1 引言

 

    我公司的净化水、地表水、软水和深井水大都采用电磁流量计进行计量，由于水资源的紧张，仪表的计量显得更加重要，要求计量的准确性越来越高，通过对电磁流量计原理的了解及故障分析，我们能准确的避免故障的发生和出现故障后能够尽快解决，使水计量达到一个新的水平。

 

    2 电磁流量计的原理

 

    电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。它的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式：

 

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    3 电磁流量计运行期间的故障类型

 

    电磁流量计安装并正常运行一段时期后会出现一些故障，常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷击，线路的影响，电路板损坏，环境条件变化等因素。

 

    3.1 雷击

 

    雷击在线路中感应瞬时高电压和电流，进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有4条引入途径：电源线，传感器与转换器间的流量信号线、励磁线和输出4-20mA信号线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和电流大部分是从控制室电源线路和输出信号线引入的，其他两条途径较少。发生雷击时，不仅电磁流量计出现故障，而且和它相连的计量前端也可能出现雷击事故。因此使用时要做好各种防护措施。

 

    3.2 环境条件变化

 

    主要原因是管道杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量，但如遇管道有强杂散电流不一定能克服，须采取流量传感器与管道绝缘的措施。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。

 

    3.3 内壁附着层

 

    由于电磁流量计测量污水、河水和净化水时，含有悬浮物或污脏体，易出现内壁附着层而产生的故障。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路，引起测量流量的减小。本公司就曾经出现过此类的故障现象。

 

    3.4 线路的影响

 

    由于线路受现场条件的影响，架设的线路可能出现被挂断和挖断的情况，导致电磁流量计不能正常计量。

 

    3.5 电路板损坏

 

    除雷击以外，电源电压过大，仪表进水或部件老化都可能引起电路板的损坏。

 

    4 流量测量值与实际值不符时的原因及检查

 

    4.1 故障原因

 

    引起测量流量与实际测量不符的故障原因，大体上可归纳成以下5个方面。

 

    （1）转换器参数设置不准确；

 

    （2）传感器安装位置不妥，未满管或液体中含有气泡；

 

    （3）未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘下降；

 

    （4）传感器下游流动状况不符合要求；

 

    （5）传感器极间电阻变化或电极绝缘下降。

 

    4.2 故障检查和采取措施

 

    （1）复核转换器参数值，检查零点、满度值。我公司就出现传感器系数被修改的现象导致计量失真。

 

    （2）查管道充是否不满管和含有气泡。本类故障主要是管网工程设计不良或相关设备不完善所引起的，对传感器进行改造。

 

    （3）检查信号电缆系统。检查连接电缆匹配是否适当？连接是否正确？绝缘是否下降？通常人们检查电磁流量计测量流量不符的故障原因，往往忽视连接传感器和转换器之间的电缆系统，每个生产厂家生产的仪表对电缆的要求是不一样的。例如经常遇到以下事例：①将所附整根电缆割断后重新连接，使用一阶段后连接处吸入潮气，绝缘下降；②信号线末端未处理好，内屏蔽层、外屏蔽层和信号线相互间有短接，或与外壳短接；③不用规定型号（或所附）的电缆；（④电缆长度超过受液体电导率制约的长度上限；⑤液体电导率较低而传感器和转换器相距较远，未按规定使用专用屏蔽电缆。

 

    4.3 调查传感器上游流动状况，检查传感器测量道内壁状况

 

    （1）传感器上游流动状况常因受安装空间限制，偏离规定要求，如无法满足足够长度的直管段，这些会引入影响测量准确的因素。特别是接近传感器上游设置调节阀或未全开的闸阀，可以改动传感器的安装位置。（2）内壁存在淤积层或管壁被磨损，从而改变流通面积，影响测量值。这类故障的出现只有在运行一段时期后才会出现。流量传感器上游流动状况偏离要求的原因绝大部分是工程设计将传感器安装在不适当位置所致；但也发生过工程设计的安装情况良好，但运行一段时间后，却出现较大误差。

 

    4.4 检测电极与液体间接触电阻和电极绝缘

 

    电极与液体接触电阻主要取决于接触面积和液体电导率。一般结构电极在测量电导率为5×10-6S/cm的蒸馏水时电阻值为几百千欧，电导率为150×10-6S/cm的生活和工业用水约为几十千欧，电导率为1×10-2S/cm的盐水约为几百欧。用万用表在充满液体时测量电极接触电阻，虽然只是确定大体的值，却是判断管壁状况较方便的方法。电磁流量传感器的电极接触电阻最好在新装仪表调试时即测量并记录在案，以后每次维护时均作测量（作分析比较测得各次电阻值，必须是用同一型号万用表，同一测量档的测量值），分析比较将有助于今后判断仪表故障，省略从管道上卸下流量传感器进行检查。如所测电极接触电阻值比以前增加，说明电极表面被绝缘层覆盖或部分覆盖；如比以前电阻值减少，说明电极和衬里表面附着导电沉积层。通常要求电极绝缘电阻大于100兆欧姆，若检查结果确实是绝缘破坏，则只能调换传感器。检查电极绝缘的方法是先卸下流量传感器，放空液体，用布擦干衬里内表面，并用电吹风机吹干。然后用500VDC兆欧表，分别测试两电极对地电阻。然而绝缘下降的原因，往往是地接线柱等浸水受潮所致，有时候用电吹风排除潮气即可恢复绝缘。

 

    5 小结

 

    近年来，面对日益紧张的水资源，对计量的准确度也在不断提高要求。随着电磁流量计的使用越来越广泛，这就需要我们仪表维护人员对电磁流量计的故障判断及检查非常熟，能够节省我们的工作时间，极大的提高我们的工作效率。