摘要:在煉(liàn)鐵高爐生(shēng)産中冷卻(que)水量配置(zhi)相當重要(yao),這就要求(qiú)測量冷卻(que)水量大小(xiǎo)的電磁流(liú)量計 必需(xu)正确。本文(wén)闡述了電(dian)磁流量計(jì)在煉鐵高(gāo)爐生🔱産的(de)應用中,經(jing)常存在的(de)--些故障現(xiàn)象進行具(jù)體分析以(yǐ)及處🌐理方(fang)法和需注(zhù)意的事項(xiang)等
1前言
　　在(zai)高爐生産(chǎn)中,用于測(cè)量冷卻水(shui)流量的電(dian)磁流量計(ji)有近二十(shi)台,其中每(měi)--台都擔負(fù)着測量某(mǒu)一流某一(yi)段冷卻水(shuǐ)流量的💋重(zhong)任，我們知(zhi)道在煉鐵(tiě)高爐生産(chǎn)中,要求測(ce)量冷卻水(shui)量的電磁(cí)流量計必(bi)需正确無(wu)誤。又由于(yu)這些用于(yú)監測冷卻(què)水量的💔電(diàn)磁流量🐉計(jì)都分布在(zai)高爐現場(chǎng)高溫高濕(shi)的惡劣環(huan)境中,因此(cǐ)測量精度(du)💜受環境及(jí)被測介質(zhi)影響很大(dà),下面進行(háng)具體分析(xī)。
2電磁流量(liàng)計原理
　　電(diàn)磁流量計(jì)的基本原(yuan)理是法拉(lā)第電磁感(gǎn)應定律,運(yun)動🌐的導體(ti)在磁場中(zhōng)切割磁力(lì)線,在其兩(liang)端産生感(gan)應電動勢(shi)。如🈚圖所示(shì),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(dòng)方向垂直(zhi)的方向_上(shàng)産生與流(liu)🐇量成比例(li)的感應電(diàn)勢U,該電勢(shì)的大小如(rú)下:


　　式中:K爲儀(yi)表常數,由(you)于傳感器(qì)生産的離(li)散性,對同(tóng)一标稱🤞口(kou)🔞徑的傳感(gǎn)器予以修(xiu)正，K=4B/πD。
傳感器(qì)的感應電(diàn)勢U與流量(liàng)q是線性的(de)比例關系(xì),它隻與磁(cí)感應強度(dù)B和測量管(guan)内徑D有關(guan),而與其他(tā)物🌈理參數(shù)的變化無(wu)關,這是電(dian)磁流量計(jì)的優點。隻(zhī)要測出感(gǎn)🐇應電勢的(de)大小，就可(ke)計👉算出實(shí)際的流量(liang)。
3常見故障(zhàng)判斷及分(fèn)析
　　由以上(shang)原理介紹(shào),下面就具(jù)體從幾個(gè)方面對電(dian)磁流量計(jì)使用中常(cháng)見故障的(de)成因、檢測(ce)判别方法(fǎ)以及對故(gu)障的處理(lǐ)方式進行(háng)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(bié)是液體中(zhong)含有氣泡(pào)、電❤️極腐蝕(shí)、電導率過(guò)低🏃🏻、襯裏變(biàn)形、電🛀極結(jié)垢、外部♋幹(gan)擾磁場或(huò)電場、電極(jí)短路(金屬(shǔ)顆粒㊙️)等。
1)液(yè)體中含有(you)氣泡。液體(ti)中含有氣(qì)泡導緻測(cè)量不準或(huo)測量值波(bo)動(輸出波(bo)動)。故障原(yuán)因:液體中(zhōng)的氣體有(you)從外界吸(xi)入和液體(tǐ)中溶解氣(qi)體空氣)兩(liǎng)種途徑。若(ruò)液體中含(han)有較大氣(qi)泡,則因.擦(cā)過電極時(shi)能遮蓋整(zhěng)個電極,使(shi)流量信🈚号(hao)輸入回路(lu)瞬時開路(lu),導緻輸💔出(chū)信号出現(xiàn)波動。判斷(duan)方法:最簡(jian)單的判斷(duan)方法是當(dāng)遇到測量(liàng)值波動時(shi),可切斷磁(cí)場的勵磁(ci)回路電🚶‍♀️流(liú),如果此✊時(shi)儀表依然(rán)有👈顯示且(qiě)不穩定時(shi),說明大多(duo)🛀🏻是由于氣(qi)泡影響造(zào)成。