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污水流量计常见故障形成原因检测方法

来源:江苏思派 发布时间:2020-10-20 次浏览

污水流量计常见故障形成原因检测方法(图1)

要说流量计是工业生产过程中应用最广泛的,污水流量计可以算是其中之一。由于其独特的优势,该流量计受到用户的青睐,尤其是在测量各种水基介质流量的过程中。污水流量计作为一种智能、精密的数字仪表,在运行过程中会受到各种不利因素的影响,导致故障。如何准确识别和判断仪器的故障因素一直是男女用户和R&D及制造企业共同关心的问题。德国化工计量调节技术标准化委员会NAMUR对污水流量计用户和厂家在应用过程中出现的主要故障及其原因进行了统计。根据调查结果,总结出八种典型的流量计故障。同时,根据影响污水流量计使用的故障的重要性,编写了VDI- NAMUR- WIB  2650指导原则。污水流量计故障在线诊断要求如下(见表1)。该表包含实际应用中遇到的大多数故障类型。江苏思派仪表有限公司是一家专业生产污水流量计的企业。根据多年的实践,简要介绍了污水流量计常见故障的原因、检测和判别方法以及故障的处理方法,以供读者参考。

优先程度典型的故障
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液体中含有气泡
电极腐蚀
电导率过低
衬里变形
电极结垢
外部干扰磁场或电场
电极短路(金属颗粒)

首先,测量液体介质含有气泡的现象

液体中的气泡现象导致测量不准确或测量值波动(输出波动)。创世纪:的液体中形成气泡气体有两种方式,即从外部吸入,将液体中的气体(空气)溶解成自由气泡。如果液体中有较大气泡,摩擦电极时可以将整个电极盖住,使流量信号输入电路瞬间开路,导致输出信号抖动。判别法:最简单的判别方法是在发生晃动时切断磁场的励磁回路电流。如果此时仪器仍然显示不稳定,那多半是气泡影响造成的。如果此时用指针式万用表测量电极电阻,可以测得电极的回路电阻比平时高,但测试需要专业人员长期积累的测试经验和数据。图1更换安装位置的解决方案:如果判断被测介质中含有的空气是由安装位置引起的,例如污水流量计安装在管道的高点,外界吸入的空气导致流量计抖动,更换安装位置是最彻底的解决方案。如图1所示,安装在管道的最低点或用U型管安装。但在很多应用中,直径较大或安装位置难以改变,建议在流量计上游安装集气袋和排气阀,如图2所示。一个DN2200口径的污水流量计,气泡引起的显示晃动可达20~ 50%左右,安装排气装置后测量恢复正常。带排气装置的智能污水流量计。

第二,测量管道处于非满状态

不完全管现象可视为液体中气泡的极端情况。原因:管道内没有充满液体,分为两种情况:液面高于测量电极的水平高度或低于水平高度。当管内液位高于电极液位时,如果管系前后的直管段比较理想,污水流量计的测量大多是稳定的,但流量计测得的液体体积包含管内气体体积,所以这次测量存在较大的测量误差。当管内液位低于电极表面时,电极处于空气中,测量电路实际上处于开路状态。污水流量计的测量值和输出处于随机状态,晃动或充满。非满管往往发生在依靠流体自身流动或流量计后无任何背压的直排口,例如污水行业经常遇到。判别方法:可以采用前述的气泡判别方法。这时用指针式万用表测量电极电阻时,可以发现电极的回路电阻明显较高。如果和水比,国产的1K量程的MF30万用表测得的电阻不会大于100k,肯定能判断电极回路异常。在消除电缆开路的前提下,可以判断空管可信。如果条件允许,还可以观察流量计后端的排液口(如图3所示)。当排出的液体明显不满时,可以判断污水流量计是作为不完整的管道安装的。腐蚀电极:的解决方法:安装流量计时尽量避免管道不完整的情况。如前所述,将流量计安装在管道的最下端或有意将流量计安装在U形管道中。此外,市场上还有智能污水流量计,可以在不满管的情况下进行测量。

