摘要:在煉(lian)鐵高爐生(sheng)産中冷卻(que)水量配置(zhi)相當重要(yao),這就要求(qiu)測量冷卻(que)水量大小(xiao)的電磁流(liu)量計 必需(xu)正确。本文(wen)闡述了電(dian)磁流量計(ji)在煉鐵高(gao)爐生産的(de)應用中,經(jing)常存在的(de)--些故障現(xian)象進行具(ju)體分析以(yi)及處理方(fang)法和需注(zhu)意的事項(xiang)等
1前言
　　在(zai)高爐生産(chan)中,用于測(ce)量冷卻水(shui)流量的電(dian)磁流量計(ji)有近二十(shi)💚台,其中每(mei)--台都擔負(fu)着測量某(mou)一流某一(yi)段冷卻🌈水(shui)流🐆量的重(zhong)任，我們知(zhi)道在煉鐵(tie)高爐生産(chan)中,要求測(ce)量冷卻水(shui)量的電磁(ci)流量計必(bi)需正确♍無(wu)誤。又由于(yu)這些用于(yu)監測冷卻(que)水量的電(dian)磁流量計(ji)都分布在(zai)高爐現場(chang)高溫高濕(shi)的惡劣環(huan)境中,因🔅此(ci)測量精度(du)受環境及(ji)被測介質(zhi)影響很大(da),下面進行(hang)具體分🌂析(xi)。
2電磁流量(liang)計原理
　　電(dian)磁流量計(ji)的基本原(yuan)理是法拉(la)第電磁感(gan)應定律,運(yun)動的導體(ti)在磁場中(zhong)切割磁力(li)線,在其兩(liang)端産生感(gan)應電動🏃‍♀️勢(shi)。如圖所👨‍❤️‍👨示(shi),在一内徑(jing)爲D,内部磁(ci)場強度爲(wei)B的非導磁(ci)性測量管(guan)内,液态♍的(de)具有導電(dian)性被測介(jie)質以v的速(su)度流動,則(ze)在與流動(dong)方向垂直(zhi)的方向⛱️_上(shang)産生與流(liu)量成比例(li)的感應電(dian)勢U,該電勢(shi)的大小如(ru)下:


　　式中:K爲儀(yi)表常數,由(you)于傳感器(qi)生産的離(li)散性,對同(tong)一标稱口(kou)徑的傳感(gan)器予以修(xiu)正，K=4B/πD。
傳感器(qi)的感應電(dian)勢U與流量(liang)q是線性的(de)比例關系(xi),它隻與磁(ci)☎️感應強度(du)B和測量管(guan)内徑D有關(guan),而與其他(ta)物理參數(shu)的變化無(wu)關⛷️,這是電(dian)磁流量計(ji)的優點。隻(zhi)要測出感(gan)應電勢的(de)大小，就可(ke)計算出實(shi)際的流量(liang)。
3常見故障(zhang)判斷及分(fen)析
　　由以上(shang)原理介紹(shao),下面就具(ju)體從幾個(ge)方面對電(dian)磁流量🤟計(ji)使💋用中常(chang)見故障的(de)成因、檢測(ce)判别方法(fa)以及對故(gu)障✊的處理(li)方式進行(hang)闡述,綜合(he)分析電磁(ci)流量計在(zai)生産使㊙️用(yong)測量中主(zhu)要存在以(yi)下幾方面(mian)問題:分别(bie)是🏃‍♂️液體中(zhong)含有氣泡(pao)、電極腐蝕(shi)、電導率過(guo)低、襯裏變(bian)形、電極結(jie)垢、外部幹(gan)擾磁場或(huo)電場、電極(ji)短🍉路(金屬(shu)顆粒)等。
1)液(ye)體中含有(you)氣泡。液體(ti)中含有氣(qi)泡導緻測(ce)量不準或(huo)測量值波(bo)動(輸出波(bo)動)。故障原(yuan)因:液體中(zhong)的氣體有(you)從外界吸(xi)入和液👈體(ti)中溶解氣(qi)體空氣)兩(liang)種途徑。若(ruo)液體中含(han)有♍較大氣(qi)泡,則因🏃🏻‍♂️.擦(ca)過電極時(shi)能遮蓋整(zheng)個電極,使(shi)流量信号(hao)輸入回路(lu)瞬時開路(lu),導緻輸㊙️出(chu)信号出現(xian)波動。判斷(duan)方🌈法:最簡(jian)單的判斷(duan)方法是🐅當(dang)遇到測量(liang)值波動時(shi),可切斷磁(ci)場的勵磁(ci)回🧑🏽‍🤝‍🧑🏻路電流(liu),如果此😍時(shi)儀表🌏依然(ran)有顯示且(qie)不穩定時(shi),說明大多(duo)是由于氣(qi)泡影響🧑🏾‍🤝‍🧑🏼造(zao)成。