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  電磁流量計誤差生成的幾個原因
電磁流量計誤差生成的幾個原因
發(fā)布時間:2020/2/27 7:55:21

電磁流量計誤差生成的幾個原因

電磁流量計有許多優(yōu)點,但若選型、安裝、使用不當,將會引起誤差增大,示值不穩(wěn)定,甚至表體損壞[6,7]。
  (1)管內液體未充滿 由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良,致使其測量管內液體未能充滿,故障現(xiàn)象因不充滿程度和流動狀況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流,故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加,即流量測量值與實際值不符;若流動是氣泡流或塞狀流,故障現(xiàn)象除測量值與實際值不符外,還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現(xiàn)輸出晃動;若水平管道分層流動中流通截面積氣相部分增大,即液體未滿管程度增大,也會出現(xiàn)輸出晃動,若液體未滿管情況較嚴重,以致液面在電極以下,則會出現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn)象。
實例1 某造船廠有一臺DN80mm電磁流量計測量水流量,運行人員反映關閉閥門后流量為零時,輸出反而達到滿度值。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)傳感器下游僅有一段短管,水直接排入大氣,截止閥卻裝在傳感器上游,閥門關閉后傳感器測量管內水全部排空。將閥門改裝到位置2,故障便迎刃而解。這類故障原因在制造廠售后服務事例中是經(jīng)常碰到的,當屬工程設計之誤。
2)液體中含有固相 液體中含有粉狀、顆粒或纖維等固體,可能產(chǎn)生的故障有;①漿液噪聲;②電極表面玷污;③導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里;④襯里被磨損或被沉積物覆蓋,流通截面積縮小。
實例2 導電沉積層短路效應。電磁流量傳感器測量管絕緣襯里若沉積導電物質,流量信號將被短路而使儀表失效。由于導電物質是逐漸沉積,本類故障通常不會出現(xiàn)在調試期,而要運行一段時期后才顯露出來。
某柴油機廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上,用DN80mm儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取最佳切削效率。起初該儀表運行正常,間斷使用2個月后,感到流量顯示值越來越小,直到流量信號接近為零。現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)絕緣層表面沉積一層黃銹,擦拭清潔后儀表運行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。
本實例屬運行期故障,雖非多見故障,然而若黑色金屬管道銹蝕嚴重,沉積銹層,也會有此短路效應。凡是開始運行正常,隨著時間推移,流量顯示越來越小,就應分析有此類故障的可能性。
3)有可能結晶的液體,電磁流量計應慎用 有些易結晶化工物料在溫度正常的情況下能正常測量,由于輸送流體的導管都有良好的伴熱保溫,在保溫工作時不會結晶,但是電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫,因此,流體流過測量管時易因降溫而引起內壁結上一層固體。由于改用其他原理的流量計測量也同樣存在結晶問題,所以在無其他更好方法的情況下,可選用測量管長度非常短的一種“環(huán)形”(oring)電磁流量傳感器,并將流量計的上游管道伴熱保溫予以強化。在管道連接方法上,考慮流量傳感器拆裝方便,在一旦結晶時能方便地拆下維護。
實例3 因液體結晶引起電磁流量計無法正常工作的例子并不少見。例如,湖南某冶煉廠安裝一批電磁流量計測量溶液流量,因電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫,數(shù)星期后內壁和電極上就結了一層結晶物,導致信號源內阻變得很大,儀表示值失常。因這批電磁流量計口徑較大,頻繁拆洗不堪忍受,所以最后還是改用明渠流量計。
4)電極和接地環(huán)材質選擇不當引發(fā)的問題 因材質與被測介質不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計與介質接觸的零部件有電極與接地環(huán),匹配失當除耐腐蝕問題外,只要是電極表面效應。表面效應應有:①化學反應(表面形成鈍話膜等);②電化學和極化現(xiàn)象(產(chǎn)生電勢);③觸媒作用(電極表面生成氣霧等)。接地環(huán)也有這些效應,但影響程度要小一些。 
實例4 上海某化工(冶煉)廠用20余臺哈氏合金B(yǎng)電極電磁流量計測量濃度較高的鹽酸溶液,出現(xiàn)輸出信號不穩(wěn)的晃動現(xiàn)象。現(xiàn)場檢查確認儀表正常,也排除了會產(chǎn)生輸出晃動的其他干擾原因。但是在多處其他用戶用哈氏合金B(yǎng)電極儀表測量鹽酸時運行良好。在分析故障原因是否由鹽酸濃度差別上引起時,應當時尚無鹽酸濃度對電極表面效應影響方面的經(jīng)驗,尚不能作出判斷。為此儀表制造廠和使用單位一起利用化工廠現(xiàn)場條件,做改變鹽酸濃度的實流試驗。鹽酸濃度逐漸增加,低濃度時儀表輸出穩(wěn)定,當濃度增加到15%~20%時,儀表輸出開始晃動起來。濃度到25%時,輸出晃動量高達20%。改用鉭電極電磁流量計后運行正常。
5)液體電導率超過允許范圍引發(fā)的問題   液體導電率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。因為制造廠儀表規(guī)范(specification)規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測出的最低值,而實際條件不可能都很理想,于是就多次遇到低度蒸餾水或去離子水,其導電率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值5 ,使用時卻出現(xiàn)輸出晃動。通常認為能穩(wěn)定測量的導電率下限值要高1~2個數(shù)量級。
液體電導率可查閱有關手冊,缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)則可取樣用電導率儀測定。但有時候也有從管線上取樣去實驗室測定認為可用,而實際電磁流量計不能工作的情況。這是由于測電導率時的液體與管線內液體已有差別,譬如液體已吸收了大氣中的CO2或NO ,生成碳酸或硝酸,電導率增大。
對于含有顆粒或纖維液體產(chǎn)生的噪聲漿液,采取提高激勵頻率的方法能有效地改善輸出晃動。表9.4所示是頻率可調的IFM3080F型 DN300電磁流量計,測量濃度3.5%瓦楞紙板漿液,在現(xiàn)場以不同激勵頻率測量所顯示瞬時流量晃動量。當頻率較低,為50/32Hz時,晃動高達10.7%;頻率提高到50/2Hz,晃動降低至1.9%,效果十分明顯。

