第一節(jié) 故障類型

電磁流量計(jì)運(yùn)行中產(chǎn)生故障的第一類為儀表本身故障，即儀表結(jié)構(gòu)件或元器件損壞引起的故障；第二類為外界原因引起的故障，如安裝不妥流動(dòng)畸變，沉積和結(jié)垢等。本文重點(diǎn)討論的是應(yīng)用方面和上述第二類外界原因的故障。

按照故障發(fā)生時(shí)期分類，可分為：①調(diào)試期故障；②運(yùn)行期故障。調(diào)試期故障出現(xiàn)在新裝用后調(diào)試初期，主要原因是儀表選用或設(shè)定不當(dāng)，安裝不妥等。運(yùn)行期故障足在運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)，主要原因有流體中雜質(zhì)附著電極襯里，環(huán)境條件變化出現(xiàn)新干擾源等。

按故障外界源頭分析來自3個(gè)方面：①管道系統(tǒng)和安裝等方面引起的；②環(huán)境方面引起的；③流體方面引起的。來源①主要在調(diào)試期表現(xiàn)出來；來源②和③則在調(diào)試期和運(yùn)行期均會(huì)出現(xiàn)。 

一、調(diào)試期故障

本類故障在電磁流量計(jì)初始裝用調(diào)試時(shí)就出現(xiàn)，但一經(jīng)改進(jìn)排除故障，以后在相同條件下一般就不會(huì)再度出現(xiàn)。常見調(diào)試期故障主要有安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性影響三方面原因。

1、管道系統(tǒng)和安裝等方面

通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網(wǎng)高點(diǎn)；流量傳感器后無背壓，液體逕直排入大氣，形成其測(cè)量管內(nèi)非滿管；裝在自上向下流的垂直管道上，可能出現(xiàn)排空等。

2、環(huán)境方面

主要是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意測(cè)量，但如遇管道有強(qiáng)雜散電流（如電解車間管道）亦不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施（參見下文案例 12）。空間電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)，但也曾遇到屏蔽保護(hù)還不能克服（見案例 10） 。

3、流體方面

液體含有均勻分布細(xì)小氣泡通常不影響正常測(cè)量， 唯所測(cè)得體積流量是液體和氣體兩者之和；氣泡增大會(huì)使輸出信號(hào)波動(dòng)，若氣泡大到流過電極遮蓋整個(gè)電極表面，使電極信號(hào)回路瞬時(shí)斷開，輸出信號(hào)將產(chǎn)生更大波動(dòng)。

低頻（50／16 Hz-50／6 Hz）矩形波激磁電磁流量計(jì)測(cè)量液體中含有固體超過一定含量時(shí)將產(chǎn)生漿液噪聲，輸出信號(hào)亦會(huì)有一定程度波動(dòng)。

兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時(shí)，若兩種液體電導(dǎo)率（或各自與電極間電位）有差異，在混合未均勻前即進(jìn)入流量傳感器進(jìn)行流量測(cè)量，輸出信號(hào)亦會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。

電極材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)選配不善，產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜，以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等，均會(huì)妨礙正常測(cè)量。

二、運(yùn)行期故障

經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障，常見故障原因有：流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化。

1、內(nèi)壁附著層

由于電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無法工作（參見案例 7）。

2、雷電擊

雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流，進(jìn)入儀表就會(huì)損壞儀表。雷電擊損儀表有3 條引入途徑：電源線，傳感器與轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分是從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)了解到，不僅電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障，控制室中其他儀表電常常同時(shí)出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識(shí)設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性。現(xiàn)已有若于設(shè)計(jì)單位認(rèn)識(shí)和探索解決這一問題，如齊魯石化設(shè)計(jì)院［1］。

3、環(huán)境條件變化

主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(huán)境方面， 只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的。例如一臺(tái)接地保護(hù)并不理想的電磁流量計(jì)，調(diào)試期因無干擾源，儀表運(yùn)行正常，然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源（例如測(cè)量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊）干擾儀表正常運(yùn)行，出現(xiàn)輸出信號(hào)大幅度波動(dòng)。

第二節(jié) 故障現(xiàn)象和檢查流程

●電磁流量計(jì)常見故障現(xiàn)象有：（1）無流量信號(hào)；（2）輸出晃動(dòng)；（3）零點(diǎn)不穩(wěn)；（4）流量測(cè)量值與實(shí)際值不符；（5）輸山信號(hào)超滿度值5類，下文將分節(jié)討論。

●通常檢查整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)和判斷故障的程序如圖1所示，檢查環(huán)節(jié)包括電磁流量計(jì)本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜，電磁流量計(jì)上位的工藝管道，下（后）位顯示儀表連接電纜。

●經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容列舉如下：

（1）通用常規(guī)儀器檢查

（2）替代法

利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務(wù)線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。

（3）信號(hào)蹤跡法

用模擬信號(hào)器替代傳感器，在液體未流動(dòng)條件下提供流量信號(hào)，以測(cè)試電磁流量轉(zhuǎn)換器。

●檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號(hào)傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號(hào)器測(cè)試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還是在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若是轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí)，因必須停止運(yùn)行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在作完其他各項(xiàng)檢查，最后才下決心，卸下管道檢查傳感器測(cè)量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。