如果此(cǐ)時以指針(zhēn)式萬用表(biao)測量電極(ji)電阻,可測(ce)量到電極(jí)的回路電(dian)阻要比🔆正(zhèng)常時高。解(jie)決方🏒法:對(duì)于被測介(jie)質中含有(you)空氣的🈲情(qíng)況,如果判(pan)🛀🏻斷是由安(ān)裝位🔅置引(yǐn)起的，如因(yin)電磁流量(liàng)計裝在管(guǎn)道高點而(ér)潴留氣體(tǐ)🔴或外界吸(xi)入空氣造(zao)成氣泡而(ér)導緻流量(liàng)計測量波(bō)動,就應更(gèng)換安裝位(wei)置,可在管(guan)道低點或(huò)采用U型管(guǎn)安裝。但很(hen)多應用情(qing)況是口徑(jing)較大或者(zhě)安裝的位(wei)置不易改(gai)換,可在流(liu)量計上遊(yóu)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(qì)泡造成顯(xiǎn)示的波動(dong)可達20%~50%,在安(ān)裝了排氣(qì)裝置後💞,測(cè)量🐇即⁉️恢複(fú)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(gāo)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(gāo)于電極水(shui)平面時,若(ruò)管道的前(qián)後是直管(guǎn)段時,電磁(cí)流量計的(de)測量大多(duō)也能夠穩(wěn)定,但流量(liang)計所計量(liang)的液體體(tǐ)積包含了(le)管道内的(de)非滿👣管部(bù)分體積,故(gu)這種測量(liang)存在着很(hěn)大的測量(liàng)誤差。當管(guǎn)内液面高(gāo)度低于電(dian)極表面時(shí),此時♈電極(jí)裸露在空(kong)氣中,測量(liang)回路實際(jì)處于開路(lù)狀态。電磁(cí)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(fēi)滿管的情(qing)況多出現(xiàn)在靠流體(ti)直流或流(liú)量計🔴後無(wu)任何背壓(yā)的💔直接排(pai)放口。判斷(duan)方法:可采(cǎi)用前☔述氣(qi)泡判斷的(de)方法,此時(shí)以指針式(shi)萬用表測(ce)量電極電(diàn)阻,可發現(xian)電極的回(huí)✔️路電阻明(míng)顯變高。解(jie)決方法:在(zai)流量計安(an)裝時應盡(jìn)量在管道(dao)最低端安(ān)裝或✉️有意(yi)将流量計(jì)安裝在U型(xing)管道。另外(wai)，現在市場(chang)上也📞有能(néng)夠在非滿(mǎn)管情況下(xia)測量的電(diàn)磁流量計(jì)。
3)電極腐蝕(shí)。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(liàng)計電極材(cai)料的選擇(zé)不當造成(cheng)電極爲被(bèi)👄測液體所(suo)腐蝕，從而(ér)導緻流量(liàng)計輸出波(bō)動。判斷🍓方(fāng)法:由于電(dian)極材料不(bú)耐腐蝕所(suo)造成的故(gu)障隻有在(zai)電極被腐(fu)🤟蝕後才會(huì)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(gèng)換新的電(dian)極。--般電極(jí)腐蝕🏃‍♀️故障(zhang)診斷處理(lǐ)都屬于事(shì)後維護處(chu)理的方法(fa)👄。
