几种引起电磁流量计故障的原因解析

环境类

  源自环境方面引起的电磁流量计故障主要有以下几种。

  1．强磁场

   因安装时一般都注意到要远离强磁场，故强磁场影响的实践经验不多，前文第五章第六节已简述了几则有关外界磁场的应用例，以供参考。

2．强电磁波

   电磁流量计应符合电磁兼容性要求，在规定辐射电磁场环境下正常工作，不会在该环境下造成仪表性能下降或工作不正常。

   案例10   福建省某水厂装用多台电磁流量计，其中一台输出大幅度波动。现场检查仪表安装符合要求，流量传感器和转换器相距50m，用置于铁导管内的屏蔽电缆相连接，仪表本身亦正常。但测得共模干扰信号高达1.7V。先采取将流量传感器电气绝缘的措施，共模信号降低0.6V，但输出波动无明显改善。

再次与用户分析现象环境条件，得悉在流量计非常邻近的地方有强无线电发射台。为证实故障原因是否来自该干扰源，临时将转换器移至流量传感器相距3m的地方，复测共模干扰信号小于0.1mV，虽然还感到偏大，但仪表运行已趋于正常。故障原因是即使多层屏蔽信号线，电磁波还是被引入到仪表。

本实例揭示当分离型电磁流量计在现场有较大共模干扰时，作故障原因分析时就应考虑强无线电波是否成为干扰源的可能性。本实例属调试期罕见故障。

3．管道杂散电流

电磁流量计妥善接地后，可以避免管道绝大部分杂散电流的影响。有时候按规定以粗电线跨接流量传感器并完善接地，却还会受杂散电流影响，尚需采取其他措施。

案例11^[6]  山东某铝冶厂用DN80mm电磁流量检测碱液矿浆，流量传感器两端装接地环，并用导线跨接和妥善接地，然而仪表还是不能正常工作，直到向外推移2m再置两接地点，才隔离了杂散电流影响。

仪表投入正常运行一段时期后，又出现输出信号晃动现象，排除了流动波动的可能性，仪表本身完好，初步判断为仪表运行异常。观察数天发现，中午午餐休息期和晚班运行正常，而日班却出现输出晃动。据此线索追踪溯源，找到故障源头是离电磁流量传感器距离较远的同一管系上进行电焊所致。

案例12 电磁流量传感器与连接管道绝缘，可消除大杂散电流影响^[2]

浙江省某自来水公司安装两台DN900MT900型电磁流量计，一台运行正常，另一台在1～2h周期内出现有高达50％FS波动。用户认为两台仪表使用条件相仿，故障是由仪表方面原因引起的。勘查现场周围环境，上下游紧接流量传感器的是两段长0.5m有良好接地的无衬里短钢管，然后连接到有水泥衬里的钢管。接地等电气连接均符合要求，同时，排除了管网流动脉动可能性。

转换器与传感器相距约10m。有一数百千伏安的三相变压器装在附近，分别离转换器和传感器约2m和8m。

分析故障原因有以下两种可能：（1）大功率变压器产生的磁场干扰；（2）管道上杂散电流干扰。要证明是否是变压器磁场干扰影响，因要关闭变压器涉及面广，安排为第二步检查，首先检查是否是管道杂散电流干扰。不加励磁电流用示波器测量两极间电势，其值应为零。然而实际测得峰值Vpp高达1V的波形畸变交流电势。初步判断即使良好接地，仪表还会受到管道杂散电流干扰影响。

采取将电磁流量传感器连同两段短钢管与管网管道电气绝缘，使流量传感器与液体同电位。仪表投入运行，输出显示即呈稳定正常，也排除了电力变压器磁场干扰对流量测量的影响。同时测得干扰电流有60mA AC，电流方向来自流量传感器上游。

这一措施也适用于有阴极保护电流的管道，作为试排除管道电流干扰影响的方法。

4．地电位变化

地电位变化会影响流量测量，例如其他设备接地线上产生电压降，可使电磁流量计地电位变化，若形成较大共模干扰时，可会影响测量。

5．潮气浸入

电磁流量计应用于给排水工业常将流量传感器在低于地平线的仪表井中，因而时常会浸在未及时排放的雨水中，甚至长期浸泡在水中。即使是外壳保护等级为IP67（尘密短时浸水级）或IP68（尘密连续浸水级），也会因接线端子盒盖密封垫圈或电缆引入密封套圈未压紧密封，漏装套圈，或套圈与电缆外径未匹配，经常发生这类事故。

地面安装的流量传感器端子盒盖等密封垫圈未密封好，也会受汽温变化的呼吸作用吸入潮气，凝结成水。端子盒电缆引入装置漏装密封圈或未紧压密封，电缆表面冷凝水等亦极易进入端子盒。这类实例亦屡见不鲜。在施工过程中有意无意割断电缆后重新再接，用胶带包封。这一隐患在运行初期不会形成故障，但包封日久老化，连接处吸入潮气，电缆绝缘就会降低。

水和潮气浸入端子盒，降低了绝缘强度和绝缘电阻，严重时流量信号回路将无流量信号输出，励磁线圈回路将形成零点偏移或不稳。必要时可在密封连接处采取硅胶等浇灌密封措施。

非气密型结构的励磁线圈保护外壳，因呼吸作用吸入潮气，若液温低于室温极易在测量管外壁结露，低于0℃则会结霜，会使流量信号回路短路而失效。

案例13  开封某水厂用一台DN1200电磁流量计测经常引黄河水，另一台ND900仪表测进厂地下水，两台DN1000仪表并联测出厂成品水。系统投入正常运行两年后，发现出厂水比进厂水多出10％～15％。观察仪表运行无异常表现。用外夹换能器（探头）便携式超声流量计分别对4台电磁流计作比对试验，证明两台出厂电磁流量计输出信号偏高。分别关闭停流检查零点，发现两台出厂水测量仪表零点大幅度偏移。根据经验判断，很有可能是由接线端子盒进水或励磁线圈受潮，绝缘下降所致。当拭去水露，用电吹风吹干燥接线盒端子座，励磁端子对地电阻从5～6M 恢复到数十兆欧，偏移的零点随即回到零位，仪表运行正常。

究其原因是励磁线圈回路对地绝缘下降，使电极上加上一个较大的绝缘电阻和信号内阻对励磁电压的分压，形成较大的共模干扰信号，而转换器前置放大器共模抑止比能力有限，从而使转换器零点有输出。

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