第三節(jié) 無流量信號(hào)輸出檢查和采取措施

一、故障原因

無流量信號(hào)輸出大體上可歸納為 5個(gè)方面故障原因，它們是

（1）電源未通等電源方面故障；

（2）連接電纜（激磁回路，信號(hào)回路）系統(tǒng)方面故障；

（3）液體流動(dòng)狀況方面故障；

（4）傳感器零部件損壞或測(cè)量?jī)?nèi)壁附著層引起等方面的故障；

（5）轉(zhuǎn)換器元器件損壞方面的故障。

二、檢查程序

圖2所示是檢查電磁流量計(jì)無流量信號(hào)輸出的流程。先按流程全面考慮作初步凋查和判斷，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)觀察或詢問了解毋須較大操作的在前，即先易后難；②按過去現(xiàn)場(chǎng)檢修經(jīng)驗(yàn)出現(xiàn)頻度較高而售后可能出現(xiàn)概率；③檢查本身的先后要求較高者在前。若經(jīng)初步調(diào)查確認(rèn)是后幾項(xiàng)故障原因，亦可提前作細(xì)致檢查。

①模擬信號(hào)器是為調(diào)試和檢查電磁流量計(jì)專門設(shè)計(jì)的儀器，模擬流量傳感器的輸出信號(hào)。

圖 2 電磁流量計(jì)無流量信號(hào)輸出檢查流程

三、故障檢查和采取措施

本小節(jié)分別討論1述5個(gè)方面故障原因的檢查的采取措施

1、查電源方面故障

檢查流程圖第1，第2項(xiàng)。首先確認(rèn)己接入電源，再檢查電源各部分。查主電源和激磁電流熔絲，若接入符合規(guī)定電流值新熔絲再通電而又熔斷，必須找出故障所在點(diǎn)。查電源線路板輸出各路電壓是否正常，或試置換整個(gè)電源線路板。

2、查連接電纜系統(tǒng)方面故障

檢查流程圖第3項(xiàng)。分別查連接激磁系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的電纜是否通，連接是否正確。

3、查液體流動(dòng)方向和管內(nèi)液體充滿性

檢查流程圖第4、第5項(xiàng)。液體流動(dòng)方向必須與傳感器殼體上箭頭方向一致。對(duì)于能正反向測(cè)量的電磁流量計(jì)，若方向不一致雖仍可測(cè)量，但沒定的顯示流動(dòng)正反方向不符，必須改正之。若拆傳感器工作量大，也可改變傳感器上箭頭方向和重新設(shè)定顯示儀表符號(hào)。

管道未充滿液體工要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)或傳感器安裝位置不妥，使傳感器測(cè)量管內(nèi)不能充滿液體。應(yīng)采取措施，避免安裝如圖3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。

圖3 傳感器安裝位置

4、查傳感器完好性和測(cè)量管內(nèi)壁狀況

檢查流程圖第6，第7，第8，第9，第10項(xiàng)。主要檢查各接線端于和激磁線圈完好性，以及測(cè)量管內(nèi)壁狀況。

激磁線圈及其系統(tǒng)出現(xiàn)的故障常有：①線圈斷開，②線圈或其端子絕緣下降，③匝間短路。三類故障中以絕緣下降出現(xiàn)的頻度相對(duì)較高。線圈斷開和絕緣下降可方便地用萬用電表和兆歐表檢查。匝間短路檢查就相對(duì)復(fù)雜些，首先新裝電磁流量計(jì)啟用前用惠斯登電極測(cè)其直流電阻值和測(cè)量時(shí)環(huán)境溫度，并記錄在案作為參照值。檢查故障時(shí)若出現(xiàn)人范圍匝間短路，用萬用表測(cè)量電阻就可作出判斷； 若是少數(shù)匝間短路或要證明未發(fā)生短路。 還必須用電橋測(cè)量，并作必要銅電阻溫度系數(shù)修正。

傳感器激磁線圈回路絕緣下降的故障出現(xiàn)頻度相對(duì)較高的原因足，電氣外殼防護(hù)等級(jí)IP65（GB4203－93）的傳感器常被短時(shí)間浸水（如傳感器裝在較低位置時(shí)周圍出事故浸水） ，按IP65僅是防塵防噴水，很易浸入水或潮氣。即使是IP67（防塵防短時(shí)間浸水）或IP68（防塵防連續(xù)浸水）級(jí)，也常發(fā)生在接線完成后，引入電纜密封圈或端子盒蓋密封墊片未達(dá)到密封要求而形成事故。因操作疏忽密封圈墊部位進(jìn)水造成的故障足屢見不鮮的。

接線端子受潮引起的絕緣下降，通常可采用熱吹風(fēng)吹干噪，使之恢復(fù)絕緣。線圈受潮對(duì)于兩半合攏保護(hù)外殼的傳感器，可拆卸外殼蓋置于烘箱，以適當(dāng)溫度烘干之；對(duì)于氣密型（即焊接結(jié)構(gòu)的防護(hù)外殼）傳感器磁圈雖然結(jié)構(gòu)上保證不會(huì)受潮，但也有從電纜與密封膠交界面滲入的案例。

測(cè)量管內(nèi)壁狀況附著絕緣層或?qū)щ妼拥淖羁煽繖z查判斷是卸下傳感器離線直接觀察， 但工作量較大；亦可用在線間接檢查方法，即測(cè)量電極接觸電阻和電極極化電壓估計(jì)附著層狀況。間接方法的具體操作參見本章第九節(jié)。

5、查轉(zhuǎn)換器的故障

檢查流程圖第11項(xiàng)。現(xiàn)代電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器檢查方法常采用以線路板備件和替代法試排除故障。