4)電極結垢(gou)及電極短(duǎn)路。電極短(duǎn)路的判斷(duàn)比較簡單(dan),若㊙️被測介(jiè)質👉中含有(yǒu)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(zhè)種現象在(zài)日常運行(hang)中并⭐不多(duō)見。電極結(jie)垢,因電磁(cí)流量計經(jīng)常應用于(yu)原水或水(shui)質較差等(děng)環境，電極(jí)結垢的發(fa)生幾率較(jiao)高。當電極(ji)結垢時,表(biǎo)現爲信号(hào)逐漸減小(xiao),直至絕緣(yuan)而☁️使得信(xìn)号回路開(kai)路,此時流(liú)量信号被(bèi)隔絕。故障(zhàng)🏒原因:當被(bèi)測水質的(de)雜質♋較高(gao)時,易在管(guan)壁附着和(hé)沉澱,若附(fu)📞着的介質(zhì)是比被測(cè)液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質,則(ze)信🐅号電勢(shì)被分流而(er)不能✊工作(zuò),即電極短(duǎn)路,若是非(fei)導電層，就(jiu)是我們日(rì)☔常所說的(de)電極結垢(gòu),則使電極(jí)開路而不(bú)能工作。判(pàn)斷方法:若(ruò)🐅附着于襯(chen)裏管璧積(jī)垢層爲氧(yang)化鐵鏽層(céng)，或以金屬(shu)爲主要成(chéng)份的雜質(zhì),其電導率(lü)大于液體(tǐ)電導率,測(cè)得的流量(liàng)值将比實(shi)際流量值(zhi)低;若爲碳(tan)酸鈣等水(shuǐ)垢層,由于(yu)其電導率(lü)低于被測(cè)介質,則測(cè)得的流量(liang)值将🌈低于(yú)實際流量(liang)。假若附着(zhe)層電導率(lǜ)♈與液體被(bèi)測介質相(xiang)同,那麽附(fu)加誤差爲(wèi)零,但此隻(zhi)局㊙️限于附(fù)着層厚度(dù)較小的情(qíng)況，因爲相(xiàng)同流量🚩有(you)附着層時(shí)流通截面(mian)積減小,但(dan)平均流🔞速(sù)增加,相互(hù)間可抵消(xiao),因此附加(jiā)誤差可以(yǐ)忽略。該故(gu)障解決方(fang)法:建議選(xuan)用不易附(fù)着的尖形(xíng)或半球形(xíng)突出電極(ji)可✔️更換式(shi)電🍓極、刮刀(dao)式清垢電(dian)極等。刮刀(dāo)式電極可(ke)在傳感器(qì)💃🏻外定🌈期手(shǒu)動刮除沉(chén)垢。也有暫(zan)時斷開🌈測(cè)量電路,在(zai)電極間通(tōng)以短時間(jian)的低壓大(da)流量,焚燒(shāo)清除油脂(zhi)⭐類附着層(ceng)。亦可🌐在易(yi)産生附着(zhe)層的場合(hé)采用提高(gāo)流速以達(dá)到自行清(qing)掃🥰管壁的(de)目的,也是(shì)-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(bǐ)較徹底的(de)方法。
5)電導(dao)率過低。電(diàn)導率低于(yú)閥值(下限(xian)值)會産生(sheng)測量誤差(cha)甚至不🔞能(néng)穩定工作(zuo),使用時測(cè)量出現波(bo)動現象,電(diàn)🐆導率超過(guò)閥值♉即使(shi)再變化時(shí),此時測量(liang)的示值誤(wù)差幾乎恒(héng)定。通常儀(yi)表制造廠(chǎng)規範中規(gui)定的下限(xiàn)值是指在(zài)較理💘想的(de)條件下可(kě)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(fǎ):液體☂️電導(dǎo)率可查閱(yue)有關手冊(cè),若缺少現(xian)成數據時(shi)❄️,則可🌈用電(dian)導率儀取(qu)樣測定。若(ruò)👣沒有配備(bèi)電導率儀(yí),最簡單💘的(de)方法可以(yǐ)用萬用表(biao)測出液體(tǐ)的💃電阻,再(zài)用同樣的(de)方法⭐測試(shi)現場普通(tōng)自來水的(de)電阻,比較(jiào)兩者☎️的測(cè)試結果。對(dui)于液體電(diàn)導率過低(di)産生的測(cè)量誤差解(jie)決方法:電(dian)導率過低(dī)超出了儀(yi)表所容許(xu)的測量範(fàn)圍,此時唯(wei)一的解決(jué)方法是選(xuan)用其它能(néng)滿足👈要求(qiu)的低電導(dǎo)率電磁流(liú)量計(如電(diàn)容式電磁(cí)流量計)或(huo)者是其它(tā)原理的流(liú)量計。.
