电磁流量计常见故障分析-安徽天康集团

　　电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便，可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。另外我们**设计4-6多电极结构，进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环，减轻了仪表体积和安装维护的麻烦。
 

　　电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出4～20mA电流信号供记录、调节和控制用，现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
 

　　采用电磁感应原理测量介质流体流速的电磁流量计（见流量测量仪表）。它在管道的两侧加一个磁场，被测介质流过管道就切割磁力线，在两个检测电极上产生感应电势（见图），其大小正比于流体的运动速度。电磁流量计的特点是没有可动部件和凸出于流体中的零件,具有很高的可靠性，可以用于测量酸、碱、盐溶液、煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。而且测量过程不与流体接触，适于制药、生物化学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。它的量程比约为100:1，精度一般为1％，高精度电磁流量计可达0.1％（均方误差）。由于这种传感器必须保持管道内电阻和测量电路阻抗之间有一定比例关系，因此在制造上有一定困难。当被测介质的电导率约为10欧姆·厘米时就开始产生困难，电导率更低时就产生原理性困难。当电导率为10欧姆·厘米时，就达到导电介质和电介质之间的“分界线”，热噪声电平随内阻的增大而显著增加。
 

　　电磁流量计是高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表，所以在设计产品结构、选材、制定工艺、生产装配和出厂测试等过程中每一个环节我们都非常细致讲究，还自行设计了一套中国*先进的，专用于电磁流量计的生产设备和流量实流标定装置，从而在软件和硬件上都能切实保证产品长期的高质量。电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便，可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。另外我们**设计4-6多电极结构，进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环，减轻了仪表体积和安装维护的麻烦。
 

　　电磁流量计的工作原理
 

　　电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。

 

电磁流量计特点

　　测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高。
 

　　测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。
 

　　由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载面上的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径。
 

　　传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀和耐磨损。
 

　　LDE转换器采用国际*新*先进的单片机（MCU）和表面贴装技术（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零点稳定，参数设定方便。点击中文显示LCD，显示累积流量，瞬时流量、流速、流量百分比等。
 

　　双向测量系统，可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和上等材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。
 

　　电磁流量计分类:^[4]分体型电磁流量计,一体型电磁流量计
 

　　分体型电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线，属国内开创，技术达到国内**水平。
 

　　分体型电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出4～20mA电流信号供记录、调节和控制用，现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
 

　　分体型电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。
 

　　性能特点
 

　　仪表结构简单、可靠，无可动部件，工作寿命长。
 

　　无截流阻流部件，不存在压力损失和流体堵塞现象。
 

　　无机械惯性，响应快速，稳定性好，可应用于自动检测、调节和程控系统。
 

　　测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。
 

　　采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
 

　　备有管道式、插入式等多种流量计型号。
 

　　采用EEPROM存贮器，测量运算数据存贮保护**可靠。
 

　　具备一体化和分离型两种型式。
 

　　高清晰度LCD背光显示。
 

　　一体型电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制定，用来测量导电流体的体积流量。由于独特的特点，目前已广泛地应用于工业上各种导电液体的测量。主要用于化工、造纸、食品、纺织、冶金、环保、给排水等行业，与计算机配套可实现系统控制。
 

　　特点：
 

　　1、电磁流量计没有可动部件，也没有阻流件，不会引起压力损失，同时也不会引起磨损，阻塞等问题。
 

　　2、电磁流量计是一体积流量测量仪表，在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、密度以及导电率（在一定范围内）的影响。
 

　　3、电磁流量计的量程范围宽，可达1：100。此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称的流动状态（层流或紊流）无关。
 

　　4、电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好，因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。LD-T型可就地指示，LD型可远距离传送。
 

　　电磁流量计技术参数

 

　　 一般工业用电磁流量计^[6]被测介质流速以2～4m/s为宜，在特殊情况下，*低流速应不小于0.2m/s，*高应不大于 8m/s。若介质中含有固体颗粒，常用流速应小于3m/s，防止衬里和电极的过分磨擦；对于粘滞流体，流速可选择大于2m/s，较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。
 

量程范围确认

　　在量程Q已确定的条件下，即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小，其值由下式计算：
 

　　Q=πD2V/4
 

　　Q:流量（㎡/h） D:管道内径 V：流速（m/h）
 

　　电磁流量计的量程Q应大于预计的*大流量值，而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜
 

　　电磁流量计简单说是由流量传感器^[2]变送器组成的。
 

　　流量传感器是把流过管道内的导电液体的体积流量转换为线性电信号。其转换原理就是有名的法拉第电磁感应定律，即导体通过磁场，切割电磁线，产生电动势。流量传感器的磁场是通过励磁实现的，分直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。现在大多流量传感器采用低频方波励磁。
 

