài)生産使用測(ce)量中主要存(cún)在以下幾方(fang)面問題:分别(bié)是🧡液體中含(hán)有氣泡、電極(jí)腐蝕、電導率(lǜ)過低🍓、襯裏變(biàn)形、電極結垢(gou)、外部❓幹擾磁(cí)場或電場、電(diàn)極短路(金屬(shu)顆粒)等。
1)液體(tǐ)中含有氣泡(pào)。液體中含有(yǒu)氣泡導緻測(cè)量不準或測(cè)量值波動(輸(shu)出波動)。故障(zhang)原因:液體中(zhong)的氣體有從(cóng)外界吸入和(he)液🍓體中溶解(jie)氣體空氣)兩(liang)種途徑。若液(yè)體中含有較(jiao)大氣泡,則因(yīn).擦過電極時(shi)能遮蓋整個(ge)電極,使流量(liàng)信号輸入回(hui)路瞬時開路(lù),導緻輸出信(xin)号出現波動(dòng)。判斷方法:最(zuì)簡單的判斷(duan)方法是🔞當遇(yu)到測量值波(bō)動時,可切斷(duàn)磁場的勵磁(cí)回💃路電流,如(rú)果此時儀表(biǎo)😍依然有顯示(shi)且不穩定時(shí),說明大多是(shì)由于氣泡影(yǐng)響🈲造成。如果(guǒ)此時以指針(zhen)式萬用表測(cè)量電極電阻(zǔ),可測❌量到電(diàn)✨極的回路電(diàn)阻🆚要比正常(cháng)時高。解決方(fang)法:對于被測(cè)介質中含有(you)空氣的情況(kuang),如果判斷是(shi)由安裝位置(zhì)引起的，如因(yīn)電磁流🧡量計(jì)裝在管道高(gao)點而潴🔆留氣(qi)㊙️體或外界吸(xī)入空氣造成(cheng)氣泡❗而導緻(zhi)流量計測量(liàng)波☂️動,就應更(geng)換安裝位置(zhì),可在管道低(di)點或采用U型(xing)管安裝。但很(hěn)多應用情況(kuang)是口徑較大(dà)或💚者安裝的(de)位置不易改(gǎi)換,可在流量(liang)計上遊安裝(zhuang)集氣包和排(pai)氣閥。實驗表(biǎo)明一台 DN2200 口徑(jing)電磁流量計(jì) ,因氣泡造成(chéng)顯示的波動(dong)可達20%~50%,在安裝(zhuang)了排氣裝置(zhi)後,測量即恢(huī)複正常。
2)非滿(mǎn)管。液體未充(chōng)滿管道可分(fèn)爲液面高度(dù)高于測量電(dian)♈極水平面或(huò)低于水平面(miàn)兩種情況。當(dang)管内液面高(gāo)于電極水平(ping)面時,若管道(dao)的前後是直(zhi)管段時🌈,電磁(cí)流量計的測(cè)量大多也能(néng)夠穩定,但流(liú)量計所計量(liang)的液🔞體體積(ji)包💃含了管道(dào)㊙️内的非滿🏃‍♀️管(guan)部分體積,故(gù)這種測量存(cun)在着很大的(de)測量誤差。當(dāng)管内液⛷️面高(gāo)度低于電極(jí)表面時,此時(shi)電極裸露在(zai)空🍉氣中📱,測量(liang)回路實際處(chu)于開路狀态(tai)。電磁流量計(jì)的測量值和(he)輸出處于--種(zhong)随機的狀态(tai),不停地波動(dòng)或是滿💁度。非(fei)滿管的情況(kuàng)多出現在靠(kao)流體直流或(huo)流量計後無(wu)任何背壓的(de)直接排🤞放口(kǒu)。判斷方法:可(ke)采用前✏️述氣(qì)泡判斷的方(fang)法,此時以指(zhi)針式萬用表(biao)測量電極電(diàn)阻,可發現電(dian)極的回🔴路電(dian)阻明顯變高(gāo)。解決方法:在(zai)流量👈計安裝(zhuang)時應盡量在(zài)管道最♋低端(duan)安裝或有意(yì)将流量計安(an)裝在U型管道(dao)。另外⚽，現在市(shì)場上也💔有能(neng)夠在非滿管(guan)情況下測量(liang)💚的電磁流量(liang)計。
3)電極腐蝕(shí)。因電極腐蝕(shí)而造成測量(liàng)值波動的情(qíng)況。故障原因(yin)🌈:由于流量計(ji)電極材料的(de)選擇不當造(zao)成電極爲被(bèi)測液體所腐(fǔ)蝕，從而導緻(zhì)流量計輸出(chu)波✉️動。判斷方(fang)法:由🐅于電極(ji)材料不耐腐(fu)蝕所造成的(de)故障隻有在(zai)🌈電極被腐蝕(shí)後才會表現(xian)出來,之前通(tōng)常🌐無法判别(bié)。對此問題的(de)解決方法,隻(zhī)有更換新的(de)電極。--般電極(ji)腐蝕🤞故障診(zhen)斷處理都屬(shu)于事後維護(hù)處理的方法(fǎ)。