3.污水流量计测量电极腐蚀

现象:去除气泡因子后,出现因电极腐蚀导致测量值抖动的情况,均以传感器故障告终。原因:由于电极材料选择不当,电极被被测液体腐蚀,导致流量计输出抖动。图5。IFC300噪声采样图:的判别方法中由于电极材料的耐蚀性导致的故障,只有在电极被腐蚀后才会出现,之前通常无法判别。一旦电极被腐蚀,结果如图4所示(图6右侧6.IFC300噪声放大计算法是完美的电极,左电极被腐蚀)。解决这个问题的唯一办法是更换新电极。电极腐蚀故障的传统诊断和处理属于后期维护处理的方法。目前市场上最新的污水流量计都是从电极腐蚀产生的电极噪声入手,对电极腐蚀产生的噪声进行分析处理,给出定量的腐蚀判断依据。例如OPTIFLUX的IFC300污水流量计可以通过噪声量化处理软件对流量测量信号中包含的噪声信号进行分离处理,当噪声信号超过预设值时发出报警(如图5和图6所示)。

四、污水流量计电极结垢和电极短路

现象:电极短路的判别比较简单。如果被测介质含有金属物质,则更容易诊断电极短路,测量值明显较小或趋于零。但是这种现象在日常操作中很少见。由于污水流量计常用于原水、污水等计量环境,电极结垢的发生率较高。电极刻度时,显示信号逐渐减小,直至信号电路因绝缘而断开,此时流量信号被隔离。原因:当被测介质粘度较高时,容易附着沉淀在管壁上。如果附着的介质是电导率比被测液体高的导电物质,则信号电位被分流,不能工作,即电极短路。如果是非导电层,也就是我们日常所说的电极结垢,电极就会开路,无法工作。根据判别方法:如果粘附层的附加指示误差为.那么e.e=21.w.f  1-.w.f  1-2td-1,其中: t是粘合层的厚度;d是测量管的内径;w和.f分别是粘附层和液体传导性。如果附着在衬管壁上的异物层是氧化锈层或以金属为主要成分的染料,其电导率大于液体的电导率,则测得的流量值会低于实际流量值;如果是碳酸钙等垢层,其电导率低于液体,测得的流量会低于实际流量。如果胶层的导电率与液体的导电率相同,则公式计算的附加误差为零,但这仅局限于胶层厚度较小的情况,例如2t/d应小于10%,因为在相同流速下,流动截面积随胶层而减小,但平均流速增大,两者可以相互抵消,只能说附加误差可以忽略不计。解决方案:建议尖端或半球形突出电极、可更换电极、刮垢清洁电极等。不容易附上,应该选择。刮板式电极可用于定期手动刮除传感器外部的水垢。还有测量电路暂时断开,电极间短时低压大电流导通,焚烧去除油脂附着层。在易产生附着层的情况下,提高流速是实现管壁自清洁的有效方法。当然,连接容易清洗的管道是一种彻底的方法。

V.污水流量计测得的介质电导率太低

现象:当电导率低于阈值(下限值)时,会引起测量误差,直至不能稳定工作。当电导率超过阈值时,即使再次变化,测量误差也几乎不变。一般仪器厂家说明书中规定的下限是指在理想条件下可以测量的最低值,但实际使用条件不能理想。例如,当污水流量计规格中规定的下限为5时.S/cm,实际使用中输出会抖动。图7。液体接触电阻的测量图8。热扩散现象:液体电导率的判别方法见附录或相关手册。如果缺少现成的数据,可以用电导率仪采样测量。但是,有时现场没有配备电导率仪,因此,最简单的方法是用万用表测量液体接触电阻,然后用同样的方法测试普通自来水的液体接触电阻,并比较测试结果。如果介质的液体接触电阻比自来水大一个数量级,介质的电导率约为30 ~ 50.s/cm(自来水一般为30 ~ 50.s/cm)。由于接触电阻和电导率成反比,也可以直接通过测得的接触电阻来判断。以下公式是接触电阻的经验公式,R=1.其中:是液体电导率,d是电极直径。例如,当液体电导率为5-10-6时.当电极直径为1cm时,液体接触电阻r可以计算为200k。因此,任何液体接触电阻大于这个值的液体都可以被认为是液体电导率太低

