電磁流量計(jì)作為當(dāng)前流程工業(yè)**使用的流量計(jì)，在運(yùn)行中的故障判別方法受到了國內(nèi)外使用者的關(guān)注。德國化工測量與調(diào)節(jié)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)NA－MUR曾在電磁流量計(jì)使用者和制造者中間作過電磁流量計(jì)在應(yīng)用過程中主要故障及其成因的統(tǒng)計(jì)，就調(diào)查結(jié)果匯總了8種典型故障，并按故障發(fā)生而影響電磁流量計(jì)使用的重要程度撰寫了VDI－NAMUR－WIB2650導(dǎo)則，其中的第3部分2.2節(jié)為電磁流量計(jì)的故障在線診斷要求（如表1所列），包含了實(shí)際應(yīng)用中的大多數(shù)故障類型。作者根據(jù)多年實(shí)踐，對(duì)電磁流量計(jì)的這些常見故障的成因、檢測判別方法以及對(duì)故障的處理方式簡要闡述，僅供廣大讀者參考。
 

表1  電磁流量計(jì)的故障在線診斷要求
 

優(yōu)先程度	典型的故障
1	液體中含有氣泡
2	電極腐蝕
3	電導(dǎo)率過低
4	襯里變形
5	電極結(jié)垢
6	外部干擾磁場或電場
7	電極短路（金屬顆粒）

1 液體中含有氣泡的現(xiàn)象

   液體中含有氣泡的現(xiàn)場導(dǎo)致測量不準(zhǔn)或測量值波動(dòng)（輸出波動(dòng)）。
 

   成因：液體中泡狀氣體的形成有從外界吸入和液體中溶解氣體（空氣）轉(zhuǎn)變成游離狀氣泡兩種途徑。若液體中含有較大氣泡，則因擦過電極時(shí)能遮蓋整個(gè)電極，使流量信號(hào)輸入回路瞬時(shí)開路，導(dǎo)致輸出信號(hào)出現(xiàn)晃動(dòng)。

判別方法：***簡單的判別方法是當(dāng)遇到晃動(dòng)時(shí)，切斷磁場的勵(lì)磁回路電流，如果此時(shí)儀表依然有顯示且不穩(wěn)定時(shí)，說明大多是由于泡影響造成。如果此時(shí)以指針式萬用表測量電極電阻，可測量到電極的回路電阻要比正常時(shí)高，但該測試需要靠**人員長期累計(jì)的測試經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

解決方法：對(duì)于被測介質(zhì)中含有空氣的情況，如果判斷是由安裝位置引起的，如因電磁流量計(jì)裝在管系高點(diǎn)而潴留氣體或外界吸入空氣造成流量計(jì)晃動(dòng)的話，更換安裝位置是***徹底的解決方法，如圖1所示，在管線***低點(diǎn)或采用U型管安裝。但很多應(yīng)用情況是口徑較大或者安裝的位置不易改換，建議在流量計(jì)上游安裝集氣包和排氣閥，如圖2所示。一臺(tái)DN2200口徑的電磁流量計(jì)，因氣泡造成顯示的晃動(dòng)越可達(dá)20～50％，在安裝了排氣裝置后，測量即恢復(fù)正常。
 

2 非滿管

   非滿管現(xiàn)象可以看作液體中含有氣泡的一種極端情況。
 

   成因：液體未充滿管道可分為液面高度高于測量電極水平面或低于水平面兩種情況。當(dāng)管內(nèi)液面高于電極水平面時(shí)，若管系的前后直管段比較理想時(shí)，電磁流量計(jì)的測量大多能夠穩(wěn)定，但流量計(jì)所計(jì)量的液體體積包含了管內(nèi)的氣體體積，故這種測量存在著很大的測量誤差。當(dāng)管內(nèi)液面高度低于電極表面時(shí)，此時(shí)電極裸露在空氣中，測量回路實(shí)際處于開路狀態(tài)。電磁流量計(jì)的測量值和輸出處于一種隨機(jī)的狀態(tài)，不停地晃動(dòng)或是滿度。非滿管的情況多出現(xiàn)在靠流體直流或流量計(jì)后無任何背壓的直接排放口，例如在污水行業(yè)經(jīng)常遇到。
 