如果此(ci)時以指針(zhen)式萬用表(biao)測量電極(ji)電阻,可測(ce)量到電極(ji)的回路電(dian)阻要比👉正(zheng)常時高。解(jie)決方法:對(dui)于被測介(jie)質中含有(you)空氣的⭐情(qing)況,如果判(pan)斷是由安(an)裝位🙇‍♀️置引(yin)起的，如因(yin)電磁流量(liang)計裝在管(guan)道高點而(er)潴留氣♊體(ti)或外界吸(xi)入空氣📧造(zao)成氣泡而(er)導緻流量(liang)計測量波(bo)動,就📐應更(geng)換安裝位(wei)置,可在管(guan)道✔️低點或(huo)采用U型管(guan)安裝。但很(hen)多應用🚶‍♀️情(qing)況是口徑(jing)較大或者(zhe)安裝的位(wei)置不✌️易改(gai)換,可在🐉流(liu)量計上遊(you)安裝集氣(qi)包和排氣(qi)閥。實驗表(biao)明一台 DN2200 口(kou)徑電磁流(liu)量計 ,因氣(qi)泡造成顯(xian)示的波動(dong)可達20%~50%,在安(an)裝了排氣(qi)裝置後,測(ce)💞量即恢複(fu)正常。
2)非滿(man)管。液體未(wei)充滿管道(dao)可分爲液(ye)面高度高(gao)于測量🐅電(dian)極水平面(mian)或低于水(shui)平面兩種(zhong)情況。當管(guan)内液面高(gao)于電極水(shui)平面時,若(ruo)管道的前(qian)後是直管(guan)段時,電磁(ci)流量計的(de)測量大多(duo)也能夠穩(wen)定,但流量(liang)計所計量(liang)的液體體(ti)積包含了(le)管道♈内的(de)非滿管部(bu)分體積,故(gu)這種測🏃‍♀️量(liang)存在着很(hen)大的測量(liang)誤差。當管(guan)内液面高(gao)度低于電(dian)極表面時(shi),此時電極(ji)裸露在空(kong)氣中,測量(liang)回路實際(ji)處于開路(lu)狀态。電磁(ci)流量計的(de)測量值和(he)輸出處于(yu)--種随機的(de)狀态,不停(ting)地♻️波動或(huo)是滿度。非(fei)滿管的情(qing)況多出現(xian)在靠流體(ti)直流或流(liu)量計後無(wu)任何背壓(ya)的直接排(pai)放口。判斷(duan)方法:可采(cai)用前述氣(qi)泡判斷的(de)方法,此時(shi)以🌈指針式(shi)萬用表測(ce)量電🈲極電(dian)阻,可發現(xian)電極的回(hui)路電阻明(ming)顯變高。解(jie)決方法:在(zai)流量計安(an)裝時應盡(jin)量在管道(dao)最低端安(an)裝或⁉️有意(yi)将流量計(ji)安裝🌈在U型(xing)管道。另外(wai)📐，現在市場(chang)上也有能(neng)夠在非滿(man)管情況下(xia)測量的電(dian)磁流量計(ji)。
3)電極腐蝕(shi)。因電極腐(fu)蝕而造成(cheng)測量值波(bo)動的情況(kuang)。故障原♻️因(yin):由🈲于流量(liang)計電極材(cai)料的選擇(ze)不當造成(cheng)電極爲被(bei)測液體所(suo)腐蝕，從而(er)導緻流量(liang)計輸出波(bo)動。判斷方(fang)法:由📱于電(dian)極材料不(bu)耐腐蝕所(suo)造成的故(gu)障隻有在(zai)‼️電極被腐(fu)蝕後才會(hui)表現出來(lai),之前通常(chang)☎️無法判别(bie)。對🤞此問題(ti)的解決方(fang)法,隻有更(geng)換新的電(dian)極。--般電極(ji)腐蝕故障(zhang)診斷處理(li)🌐都屬于事(shi)後維護處(chu)理的方法(fa)。