 

電磁流量計誤差生成的幾個原因

電磁流量計有許多優(yōu)點,但若選型、安裝、使用不當,將會引起誤差增大,示值不穩(wěn)定,甚至表體損壞[6,7]。
  (1)管內液體未充滿 由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良,致使其測量管內液體未能充滿,故障現(xiàn)象因不充滿程度和流動狀況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流,故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加,即流量測量值與實際值不符;若流動是氣泡流或塞狀流,故障現(xiàn)象除測量值與實際值不符外,還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現(xiàn)輸出晃動;若水平管道分層流動中流通截面積氣相部分增大,即液體未滿管程度增大,也會出現(xiàn)輸出晃動,若液體未滿管情況較嚴重,以致液面在電極以下,則會出現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn)象。
實例1 某造船廠有一臺DN80mm電磁流量計測量水流量,運行人員反映關閉閥門后流量為零時,輸出反而達到滿度值。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)傳感器下游僅有一段短管,水直接排入大氣,截止閥卻裝在傳感器上游,閥門關閉后傳感器測量管內水全部排空。將閥門改裝到位置2,故障便迎刃而解。這類故障原因在制造廠售后服務事例中是經(jīng)常碰到的,當屬工程設計之誤。
2)液體中含有固相 液體中含有粉狀、顆粒或纖維等固體,可能產(chǎn)生的故障有;①漿液噪聲;②電極表面玷污;③導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里;④襯里被磨損或被沉積物覆蓋,流通截面積縮小。
實例2 導電沉積層短路效應。電磁流量傳感器測量管絕緣襯里若沉積導電物質,流量信號將被短路而使儀表失效。由于導電物質是逐漸沉積,本類故障通常不會出現(xiàn)在調試期,而要運行一段時期后才顯露出來。
某柴油機廠工具車間電解切削工藝試驗裝置上,用DN80mm儀表測量和控制飽和食鹽電解液流量以獲取最佳切削效率。起初該儀表運行正常,間斷使用2個月后,感到流量顯示值越來越小,直到流量信號接近為零。現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)絕緣層表面沉積一層黃銹,擦拭清潔后儀表運行正常。黃銹層是電解液中大量氧化鐵沉積所致。
本實例屬運行期故障,雖非多見故障,然而若黑色金屬管道銹蝕嚴重,沉積銹層,也會有此短路效應。凡是開始運行正常,隨著時間推移,流量顯示越來越小,就應分析有此類故障的可能性。
3)有可能結晶的液體,電磁流量計應慎用 有些易結晶化工物料在溫度正常的情況下能正常測量,由于輸送流體的導管都有良好的伴熱保溫,在保溫工作時不會結晶,但是電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫,因此,流體流過測量管時易因降溫而引起內壁結上一層固體。由于改用其他原理的流量計測量也同樣存在結晶問題,所以在無其他更好方法的情況下,可選用測量管長度非常短的一種“環(huán)形”(oring)電磁流量傳感器,并將流量計的上游管道伴熱保溫予以強化。在管道連接方法上,考慮流量傳感器拆裝方便,在一旦結晶時能方便地拆下維護。