4)電極結垢及(jí)電極短路。電(diàn)極短路的判(pan)斷比較簡單(dan)🚶,若被測👅介💔質(zhì)中含有金屬(shu)物質時,電極(ji)短路較易診(zhen)斷,此時測💔量(liàng)值明顯偏小(xiǎo)🏃‍♂️或趨于零。但(dàn)這種現象在(zài)日常運🌏行中(zhōng)并🔞不多見。電(dian)極結垢,因電(dian)磁流量計經(jīng)常應用于原(yuán)水或水質較(jiao)差等環境，電(dian)極結垢的發(fā)㊙️生幾率較高(gao)。當電極結垢(gòu)時,表現爲信(xin)号逐漸減小(xiao),直至絕緣而(er)使得信号回(huí)路開路,此時(shí)流量信号被(bèi)隔絕。故障🚶原(yuan)因:當📐被測水(shuǐ)❌質的雜質較(jiào)高時,易在管(guǎn)壁🏒附着和沉(chén)澱,若附着的(de)介質是比被(bèi)測液體電導(dǎo)率高的導電(diàn)物質,則信号(hào)電勢被分流(liu)而不能工作(zuò),即電極短路(lù),若是非導電(diàn)層，就是我們(men)日常所說的(de)電極結垢,則(zé)使電極開路(lu)而不能工作(zuo)。判斷方法:若(ruò)附着于襯裏(lǐ)管璧積垢層(céng)爲氧化鐵鏽(xiu)層，或以金屬(shu)🛀🏻爲主要成份(fèn)的雜質,其電(diàn)導率大于液(yè)🚶體🐆電導率,測(cè)得的流量值(zhí)将比實際流(liu)量值低;若爲(wèi)碳酸鈣等水(shuǐ)垢層,由于其(qí)電導率低于(yú)被測介質,則(zé)測得的流量(liang)值将低于實(shi)際流量。假若(ruo)附着層電導(dao)率與液體被(bei)測介質相同(tong),那麽附加誤(wu)💃🏻差爲🙇‍♀️零,但此(cǐ)隻局限于附(fù)着層厚度較(jiao)小的情況，因(yīn)爲相同流量(liàng)有附着層時(shí)流通截面積(ji)減小,但平均(jun)流速增加,相(xiang)互☁️間可抵消(xiāo),因此附加誤(wu)差可以忽略(luè)。該故障解決(jué)方法:建⭕議選(xuan)用不易附着(zhe)🥵的尖形或半(bàn)球形突出電(diàn)極可更換式(shì)🌈電☁️極、刮刀式(shì)清垢電極等(děng)🔞。刮刀式電極(jí)可在傳感器(qì)外定🌂期手動(dòng)刮除沉垢。也(ye)有暫時斷開(kāi)測量電路,在(zai)電極間通以(yi)短時間的低(dī)壓大流量,焚(fen)燒清除油脂(zhi)類附着層。亦(yì)可😄在易産生(shēng)附着層的場(chang)合采用提高(gao)流速以達到(dao)自行清💃🏻掃管(guan)壁的目的,也(ye)是-個比較有(you)效的方法,當(dang)然采用易清(qing)😍洗的管道連(lian)接是-一個比(bǐ)較徹底的方(fāng)法。
5)電導率過(guò)低。電導率低(dī)于閥值(下限(xian)值)會産生測(ce)量誤👈差甚至(zhì)不能穩定工(gong)作,使用時測(ce)量出現波動(dong)現象,電導率(lü)超過🔞閥值即(jí)使再變化時(shi),此時測量的(de)示值誤差幾(jǐ)乎恒定。通常(chang)儀表制造廠(chǎng)規範中規定(ding)的下限值是(shì)🌈指在較理想(xiǎng)的條件下可(ke)測量🔞的最低(dī)值🌈,而實際使(shi)用條件不可(ke)能都很理想(xiǎng)。判🤩斷方法:液(yè)體電導率可(ke)查閱有關手(shou)冊,若缺少現(xian)成數據時,則(ze)可用電導率(lǜ)儀取樣‼️測定(ding)。若沒有配備(bei)電導率儀,最(zui)簡單的方法(fǎ)可以用萬用(yòng)表測出液體(ti)的電阻,再用(yong)同樣的方法(fǎ)測試現場普(pǔ)通自來水的(de)電阻,比較兩(liǎng)者的測試結(jié)果。對于㊙️液體(tǐ)電導率過低(di)産生的測量(liang)誤差解決方(fāng)法:電導率過(guò)低超❌出了儀(yi)表所容許的(de)測量範圍,此(ci)時唯一的解(jiě)決🤩方法🈲是☂️選(xuan)用其它能滿(man)足要求的低(dī)電導率電磁(ci)流量計(如電(diàn)容💘式電磁流(liu)量計)或者是(shi)其它原理的(de)流量計。.