4)電極結垢(gou)及電極短(duan)路。電極短(duan)路的判斷(duan)比較簡單(dan)🐇,若被測😄介(jie)質中含有(you)金屬物質(zhi)時,電極短(duan)路較易診(zhen)🏃‍♀️斷,此🤞時測(ce)量值明顯(xian)偏小或趨(qu)于零。但這(zhe)種現象在(zai)日常運行(hang)中并💁不多(duo)見。電極結(jie)💋垢,因電磁(ci)流量計經(jing)🌏常應用于(yu)🌐原水或水(shui)⛱️質較差等(deng)環境，電極(ji)結垢的發(fa)生幾率較(jiao)高。當電極(ji)結垢時,表(biao)現爲信号(hao)逐漸減小(xiao),直至絕緣(yuan)而使🏃🏻‍♂️得信(xin)号回路開(kai)路,此時流(liu)量信号被(bei)💰隔絕。故障(zhang)原因:當被(bei)測水質的(de)雜質較高(gao)時,易在管(guan)壁附着和(he)沉澱,若附(fu)🏃‍♀️着的介質(zhi)是比被測(ce)🐆液體電導(dao)♈率高的導(dao)電物質,則(ze)信号電勢(shi)被分流而(er)不能工作(zuo)🔴,即電極短(duan)路,若是非(fei)導電層，就(jiu)是我們日(ri)常所說的(de)🐪電極結垢(gou),則使電極(ji)開路而不(bu)能工作。判(pan)斷方法:若(ruo)附着于襯(chen)裏管璧積(ji)垢層爲氧(yang)化鐵鏽層(ceng)，或以金屬(shu)爲主要成(cheng)份的雜質(zhi),其電導率(lü)大于液體(ti)電導率,測(ce)得的流量(liang)值将比實(shi)際流量值(zhi)低;若爲碳(tan)酸鈣等🐉水(shui)垢層,由于(yu)其電導率(lü)低于被測(ce)介質,則測(ce)得的流量(liang)值将低于(yu)實際流量(liang)。假若附着(zhe)層電導率(lü)👌與液體被(bei)測介質相(xiang)同,那麽附(fu)加誤差爲(wei)零,但此隻(zhi)局限于附(fu)着層厚度(du)較小的情(qing)況，因爲相(xiang)同流量有(you)附着層時(shi)流通截面(mian)👈積減小,但(dan)平均流速(su)增加,相互(hu)間可抵消(xiao),因此附加(jia)誤差可以(yi)忽略。該故(gu)障解決方(fang)法:建議選(xuan)用不易附(fu)着的尖形(xing)或半球形(xing)突出電極(ji)可更換式(shi)🈲電極、刮刀(dao)式清垢電(dian)極等。刮刀(dao)式電極可(ke)在傳感器(qi)外定期手(shou)動刮除沉(chen)垢。也有暫(zan)時斷開測(ce)量電路,在(zai)電極間🥰通(tong)以短時間(jian)的低壓大(da)流量,焚燒(shao)清除油脂(zhi)類附着層(ceng)。亦可在易(yi)産生附着(zhe)層的場合(he)采用提高(gao)💘流速以達(da)到自行清(qing)掃管壁的(de)目的,也是(shi)-個比較有(you)效的方法(fa),當然采用(yong)易清洗的(de)🧡管道連接(jie)是-一個比(bi)較徹底的(de)方法。
5)電導(dao)率過低。電(dian)導率低于(yu)閥值(下限(xian)值)會産生(sheng)測量誤差(cha)甚🌈至💁不能(neng)穩定工作(zuo),使用時測(ce)量出現波(bo)動現象,電(dian)🔞導率超過(guo)閥值即使(shi)再變化時(shi),此時測量(liang)的示值誤(wu)差幾乎恒(heng)定。通常儀(yi)表制⚽造廠(chang)規範中規(gui)定的下限(xian)值是指在(zai)較理想的(de)條件✍️下可(ke)測量的最(zui)低值🐅,而實(shi)際使用♌條(tiao)件不可能(neng)都很理想(xiang)。判🧑🏽‍🤝‍🧑🏻斷方法(fa):液體電導(dao)率可查閱(yue)有關手冊(ce),若缺少現(xian)成數據時(shi)👣,則可用電(dian)導率儀取(qu)樣🌍測定。若(ruo)沒有配備(bei)電導率儀(yi),最簡💋單的(de)方法可以(yi)用萬用表(biao)測出液體(ti)的⚽電🛀🏻阻,再(zai)用同樣的(de)方法測試(shi)現場普㊙️通(tong)自來水的(de)電阻,比較(jiao)兩者的測(ce)試結果。對(dui)于🔅液體電(dian)導率過低(di)産生❗的測(ce)量誤差解(jie)決方法:電(dian)導率過低(di)超出了儀(yi)表所容許(xu)的測👌量範(fan)🈲圍,此時唯(wei)一的解決(jue)方法是選(xuan)用其它能(neng)滿足要求(qiu)的低電導(dao)率電磁流(liu)量計(如🌈電(dian)容式電磁(ci)流量計)或(huo)者是其它(ta)原理的流(liu)量計。.