　　变送器是由励磁电路、信号滤波放大电路、A/D采样电路、微处理器电路、D/A电路、变送电路等组成。
 

　　电磁流量计的安装要**一定要安装在管路的*低点或者管路的垂直段，但是一定是在满管的情况下，对直管段要**前5D后3D，这样才能保证电磁流量计的使用和对精度的要求。
 

　　电磁流量计安装环境要求
 

　　一、传感器安装环境的选择
 

　　电磁流量传感器外壳防护等级一般是IP65（国际GB4208外壳防护等级——防尘防碰水级），其安装场所的选择请参阅 第五章第五节。安装环境的主要要**：
 

　　（1）传感器应安装在干燥通风的地方，避免潮湿、容易积水受淹的场所，还应尽量避免阳光直射和雨水直接淋浇。
 

　　（2）应尽可能避免安装在周围环境温度过高的地方。一体型结构的电磁流量计还受制于电子元器件环境温度，要低些。
 

　　（3）安装传感器的管道上应无较强的漏电流，应尽可能地远离有强电磁场的设备，如大机电、大变压器等，以免引起电磁场干扰；
 

　　（4）安装传感器的管道或地面不应有强烈的震动，特别是一体型仪表；
 

　　（5）安装传感器的地点要考虑工作人员现场维修的空间。
 

　　二、转换器安装环境的选择
 

　　转换器作为现场指示用的现场安装仪表，它的安装场所一般应选择：
 

　　周围环境温度在－10～45℃间；
 

　　空气的相对湿度≤85％；
 

　　安装地点无强烈震动；
 

　　周围空气不含有腐蚀性气体；
 

　　转换器应尽量安装在室内。安装在室外时，还应采取防日晒雨淋的措施。
 

　　正确选型：
 

　　仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作，据有关资料表明，仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型和错误的安装而造成的,，特别注意。
 

　　·收集数据
 

　　① 被测流体名称；
 

　　② *大流量、*小流量；
 

　　③ *高工作压力；
 

　　④ *高温度、*低温度。
 

　　·被测流体必须具备一定的导电性，导电率≥5uS/cm。
 

　　·*大流量和*小流量，必须符合下表中的数。（扩展流程范围0.1～15m/s）
 

　　电磁流量计^[7]产品特点：
1、 高清晰度背光LCD显示，全中文菜单，使用方便、操作简单;
 

　　2、 能测量导电液体或固液两相流的流量，管道无附加压力损失；
 

　　3、 结构简单、安装使用方便、测量精度高、工作可靠；
 

　　4、 测量结果不受被测液体的压力、温度、密度、粘度等物理参数影响，适用范围广；
 

　　5、 具有双向流量测量功能，能显示正、反向流量，并具备双向电流、频率输出，分别记录、保存；
 

　　6、 具备上下限设定和报警功能，用户可自行设定上下限值超限时有报警指示，并具备输出接口；
 

　　7、 具有故障自诊断功能，当励磁线圈开路时，能自动报警并显示，可以判别传感器是否空管；
 

　　8、 具有4-20毫安电流信号输出和流量脉冲信号输出；
 

　　9、 可选RS485\\\\RS232\\\\HART通讯输出接口，可直接与上位机或二次仪表联网远传显示数据；
 

　　10、采用EEPROM数据存储技术，具备历史数据的 存储与查询功能；
 

　　11、公称通径DN15～DN3000。传感器衬里和电极材料有多种选择；
 

　　12、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、**度高。流量范围度可达1500：1；
 

　　13、转换器可与传感器组成一体型或分离型及高压型和防爆型
 

　　防护等级
 

　　按照国家标准GB4208-84和国际电工委员会标准IEC529-76关于外壳防护等级的标准为：
 

　　·IP65：防喷水型，允许水龙头从任何方向对传感器喷水，喷水压力为30kPa，出水量为2.5L/s，距离为3m。
 

　　·IP68：潜水型，长期工作在水中。
 

　　防护等级应根据实际情况来选择，传感器装在地面以下，经常受水淹的，应选用IP68，传感器安装在地面以上，应选用IP65。
 

　　附加功能
 

　　LDE型^[3]的基本型已带显示、输 出4～20mA和0～1kHz报警等功能，可根据实际情况加选其他附加功能。
 

　　·分体安装：传感器需安装在地面以下或 其他原因，应选择分体安装方式。
 

　　·RS-485通讯 需传感器和其他设备通讯，则需选 用RS-485通讯功能。
 

　　2.测量范围的选择
 

与国外其他同类产品相比

　　LDE型智能电磁流量计采用带背光宽温点阵型液晶显示器，所有显示都是中文，功能多而实用，特别方便使用者操作，减少不必要的麻烦和错误。
 

　　交货快，成本低，维修方便。
 

　　与国内其他同类产品相比：
 

　　LDE型智能电磁流量计是我公司采用全智能化原理设计的，与原来国内一些企业生产的老式或假式智能化的电磁流量计在计量精度，功能，可靠性以及使用寿命上有非常大区别。
 

　　电磁流量计的使用寿命应该是在10-20年以上，所以我们在设计时就充分考虑厂到这一点，从传感器到转换器的每一个细节我们都非常仔细，从设计，选材，工艺，生产，测试等每一个环节我们都非常讲究，自行设计定制国内目前*先进的专用与电磁流量计的生产流水线，切实保证产品的长期质量。
 