6)襯裏(lǐ)變形。可導(dao)緻測量不(bu)準确或傳(chuan)感器損壞(huài)。故障原因(yīn):襯裏變形(xing)，大多發生(shēng)在氟塑料(liao)的襯裏,造(zao)成這種現(xian)✌️象的原因(yīn)🚶‍♀️有兩種:-是(shi)蒸汽滲透(tou)引起氟塑(sù)料襯裏的(de)熱擴散現(xian)象,所謂⛱️熱(rè)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(fā)生的自然(rán)的物理現(xiàn)象,通常滲(shèn)透的程度(du)主要取決(jue)于襯裏材(cái)料、液🌈體和(hé)蒸汽的類(lèi)✌️型、襯裏的(de)厚度當襯(chen)裏的厚度(dù)增加時滲(shèn)透程度則(ze)相應減小(xiǎo)💃)、襯裏内外(wai)的溫差當(dang)襯裏内外(wài)溫差很大(da)時滲透則(zé)加劇)和管(guan)道壓力等(deng)多個🛀🏻因素(su)。二是氟塑(sù)料襯裏特(tè)别是聚四(sì)氟乙烯(PTFE)襯(chèn)裏本身的(de)工藝結構(gòu),因.爲聚四(si)氟乙烯與(yǔ)管壁📱間僅(jin)靠壓✍️貼,無(wú)粘結力，故(gu)不能用于(yu)🌈負壓管道(dào)。判斷方法(fǎ):襯裏💚變形(xíng)在現場一(yī)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(liú)量誤差較(jiao)大時,即将(jiāng)傳感器從(cóng)工藝管道(dao)上拆下後(hou)以肉眼觀(guān)察,但此時(shí)襯裏的故(gù)障往往已(yǐ)經形成。解(jiě)決方法:用(yong)隔㊙️熱絕緣(yuán)的方法,法(fǎ)蘭和線圈(quan)盒間增加(jia)隔熱措施(shī),減少溫差(cha)、減小🈲熱擴(kuo)散,這将在(zài)很大程度(dù)上改善襯(chen)裏内外溫(wēn)差情況,從(cong)而降低滲(shèn)透率和蒸(zhēng)汽在測量(liàng)管壁内的(de)凝聚;加厚(hòu)聚四氟乙(yǐ)烯(PTFE)襯裏厚(hòu)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(rǎo)。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(dòng)。故障原因(yin):由于流量(liang)計流量信(xìn)号小,易受(shòu)外界幹擾(rǎo)影響，而幹(gàn)擾源主要(yào)有管道雜(zá)散電流、靜(jing)電、電磁波(bō)和磁場等(deng)。電磁流量(liàng)計的設計(jì)制造應符(fu)合電磁兼(jiān)容性要求(qiu),在規定輻(fú)射電磁環(huan)境下能正(zhèng)常工作。但(dàn)現場應用(yong)表明,強磁(cí)場幹擾會(huì)導🔴緻磁場(chǎng)回路飽和(he)及外部磁(ci):場進入電(dian)磁流量計(jì)💚的磁場回(hui)路并形成(chéng)雜散磁場(chang)而影響輸(shū)出信号的(de)線性度。電(diàn)場幹擾則(zé)是由于噪(zao)聲破壞測(cè)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(biǎo)現爲🌈非線(xiàn)性時，可通(tong)過專用的(de)模拟信号(hào)儀來判斷(duàn),如電磁流(liu)量計轉換(huan)器的輸出(chū)📐爲線性,可(kě)判斷爲外(wai)界的磁場(chang)幹擾影響(xiǎng),反之也有(yǒu)可能是電(dian)💋磁流量計(jì)本身的電(diàn)器故障。對(dui)電場幹擾(rǎo),可在先不(bú)加激📞磁電(diàn)流時用示(shi)波器測量(liàng)兩極間的(de)電勢,其值(zhi)應爲零，如(rú)✍️測得有交(jiāo)流電勢,則(ze)可判别爲(wèi)漏電流等(děng)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(zhì)遠離強磁(ci)場源。強電(diàn)場幹擾的(de)防止,可采(cǎi)取增強屏(ping)蔽等🐇措施(shī)。如仍無效(xiao),則可将電(diàn)磁流量😄傳(chuan)感器與連(lian)接管道絕(jué)緣。

