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      影響電磁流量計誤差因素的分析

      來源:作者:發表時間:2020-09-21 17:27:54

                    摘 要:目前電磁流量計已廣泛應用于油田水系統及母液的計量。隨著使用時間及環境的不同,流量計會出現誤差及不同類型的故障,從而影響到計量的準確性。通過對檢定過程中儀表誤差產生的原因和故障現象進行分析,提出在使用過程中如何對這類儀表進行維護和保養,以便使其誤差和故障率降到最低,達到準確計量,節約維修成本的目標。

       
      1 測量原理
                   電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制作的一種流量儀表。流量計的測量導管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上,其電極頭與襯里內表面基本平齊。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量導管軸線垂直的方向上產生一磁通量密度為B的工作磁場。如圖1所示。此時,如果具有一定電導率的流體流經測量導管,將切割磁力線感應出電動勢E。電動勢E正比于磁通量B、測量管內徑d與平均流速V的乘積,電動勢E(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉換器,轉換器將流量信號放大處理后,輸出脈沖、模擬電流等信號,用于流量的顯示,記錄、累積、控制或調節。
      電磁流量計原理圖
       
      電極檢測到的感應電動勢用下式表示:
      E=kBDV
      式中:E— 感應電動勢;k— 系數;B— 磁感應強度;D — 測量管內徑;V — 平均流速。
       
      2 使用中應注意的問題
                   三暢電磁流量計的安裝,應盡量避開閥門、三通、彎管出口處、并保證其所需的直管段一般上游應大于5D(D 為公稱通徑),下游應大于2D,流量計應與上、下游直管段保持同心安裝。
       
      三暢電磁流量計只有在介質充滿管道時,才能獲得準確的測量,在測量時必須保證測量管充滿介質。
       
                   水平安裝時,兩電極中心軸線應盡量保持水平,以防止底部電極被沉淀物覆蓋,頂部電極被聚集的氣體包裹造成測量電極短時間斷路,而影響測量準確度。在傾斜或垂直安裝時,應安裝在流向向上的管道上,并要保證測量時流體充滿管道。當管段較長或距離振動源較近時,應靠近流量計上、下游安裝支撐,以避免管線振動的影響。
       
      應避免外界強電磁場的干擾,在室外安裝時應有遮蓋物。流量計不要安裝在泵的入口,以免負壓損壞流量計襯里。流量計應有良好的接地。(金屬管道通過法蘭接地,非金屬管道通過儀表接地端子接地)。
       
      3 常見故障檢查與處理
      3.1 表頭黑屏,無顯示
      3.1.1 供電電源保險燒壞。該故障產生的原因可能是在拆裝儀表時未斷電,正負極短路造成儀表盤控制保險燒壞,更換后即可。因此在拆裝儀表時一定要先切斷電源再進行操作,拆線時要輕拉輕拽,防止電纜破皮后與外殼短路。
      3.1.2 電源電纜斷路。該故障可能是由于老鼠咬斷電纜或站內施工挖斷電纜所致。如果能夠找到斷頭,可利用接線箱把電纜接上,也可直接更換電纜或使用備用電纜。
      3.1.3 電源板電容擊穿造成電源板保險絲熔斷。該故障是由于元器件老化或瞬間電流過大造成電容損壞,更換電源板電容即可。
      3.1.4 雷擊或接線錯誤造成表芯燒壞。由于管線刷漆使螺栓與法蘭之間被油漆絕緣以致儀表外殼不能良好接地,當雷擊時會造成表芯燒壞,因此在刷漆時避免將螺栓和法蘭涂上油漆,如果已刷漆應將其處理干凈后再上緊螺栓。另外在接線時要注意電源線和信號線不能接錯,正負極不能接反。
       
      3.2 表頭有顯示但流量為零
      3.2.1 電極被附著層覆蓋,造成斷路。三暢電磁流量計在測量污水時,由于介質內含雜質較多,時間久了以后會在儀表測量內壁上形成一層污垢,將電極與測量介質絕緣,因此檢測不到感應電動勢。此時需將儀表拆下,清理內壁污垢,然后重新檢定。
      3.2.2 傳感器或勵磁線圈損壞。該故障可能是因為接地不良,雷擊造成傳感器或勵磁線圈燒壞。
      3.2.3 表芯勵磁部分損壞。該故障可能是由于元器件老化造成表芯勵磁部分不能正常工作,需更換表芯。
      3.2.4 對于電極可拆卸的儀表在安裝時方向錯誤。部分三暢電磁流量計的電極并非安裝在表體測量管壁上,而是與表頭一體并可拆卸,在安裝時要注意兩個電極的連線應與液體流向保持垂直。
      3.2.5 液體未充滿管道,電極之間含有氣體。管道未充滿液體主要是管網工程設計或儀表安裝位置不當,使傳感器測量管內不能充滿液體。應避免安裝如圖所示a、e的位置和以虛線管排放時b位置,改裝到c,d位置較好。水平安裝時應使電極的連線保持水平,如果電極一上一下,下部電極會由于介質內雜質沉淀覆蓋電極,上部電極會由于氣泡堆積造成電極與介質絕緣。垂直安裝時應裝在流體自下而上流動的管道上,這樣更容易使液體充滿管道。
      3.2.6 參數設置不正確。由于人工誤操作或數據丟失造成儀表參數改變,無法正確測量。此時需重新將給定參數置入儀表,并重新標定。
      電磁流量計安裝位置圖
       
      3.3 測量誤差大
      3.3.1 儀表系數改變。儀表使用一段時間后各項性能會發生變化,此時需重新標定,并將新的儀表系數置入表內進行修正,以消除測量誤差。
      3.3.2 可拆卸電極在安裝時方向不正確。可拆卸電極在安裝時要注意兩個電極的連線應與液體流向保持垂直。
      3.3.3 液體未充滿管道,流量時有時無。
      3.3.4 附著層覆蓋部分電極。此時應將儀表斷電后拆下,清洗電極,并重新標定。
      3.3.5 內襯損壞。在拆卸儀表時,盡量避免用撬杠撬動法蘭,以免損壞內襯,如果必須用到撬杠時,應極其小心,不要將撬杠插入過深,內襯如果損壞則整臺儀表將無法修復,只能換表。
      3.4 未通水時表頭有瞬時量由于電磁流量計需要定期拆下送檢,當檢定完安裝時,因為未通水,表頭顯示一個虛假死值,通水以后顯示正常。
       
      4 結束語
                   以上對電磁流量計在使用過程中經常出現的故障及應注意的問題進行了總結,其中有很多故障是完全可以避免的,比如不斷電拆線導致的短路,接線錯誤造成的配件損壞,在拆裝儀表過程中野蠻操作造成的電纜破皮、內襯損壞等,都是人為因素導致的一些故障,只要我們儀表維護人員能夠加強責任心,正確使用維護和保養,一定能夠降低此類故障發生的頻率,確保儀表系統安全、準確、平穩運行。
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