　　插入式电磁流量计由插入式电磁流量传感器（简称传感器）和电磁流量转换器（简称转换器）配套组成（简称流量计）。是用来测量管道内各种导电液体体积流量的仪表。插入式电磁流量计用来测量自来水、钢铁、石油、化工、电力、工业、水利等部门的导电流体流量，亦可测量酸、碱、盐等腐蚀性导电液体。特点：
 

　　1、耐腐蚀全不锈钢材质
 

　　2、ABS全模具生产探头
 

　　3、结构简单、牢固、无活动部件，使用寿命长：
 

　　4、测量可靠，抗干扰能力强；
 

　　5、体积小、重量轻、安装方便、维护量小；
 

　　6、测量范围大，测量不受温度、密度、压力、粘度、导电率等变化的影响;
 

　　7、压力损失为零；
 

　　8、能够在不断流的情况下进行安装、拆卸，为用户的检修带来了方便。
 

　　9、较一般电磁流量计的制造成本和安装费用低，特别适合大中径管道流量测量。
 

　　选择电磁流量计所需要的参数：
 

　　1、管道的口径
 

　　2、被测介质的名称（一定要是导电的液体）
 

　　3、被测介质的工作压力
 

　　4、被测介质的工作温度
 

　　5、被测介质的工作流量
 

　　6、是否带输出及通讯
 

　　电磁流量计对安装场所有以下要求：
 

　　1测量混合相流体时，选择不会引起相分离的场所;测量双组分液体时，避免装在混合尚未均匀的下游;测量化学反应管道时，要装在反应充分完成段的下游;尽量满足前后直管段分别不小于5D和2D;
 

　　2易于实现传感器单独接地的场所;
 

　　3尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体;
 

　　4尽可能避免测量管内变成负压;
 

　　5避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰;
 

　　6选择震动小的场所，特别对一体型仪表;
 

　　7尽可能避免受阳光直照

 

电磁流量计的安装建议

　　电磁流量计的测量原理不依赖流量的特性，如果管路内有一定的湍流与漩涡产生在非测量区内（如：弯头、切向限流或上游有半开的截止阀）则与测量无关。如果在测量区内有稳态的涡流则会影响测量的稳定性和测量的精度，这时则应采取一些措施以稳定流速分布：
 

　　a. 增加前后直管段的长度；
 

　　b. 采用一个流量稳定器；
 

　　c. 减少测量点的截面。
 

安装条件

　　上游直管段＞10×DN
 

　　下游直管段＞5×DN
 

　　DN=传感器公称口径

 

电磁流量计常见故障分析

　　1、调试期故障
 

　　调试期待故障一般出现在仪表安装调试阶段，一经排除，在以后相同条件下不会再出现。常见的调试期故障通常由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。
 

　　1）安装方面
 

　　通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系*高点；或安装在自上而下的垂直管上，可能出现排空；或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
 

　　2）环境方面
 

　　通常主要是管道杂散电流干扰，空间强电磁波干扰，大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果，但如遇到强大的杂散电流（如电解车间管道，有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V），尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护。
 

　　3）流体方面
 

　　被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作，但随着气泡的增大，仪
 

　　表输出信号会出现波动，若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。
 

　　低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时，也将产生浆液噪声，使输出信号产生波动。
 

　　测量混合介质时，如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量，也将使输出信号产生波动。
 

　　电极材料与被测介质选配不当，也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量。应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料。
 

　　2. 运行期故障
 

　　运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障，常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。
 

　　1）传感器内壁附着层
 

　　由于电磁流量计常用来测量脏污流体，运行一段时间后，常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层，则电极回路将出现断路，仪表不能正常工作；若附着层电导率显著高于流体电导率，则电极回路将出现短路，
 

　　仪表也不能正常工作。所以，应及时**电磁流量计测量管内的附着结垢层。
 

　　2）雷电打击
 

　　雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流，使仪表损坏。它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入，尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。
 

　　3）环境条件变化
 

　　在调试期间由于环境条件尚好（例如没有干扰源），流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件（例如接地并不怎么良好）。在这种情况下，一旦环境条件变化，运行期间出现新的干扰源（如在流量计附近管道上进行电焊，附近安装上大型变压器等），就会干扰仪表的正常工作，流量计的输出输出信号就会出现波动。