6)襯裏(li)變形。可導(dao)緻測量不(bu)準确或傳(chuan)感器損壞(huai)。故障原因(yin):襯裏變形(xing)，大多發生(sheng)在氟塑料(liao)的襯裏,造(zao)成這種現(xian)象的原因(yin)有兩種:-是(shi)蒸汽滲透(tou)引起氟塑(su)料襯裏的(de)熱擴散現(xian)象,所謂熱(re)擴散是當(dang)管⁉️道内介(jie)質(氣體或(huo)蒸汽)流過(guo)氟塑☂️料襯(chen)裏時所發(fa)生的自然(ran)的物理現(xian)象,通常👈滲(shen)透的程度(du)主要取決(jue)于🚩襯裏材(cai)料、液🥵體和(he)蒸汽的類(lei)型、襯裏的(de)厚度當襯(chen)裏的厚度(du)增加時滲(shen)透程度則(ze)相應減小(xiao))、襯裏内外(wai)的溫差當(dang)襯裏㊙️内外(wai)溫差很大(da)時滲透則(ze)加劇)和管(guan)道壓力等(deng)多個因素(su)。二是氟塑(su)料襯裏特(te)别是聚四(si)氟乙烯(PTFE)襯(chen)♉裏本身的(de)工藝結構(gou),因.爲聚四(si)氟乙烯與(yu)管壁間僅(jin)靠壓貼,無(wu)粘結力，故(gu)不能用于(yu)負壓管道(dao)。判斷方法(fa):襯裏❤️變形(xing)在現場一(yi)般無法判(pan)别,現用㊙️的(de)判斷方法(fa)是,在實際(ji)應用🆚過程(cheng)中發覺流(liu)量誤差較(jiao)大時,即将(jiang)傳感🔴器從(cong)工藝管道(dao)上拆下後(hou)以肉眼觀(guan)察,但此時(shi)襯裏的故(gu)障往往已(yi)經形成。解(jie)決方🧡法:用(yong)隔熱絕緣(yuan)的方法,法(fa)🔱蘭和線圈(quan)盒間增加(jia)隔熱措施(shi),減少溫差(cha)、減小熱擴(kuo)散,這将在(zai)很大程度(du)✌️上改善襯(chen)裏内外溫(wen)差情況,從(cong)而降低滲(shen)透率和蒸(zheng)汽在測量(liang)管壁内的(de)凝聚;加厚(hou)聚四氟乙(yi)烯(PTFE)襯裏厚(hou)度;提供其(qi)它形式的(de)襯裏，如PFA和(he)陶瓷襯裏(li)。
7)外部強電(dian)磁場幹擾(rao)。電磁流量(liang)計信号失(shi)真,輸出信(xin)号♍表現爲(wei)🐇非💁線性或(huo)信号波動(dong)。故障原因(yin):由于流量(liang)計流✉️量信(xin)号小🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,易受(shou)外界👄幹擾(rao)影響，而幹(gan)擾源主要(yao)🏃‍♀️有管道雜(za)散電流、靜(jing)電、電磁波(bo)和磁場等(deng)。電磁流量(liang)計的設計(ji)制造應符(fu)合電磁兼(jian)容性要求(qiu),在規定輻(fu)射電磁環(huan)境下能正(zheng)常工⛷️作。但(dan)現場應用(yong)表明,強磁(ci)場幹擾會(hui)導緻☎️磁場(chang)回路飽和(he)及外部磁(ci):場進入電(dian)磁流量計(ji)⁉️的磁場回(hui)路并形成(cheng)雜散磁場(chang)而影響輸(shu)出信号的(de)線性度。電(dian)♈場幹擾則(ze)是由于噪(zao)⛷️聲破壞測(ce)量管内的(de)電勢平衡(heng)造成輸出(chu)信号波動(dong)異常。判斷(duan)方法:當輸(shu)出信号表(biao)現爲非線(xian)性時，可通(tong)過專用的(de)模拟信号(hao)儀來判斷(duan),如電磁流(liu)量計轉換(huan)器的輸出(chu)⛱️爲線性,可(ke)判斷爲外(wai)界的磁場(chang)幹擾影響(xiang),反之也有(you)可能是電(dian)㊙️磁流量計(ji)本身的電(dian)器✌️故障。對(dui)電場幹擾(rao),可在先不(bu)加激磁電(dian)流時用示(shi)波器測量(liang)兩極間的(de)電勢,其值(zhi)應爲零，如(ru)🈲測得有交(jiao)流電勢,則(ze)可判别爲(wei)漏電流等(deng)電場幹擾(rao)。解決方法(fa):防止磁場(chang)幹擾，通常(chang)🈲隻有将電(dian)磁流量計(ji)傳感📧器的(de)安裝位置(zhi)遠離強磁(ci)場源。強電(dian)場幹擾的(de)防止,可采(cai)取增強✔️屏(ping)蔽等措施(shi)。如仍無效(xiao),則可将電(dian)磁流量傳(chuan)感器與連(lian)接管道絕(jue)緣。