   判別方法：可采用前述氣泡判別的方法，此時(shí)以指針式萬用表測量電極電阻，可發(fā)現(xiàn)電極的回路電阻明顯變高，若以水對(duì)比，國產(chǎn)MF30萬用表以×1K的量程測量，所測得得阻值不會(huì)大于100k  ，大于此值，可***判定電極回路異常，在排除電纜開路的前提下，判定空管是可信的。如果條件允許的話，還可觀察流量計(jì)后端液體排放口（如圖3所示），當(dāng)排放出的液體明顯不充滿即可判斷電磁流量計(jì)安裝為非滿管。

解決方法：在流量計(jì)安裝時(shí)盡量避免出現(xiàn)非滿管的情況。如前面提及的在管線***低端安裝或有意將流量計(jì)安裝在U型管道。另外，現(xiàn)在市場上已有能夠在非滿管情況下測量的電磁流量計(jì)。
 

3 電極腐蝕
 

  現(xiàn)象：在排除氣泡的因素后有因電極腐蝕而造成測量值晃動(dòng)的情況，且都以傳感器失效而告終。
 

  成因：由于電極材料的選擇不當(dāng)造成電極為被測液體所腐蝕，從而導(dǎo)致流量計(jì)輸出晃動(dòng)。
 

  判別方法：由于電極材料不耐腐蝕所造成的故障只有在電極被腐蝕后才會(huì)表現(xiàn)出來，之前通常無法判別。電極一旦被腐蝕后，所造成的結(jié)果如圖4示（右邊為完好的電極，左邊是腐蝕后的電極）。對(duì)此的解決方法，只有更換新的電極。傳統(tǒng)的電極腐蝕故障診斷處理都屬于事后維護(hù)處理的方法。當(dāng)前市場上***新的電磁流量計(jì)從因電極腐蝕形成的電極噪聲入手，對(duì)電極腐蝕形成的噪聲進(jìn)行分析處理，從而給出量化的腐蝕判斷依據(jù)。如OPTIFLUX的IFC300電磁流量計(jì)可經(jīng)過噪聲量化處理軟件對(duì)流量測量信號(hào)中夾雜的噪聲信號(hào)進(jìn)行分離處理，當(dāng)噪聲信號(hào)超過預(yù)設(shè)值時(shí)即報(bào)警（如圖5和圖6所示）。
 

4 現(xiàn)象：

　電極短路的判別比較簡單，若被測介質(zhì)中含有金屬物質(zhì)時(shí)，電極短路較易診斷，此時(shí)測量值明顯偏小或趨于零。但這種現(xiàn)象在日常運(yùn)行中并不多見。因電磁流量計(jì)經(jīng)常應(yīng)用于原水和污水等計(jì)量環(huán)境，電極結(jié)垢的發(fā)生幾率較高。當(dāng)電極結(jié)垢時(shí)，表現(xiàn)為信號(hào)逐漸減小，直至絕緣而使得信號(hào)回路開路，此時(shí)流量信號(hào)被隔絕。

   成因：當(dāng)被測介質(zhì)的粘度較高時(shí)，易在管壁附著和沉淀，若附著的介質(zhì)是比被測液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，則信號(hào)電勢被分流而不能工作，即電極短路，若是非導(dǎo)電層，就是我們?nèi)粘Ｋf的電極結(jié)垢，則使電極開路而不能工作。

   判別方法：令附著層的附加示值誤差為  ，則

   

式中：t為附著層厚度；d為測量管內(nèi)徑；  分別為附著層、液體電導(dǎo)率。

若附著于襯里管壁異物層為氧化鐵銹層，或以金屬為主要成份的染料,其電導(dǎo)率大于液體電導(dǎo)率，測得的流量值將比實(shí)際流量值低；若為碳酸鈣等水垢層，其電導(dǎo)率低于液體，測得的流量值將低于實(shí)際流量。若附著層電導(dǎo)率與液體相同，按式計(jì)算附加誤差為零，但此只局限于附著層厚度小的條件，譬如2t/d要小于10％，因?yàn)橄嗤髁坑懈街鴮訒r(shí)流通截面積減小，但平均流速增加，相互間可抵消，也只能說附加誤差可忽略。
 