8)電纜的(de)故障。流量(liàng)計在運行(hang)一段時間(jian)後(←般不是(shi)新裝用表(biǎo)🔆),出現工作(zuo)異常,具體(tǐ)表現爲測(cè)量值變大(da)或變小,或(huò)者是不🧑🏽‍🤝‍🧑🏻停(ting)地❤️波動,且(qiě)經現場檢(jiǎn)查已排除(chú)管道不滿(man)管.介質👈含(han)氣等.上述(shù)現象的可(ke)能性。故障(zhàng)原因:這類(lei)問題的産(chǎn)生一般與(yǔ)安裝維護(hu)不㊙️當有關(guan)。未徹底做(zuo)好電纜接(jiē)頭處的防(fang)潮防水)等(děng)處理.且接(jie)頭⭐處常用(yòng)絞接的方(fāng)法連接。
使(shǐ)用日久,且(qiě)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(xìn)号線對地(dì)絕緣下降(jiang),引起倍号(hao)衰減,最終(zhōng)是測量結(jie)果偏小。
②信(xìn)号電纜接(jie)地處按觸(chù)電阻變大(dà),使測量值(zhí)變小,若該(gai)接觸電阻(zǔ)不穩定,則(ze)測量值無(wú)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(zào)成測量結(jie)果偏小。
④勵(lì)磁回路電(dian)纜連接處(chù)接觸電阻(zu)變大,使轉(zhuan)換器的♈勵(lì)磁回路處(chù)于非恒流(liu)工作區域(yù)，勵磁電流(liu)下降,同樣(yang)造成測量(liang)結果偏🌈小(xiǎo)。
⑤信号線.勵(li)磁線對地(di)絕緣性能(néng)下降,使得(dé)測量結果(guǒ)遠大于正(zhèng)常的數據(jù)。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(bō)動。
⑥信号電(diàn)纜.勵磁電(diàn)纜兩個連(lián)接頭相靠(kào)較近,就會(hui)産生耦合(hé)作用。通常(cháng)能使實際(ji)運行結果(guo)增大幾成(chéng),此時儀表(biao)的零點變(bian)化就是🤞由(yóu)幹擾引起(qi)的。判斷方(fang)法:對于這(zhè)類異常情(qíng)況,在排除(chú)流量計其(qí)它幾類故(gù)障的可能(neng)性🍓後,就應(yīng)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(lì)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(liàng)值與廠“方(fāng)提供的數(shù)🐉據作比較(jiào)即可得知(zhi)問題所在(zai),繼而采取(qu)措施。對于(yú)由于信号(hào)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(gēn)勵🚶‍♀️磁線的(de)情況下,觀(guān)察儀表的(de)顯示或輸(shū)出信号此(cǐ)時☎️儀表應(yīng)處于零流(liu)量的狀态(tài),若測量值(zhi)偏大,則可(ke)确♋定是信(xin)号線.勵磁(ci)線的絕緣(yuán)不良或有(yǒu)耦合。解決(jué)方法:對于(yú)這😘種由于(yú)電纜的接(jiē)頭或絕緣(yuan)🚶‍♀️等引起的(de)故障,解決(jué)方法隻有(yǒu)更換電纜(lan).

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