6)襯裏(li)變形。可導緻(zhi)測量不準确(que)或傳感器損(sǔn)壞。故障原因(yīn)🐪:襯裏變形，大(dà)多發生在氟(fú)塑料的襯裏(li),造成這種現(xian)⛷️象的原因有(yǒu)兩種:-是蒸汽(qi)滲透引起氟(fú)塑料襯裏的(de)熱擴散現🛀象(xiang),所謂🈲熱擴散(sàn)是當管⭕道内(nèi)介質(氣體或(huò)蒸汽)流過氟(fú)塑💃🏻料襯裏時(shí)所發生的自(zi)然的物🏃🏻理現(xian)象,通常💁滲透(tou)的程度主要(yào)取決于襯裏(lǐ)材料、液體和(he)蒸汽的🏃類型(xing)、襯裏的厚度(dù)‼️當襯裏的厚(hou)度增加🐇時滲(shèn)透程🐇度則相(xiang)應減小)、襯裏(li)内外🥰的溫差(cha)當襯裏⛱️内外(wai)溫差很大時(shí)滲透則加劇(ju))和管道壓力(li)等多個因素(su)。二是氟塑料(liao)襯裏特别是(shi)聚四氟乙烯(xi)(PTFE)襯🐇裏本🏃‍♂️身的(de)工藝結構,因(yin).爲聚四氟乙(yi)烯與管壁間(jiān)僅靠壓🥵貼,無(wu)粘結力，故不(bu)能用于負壓(ya)管道。判斷方(fang)法:襯裏變形(xing)在現場一般(ban)無法判💛别,現(xiàn)♉用的判斷方(fang)法是,在實際(ji)應用過程中(zhōng)發覺流量誤(wù)差較大時,即(ji)将傳感器從(cong)工藝管道上(shang)拆下後以肉(ròu)眼觀🔞察,但此(ci)時襯裏🐇的故(gu)障往往已經(jīng)形成。解決方(fang)法:用隔熱絕(jue)緣的方法,法(fa)蘭和線圈盒(hé)間增加隔熱(rè)措施,減少🔞溫(wen)差、減小熱擴(kuò)散,這将在很(hen)大程度上改(gǎi)善襯裏内外(wai)溫差情況,從(cong)而降低滲透(tou)率和蒸汽在(zài)測量管壁内(nèi)的凝聚;加厚(hou)聚四氟乙烯(xī)(PTFE)襯裏厚度;提(ti)供其它形式(shi)的襯✉️裏，如PFA和(hé)陶瓷襯裏。
7)外(wài)部強電磁場(chang)幹擾。電磁流(liú)量計信号失(shi)真,輸出信号(hao)表現爲非線(xian)性或信号波(bō)動。故障原因(yin):由于流量計(jì)流量信号小(xiao),易受🔴外界幹(gan)擾影響，而幹(gan)擾源主要有(you)管道雜散電(diàn)流、靜電、電磁(cí)波和磁場等(děng)。電磁流量計(jì)的設計制造(zào)應符合電磁(cí)兼容性要求(qiu),在規定輻射(shè)電磁環境下(xià)能正常工作(zuo)。但現場應用(yòng)表明,強磁💚場(chǎng)幹擾會導緻(zhì)磁場回路飽(bǎo)和及外部磁(ci):場進入電🙇🏻磁(ci)流量計的磁(ci)場🔞回路并形(xíng)成雜散磁場(chǎng)而影響輸🔞出(chū)信号的線性(xìng)度。電場幹擾(rao)則是由于噪(zao)聲破壞測量(liang)管内的電勢(shi)平衡造成輸(shu)出信号波動(dong)異常。判斷🔞方(fāng)法:當輸出信(xin)号表現爲非(fēi)線性時，可通(tōng)過專用的模(mó)拟信号儀來(lái)判斷,如電📧磁(ci)🎯流量計轉換(huan)器的輸出爲(wei)線性,可判斷(duan)爲外界的磁(ci)場幹擾影響(xiǎng),反之也有可(ke)能是電磁流(liú)量計本身的(de)電器故障。對(duì)電場幹擾🚶‍♀️,可(kě)在先不加激(ji)磁電流時用(yong)示波器測量(liàng)兩極間的電(dian)勢,其值應爲(wei)零，如測得有(you)交流電勢,則(zé)可判别爲漏(lou)電流等電場(chang)幹擾。解決方(fang)法:防止磁場(chang)幹擾，通常隻(zhi)有将電磁🌏流(liú)量計傳感器(qi)的💁安裝位置(zhi)遠離強磁場(chǎng)源。強電場幹(gàn)擾的防止,可(ke)采取增強屏(píng)蔽等措施。如(rú)仍無效,則可(kě)将電磁流量(liang)傳感器與連(lian)接管道☔絕緣(yuán)。