解決方法：建議選用不易附著的尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外定期手動(dòng)刮除沉垢。也有暫時(shí)斷開測量電路,在電極間通以短時(shí)間的低壓大流量，焚燒清除油脂類附著層。易產(chǎn)生附著層的場合采用提高流速以達(dá)到自清掃管壁的目的是一個(gè)比較有效的方法，當(dāng)然采用易清洗的管道連接是一個(gè)比較徹底的方法。
 

5電導(dǎo)率過低
 

現(xiàn)象：電導(dǎo)率低于閥值（下限值）會(huì)產(chǎn)生測量誤差直至不能穩(wěn)定工作，使用時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象，電導(dǎo)率超過閥值即使再變化時(shí)，此時(shí)測量的示值誤差幾乎恒定。通常儀表制造廠規(guī)范中規(guī)定的下限值是指在較理想的條件下可測量的***低值，而實(shí)際使用條件不可能都很理想。例如當(dāng)電磁流量計(jì)規(guī)范中規(guī)定的下限值為5  ，實(shí)際使用時(shí)即出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。
 

判別方法：液體電導(dǎo)率可查閱附率或有關(guān)手冊，若缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)時(shí)，則可用電導(dǎo)率儀取樣測定。但有時(shí)候現(xiàn)場并不配備電導(dǎo)率儀，因此，***簡單的方法可以用萬用表測出液體的接液電阻，再用同樣的方法測試現(xiàn)場普通自來水的接液電阻，比較兩者的測試結(jié)果，若介質(zhì)的接液電阻比自來水大一個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)介質(zhì)的電導(dǎo)率約為30～50  （自來水一般為30～50  ）。

由于接液電阻和電導(dǎo)率是反比關(guān)系，所以直接以所測得的接液電阻的大小進(jìn)行判別液可以。下式即是一接液電阻的經(jīng)驗(yàn)公式

          

式中：  為液體電導(dǎo)率，d為電極直徑。如當(dāng)液體電導(dǎo)率為5×10－6  ，電極直徑1cm時(shí)，接液電阻R計(jì)算得200k  。所以任何接液電阻值大于該值的液體都可認(rèn)為液體電導(dǎo)率過低不適合使用常規(guī)的電磁流量計(jì)。

解決方法：電導(dǎo)率過低超出了儀表所容許的測量范圍，此時(shí)***的解決方法是選用其它能滿足要求的低電導(dǎo)率電磁流量計(jì)（如電容式電磁流量計(jì)）或者是其它原理的流量計(jì)。
 

6 襯里變形
 

  現(xiàn)象：測量不準(zhǔn)確或傳感器損壞。
 

  成因：襯里變形，大多發(fā)生在氟塑料的襯里，造成這種現(xiàn)象的原因有兩種：一是蒸汽滲透引起氟塑料襯里的熱擴(kuò)散現(xiàn)象（如圖8所示），所謂熱擴(kuò)散是當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)（氣體或蒸汽）流過氟塑料襯里時(shí)所發(fā)生的自然的物理現(xiàn)象，通常滲透的程度主要取決于襯里材料、液體和蒸汽的類型、襯里的厚度（當(dāng)襯里的厚度增加時(shí)滲透程度則相應(yīng)減?。⒁r里內(nèi)外的溫差（當(dāng)襯里內(nèi)外溫差很大時(shí)滲透則加?。┖凸艿缐毫Φ榷鄠€(gè)因素。二是氟塑料襯里特別是聚四氟乙烯（PTFE）襯里本身的工藝結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫鬯姆蚁┡c管壁間僅靠壓貼，五粘結(jié)力，故不能用于負(fù)壓管道。如圖9所示為在高溫應(yīng)用場合管道瞬時(shí)形成負(fù)壓后的襯里變形。