8)電纜的(de)故障。流量(liang)計在運行(hang)一段時間(jian)後(←般不是(shi)新裝用表(biao)),出現工作(zuo)異常,具體(ti)表現爲測(ce)量值變大(da)或變小,或(huo)者😍是不🔴停(ting)地波動✊,且(qie)經現場檢(jian)查已排除(chu)管㊙️道不滿(man)管.介質含(han)氣等.上述(shu)現象的可(ke)能性。故障(zhang)原因:這類(lei)問題的産(chan)生一般與(yu)安裝維護(hu)不當有關(guan)。未徹底做(zuo)好電纜接(jie)頭處的防(fang)潮防水)等(deng)處理.且接(jie)頭☔處常用(yong)絞接的方(fang)法連接。
使(shi)用日久,且(qie)處于一個(ge)潮濕的環(huan)境中,潮氣(qi)侵入電纜(lan)💯接頭🔱,可能(neng)造成以下(xia)--些故障:
①信(xin)号線對地(di)絕緣下降(jiang),引起倍号(hao)衰減,最終(zhong)是測量👣結(jie)果偏小❤️。
②信(xin)号電纜接(jie)地處按觸(chu)電阻變大(da),使測量值(zhi)變小,若該(gai)接觸🙇🏻電㊙️阻(zu)不穩定,則(ze)測量值無(wu)法穩定，且(qie)易引入幹(gan)擾💞。
③勵磁線(xian)圈對地絕(jue)緣下降,造(zao)成測量結(jie)果偏小。
④勵(li)磁回路電(dian)纜連接處(chu)接觸電阻(zu)變大,使轉(zhuan)換器的勵(li)磁🌈回路🏒處(chu)🤩于非恒流(liu)工作區域(yu)，勵磁電流(liu)下降,同⁉️樣(yang)造🍉成測量(liang)結🐇果偏小(xiao)。
⑤信号線.勵(li)磁線對地(di)絕緣性能(neng)下降,使得(de)測量結果(guo)遠大于正(zheng)常的數據(ju)。如這種幹(gan)擾不穩定(ding),對儀表的(de)影響❓也變(bian)化不定,繼(ji)而出現波(bo)動。
⑥信号電(dian)纜.勵磁電(dian)纜兩個連(lian)接頭相靠(kao)較近,就會(hui)産生💃🏻耦合(he)🔆作✏️用🏃。通常(chang)能使實際(ji)運行結果(guo)增大幾成(cheng),此時儀表(biao)的☀️零點變(bian)化就是由(you)幹擾引起(qi)的。判斷方(fang)法:對于這(zhe)類異常情(qing)況,在排除(chu)流量計其(qi)💜它幾類故(gu)障的可能(neng)性後,就應(ying)檢查電纜(lan)是否有問(wen)題,尤其是(shi)電纜曾有(you)中間接頭(tou)處。對于勵(li)磁回路電(dian)纜的故障(zhang),儀😄表維護(hu)人員🚶‍♀️隻🏒要(yao)把現場的(de)勵磁回路(lu)電阻測📞量(liang)值與廠“方(fang)提供的數(shu)據作比較(jiao)即可得知(zhi)問題所在(zai),繼而采取(qu)措施。對于(yu)由👈于信号(hao)線、勵磁線(xian)對♉地絕緣(yuan)性能下降(jiang)的🐪故障,可(ke)由儀表維(wei)護人員在(zai)斷開一根(gen)勵🔴磁線的(de)情況下,觀(guan)察儀表的(de)顯示或輸(shu)出信号此(ci)時儀表應(ying)處于零流(liu)量的狀态(tai),若測量值(zhi)偏大,則可(ke)确定是🛀🏻信(xin)号線.勵磁(ci)線的絕緣(yuan)不♊良或有(you)耦合。解決(jue)方法:對于(yu)這種由于(yu)電纜的接(jie)頭或絕緣(yuan)🔞等💞引起的(de)故障,解決(jue)方法隻有(you)更換電纜(lan).

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