實例3 因液體結晶引起電磁流量計無法正常工作的例子并不少見。例如,湖南某冶煉廠安裝一批電磁流量計測量溶液流量,因電磁流量傳感器的測量管難以實施伴熱保溫,數(shù)星期后內壁和電極上就結了一層結晶物,導致信號源內阻變得很大,儀表示值失常。因這批電磁流量計口徑較大,頻繁拆洗不堪忍受,所以最后還是改用明渠流量計。
4)電極和接地環(huán)材質選擇不當引發(fā)的問題 因材質與被測介質不匹配而引發(fā)故障的電磁流量計與介質接觸的零部件有電極與接地環(huán),匹配失當除耐腐蝕問題外,只要是電極表面效應。表面效應應有:①化學反應(表面形成鈍話膜等);②電化學和極化現(xiàn)象(產(chǎn)生電勢);③觸媒作用(電極表面生成氣霧等)。接地環(huán)也有這些效應,但影響程度要小一些。 
實例4 上海某化工(冶煉)廠用20余臺哈氏合金B(yǎng)電極電磁流量計測量濃度較高的鹽酸溶液,出現(xiàn)輸出信號不穩(wěn)的晃動現(xiàn)象。現(xiàn)場檢查確認儀表正常,也排除了會產(chǎn)生輸出晃動的其他干擾原因。但是在多處其他用戶用哈氏合金B(yǎng)電極儀表測量鹽酸時運行良好。在分析故障原因是否由鹽酸濃度差別上引起時,應當時尚無鹽酸濃度對電極表面效應影響方面的經(jīng)驗,尚不能作出判斷。為此儀表制造廠和使用單位一起利用化工廠現(xiàn)場條件,做改變鹽酸濃度的實流試驗。鹽酸濃度逐漸增加,低濃度時儀表輸出穩(wěn)定,當濃度增加到15%~20%時,儀表輸出開始晃動起來。濃度到25%時,輸出晃動量高達20%。改用鉭電極電磁流量計后運行正常。
5)液體電導率超過允許范圍引發(fā)的問題   液體導電率若接近下限值也有可能出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。因為制造廠儀表規(guī)范(specification)規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測出的最低值,而實際條件不可能都很理想,于是就多次遇到低度蒸餾水或去離子水,其導電率接近電磁流量計規(guī)范規(guī)定的下限值5 ,使用時卻出現(xiàn)輸出晃動。通常認為能穩(wěn)定測量的導電率下限值要高1~2個數(shù)量級。
液體電導率可查閱有關手冊,缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)則可取樣用電導率儀測定。但有時候也有從管線上取樣去實驗室測定認為可用,而實際電磁流量計不能工作的情況。這是由于測電導率時的液體與管線內液體已有差別,譬如液體已吸收了大氣中的CO2或NO ,生成碳酸或硝酸,電導率增大。
對于含有顆粒或纖維液體產(chǎn)生的噪聲漿液,采取提高激勵頻率的方法能有效地改善輸出晃動。表9.4所示是頻率可調的IFM3080F型 DN300電磁流量計,測量濃度3.5%瓦楞紙板漿液,在現(xiàn)場以不同激勵頻率測量所顯示瞬時流量晃動量。當頻率較低,為50/32Hz時,晃動高達10.7%;頻率提高到50/2Hz,晃動降低至1.9%,效果十分明顯。

 

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