现象:测量不准确或传感器损坏。造成:衬里变形的原因大多发生在氟塑料衬里上。出现这种现象有两个原因:一种是氟塑料内衬因蒸汽渗透而产生的热扩散现象(如图8所示)。所谓热扩散是管道中的介质(气体或蒸汽)流经氟塑料内衬时发生的一种自然物理现象。一般渗透程度主要取决于很多因素,如内衬材料、液体和蒸汽的类型、内衬厚度(当内衬厚度增加时,渗透程度相应降低)、内衬内外温差(当内衬内外温差较大时,渗透加剧)、管道压力等。二是氟塑料内衬的工艺结构,尤其是聚四氟乙烯(PTFE)内衬本身,不能用于负压管道,因为PTFE和管壁只是压贴,没有附着力。图9示出了在高温应用中管道瞬间形成负压后衬里的变形。《保温措施判别方法》:内胆变形在现场一般无法判别。目前的判断方法是,当实际应用过程中发现流量误差时,将传感器从工艺管道上取下,用肉眼观察,但此时往往已经形成内衬失效。解决方案:隔热方法如图。法兰和盘管箱之间增加隔热措施,减少温差和热量扩散,将大大改善内衬内外温差,从而降低测量管壁的渗透性和蒸汽凝结;加厚聚四氟乙烯内衬的厚度;提供其他形式的衬里,如PFA和陶瓷衬里。

七.外部强电磁场对污水流量计的干扰

现象:污水流量计信号失真,输出信号非线性或抖动。因:流量信号小,易受外界影响,主要来源为管道杂散电流、静电、电磁波和磁场。污水流量计的设计和制造应满足电磁兼容性要求,并能在规定的辐射电磁场环境下正常工作。但现场应用表明,强磁场(如电解厂、大型电熔炉附近)会导致磁场回路饱和,外磁场进入污水流量计磁场回路,形成杂散磁场,影响输出的线性度。电场是由于噪声破坏了测量管中的电位平衡而导致输出信号异常波动而产生的。判别方法:当输出信号为非线性时,可用专用模拟信号仪进行判断。比如污水流量计的转换器输出是线性的,可以判断为外部磁场的影响,否则可能是污水流量计本身的电气故障。对于电场,不用励磁电流,用示波器测量两极之间的电位,其值应为零。如果有测量到的交流电位,可以区分为电场如漏电流。解决方案:防磁场,通常只有电磁流量传感器的安装位置远离强磁场源。为了防止强电场,可以采取增强屏蔽等措施。如果仍然失效,电磁流量传感器可以与连接管绝缘,如图11所示。图11中,V1和V2是地线(厂家提供);PE是功能接地线,由用户提供;D1、D2、D3为密封垫;e为接地环;y为接线盒或信号转换器;l是截面积为的连接线.4mm2I是所有连接部件的外绝缘;f和PF是法兰。该措施也适用于有阴极保护电流或杂散电流的管道。作为一种试图消除管道电流影响的方法,传感器与连接管道之间的绝缘连接图

八、传输电缆故障

现象:反映污水流量计运行一段时间后出现异常运行(一般不是新安装的仪表),说明测量值变大或变小,或保持波动,现场检查排除了管道不满、介质中有气体等上述现象的可能性。原因:这种问题与用户安装维护不当有关。由于大部分管道埋在地下,传感器采用IP68防护结构,转换器安装在仪器箱或室内,两者通过电缆连接。由于地面沉降等现场条件的变化,传感器和转换器的相对安装位置发生了变化,或者仪器的安装位置由于某种原因发生了移动,导致电缆短缺。施工单位或用户只是简单的用电缆继续加长,并没有做好电缆接头处的防潮(防水)工作,接头往往是拼接连接。长期使用后,如果接头处在潮湿的环境中,如仪器井、电缆沟等,湿气侵入电缆接头,可能会造成以下故障:信号线: 12对地绝缘下降,造成信号衰减,最后测量结果太小。信号电缆连接处的接触电阻变大,使测量值变小。如果接触电阻不稳定,测量值不稳定,容易引入。励磁线圈对地绝缘降低,导致测量结果小,励磁电路电缆连接处接触电阻增大,使变流器励磁电路处于非恒流工作区,励磁电流减小,也导致测量结果小。如果接触电阻不稳定,测量值会波动。信号线和激励线对地绝缘性能下降,使测量结果远远大于正常数据。如果这种不稳定,对仪器的影响也会发生变化,然后波动。当信号电缆和励磁电缆的两个连接器相互靠近时,就会发生耦合。通常实际操作结果可以提高几个百分点,仪器零点变化是由。