8)電纜的故障(zhàng)。流量計在運(yùn)行一段時間(jian)後(←般不是新(xin)裝用表),出現(xian)工作異常,具(ju)體表現爲測(cè)量值變大或(huò)🆚變小,或者是(shì)不停地波動(dòng),且經現場檢(jian)查已排除管(guǎn)道不滿管.介(jiè)質含氣等.上(shàng)述現象的可(ke)能性。故障原(yuan)🍉因:這類問題(tí)的産生一般(ban)與安裝維護(hù)不當有關。未(wei)🔞徹底做好電(diàn)纜接頭處的(de)防潮防水)等(děng)處理.且接頭(tóu)處常用絞接(jiē)♋的方法連接(jie)。
使用日久,且(qiě)處于一個潮(cháo)濕的環境中(zhong),潮氣侵入電(dian)🔞纜接頭,可能(neng)造成以下--些(xie)故障:
①信号線(xiàn)對地絕緣下(xia)降,引起倍号(hao)衰減,最終是(shì)測量結果偏(pian)小。
②信号電纜(lǎn)接地處按觸(chu)電阻變大,使(shǐ)測量值變小(xiǎo),若該接觸⭕電(diàn)阻不穩定,則(zé)測量值無法(fa)穩定，且易引(yin)入幹擾。
③勵磁(cí)線圈對地絕(jué)緣下降,造成(cheng)測量結果偏(piān)小。
④勵磁回路(lù)電纜連接處(chu)接觸電阻變(biàn)大,使轉換器(qì)的勵磁📱回路(lu)處✂️于非恒流(liú)工作區域，勵(li)磁電流下降(jiang),同樣造成測(ce)量結果偏⭐小(xiǎo)。
⑤信号線.勵磁(ci)線對地絕緣(yuán)性能下降,使(shǐ)得測量結果(guǒ)遠大于正常(cháng)的數據。如這(zhè)種幹擾不穩(wen)定,對儀表的(de)影響也變❗化(hua)不定,繼而出(chu)現波動。
⑥信号(hào)電纜.勵磁電(dian)纜兩個連接(jie)頭相靠較近(jìn),就會産⛱️生耦(ou)合作用。通常(chang)能使實際運(yùn)行結果增大(da)幾成,此💃🏻時儀(yí)表的㊙️零點變(bian)化就是由幹(gàn)擾引起的。判(pan)斷方法:對于(yu)這🏃🏻‍♂️類異常✔️情(qíng)況,在排除流(liú)量計其它幾(ji)類故障的可(ke)能性後,就應(ying)檢查電纜是(shi)否有問題,尤(you)其是電纜曾(ceng)有中間接頭(tóu)處。對于✉️勵磁(cí)回路電纜的(de)故障,儀表維(wéi)護人員隻要(yào)把現場的勵(li)🔞磁回路電阻(zǔ)測量值與廠(chang)“方提供的數(shu)據作比較即(ji)可得知問題(ti)所在,繼而采(cǎi)取措施。對于(yu)由于信号線(xiàn)、勵磁線對地(di)絕緣性能下(xia)降的故障,可(kě)由儀表維護(hu)人員在斷開(kāi)一根勵🐅磁線(xian)的情況下,觀(guān)🤞察儀表的顯(xian)示或輸出信(xìn)号此時⛷️儀表(biǎo)應處于零流(liú)量的狀态,若(ruo)測量值偏大(da),則可确定是(shì)信号線.勵磁(ci)線的絕緣不(bu)良或有耦合(hé)。解決方法:對(duì)于這✌️種由于(yu)電纜的接頭(tóu)或絕緣💃🏻等引(yǐn)起的故障,解(jie)決方法隻有(yǒu)更換電纜.

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