第六節(jié) 流量測(cè)量值與實(shí)際值不符的檢查和采取措施
一、故障原因
引起測(cè)量流量與實(shí)際測(cè)量不符的故障原因，大體上可歸納成以下6個(gè)方面。
（1）轉(zhuǎn)換器設(shè)定值不止確；
（2）傳感器安裝位置不妥，未滿管或液體中含有氣泡：
（3）未處理好信號(hào)電纜或使用過程中電纜絕緣下降：
（4）傳感器下游流動(dòng)狀況不符合要求；
（5）傳感器電極間電阻變化或電極絕緣下降；
（6）所測(cè)量管系存在未納入考核的流入／流出值。
二、比對(duì)的參照系
在檢查本身故障現(xiàn)象之前，首先要評(píng)估與電磁流量計(jì)測(cè)量流量比對(duì)的實(shí)際流量（即各參照系推導(dǎo)出來(lái)的參比流量）的準(zhǔn)確性和正確性。人們用作參照流量常從以下3個(gè)方面獲得：
（1）從流程系統(tǒng)的物料平衡，即進(jìn)入系統(tǒng)的量與流出系統(tǒng)的量之間作比較；
（2）與其他流量測(cè)量值之間的比對(duì)，如與水池容器的體積或外夾裝式超聲流量汁的流量相比較；
（3）與歷史測(cè)量值相比較。
流程現(xiàn)場(chǎng)工藝運(yùn)行人員按這些參照系，根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)提出流量?jī)x表測(cè)量值不準(zhǔn)確的看法，儀表工程師要了解與分析運(yùn)行人員作出判斷的依據(jù)，過程和數(shù)據(jù)，了解流程必要時(shí)去現(xiàn)場(chǎng)勘察，確認(rèn)其正確后才作下一步檢查。
現(xiàn)例舉用得較多的夾裝式超聲流量計(jì)作比對(duì)參照時(shí)，準(zhǔn)確性評(píng)估中的幾點(diǎn)常見失誤。（1）作流量計(jì)算時(shí)流通面積未實(shí)例測(cè)量管段的外徑和壁厚，僅按所查得鋼管規(guī)格表中名義尺寸代入，由于外徑和壁厚的允差，帶來(lái)流通面積的計(jì)算誤差。例如DN200-DN500無(wú)縫熱軋鋼管流通面積可能相差±（3.4－3.2）％；即使外徑用圓周法實(shí)測(cè)而壁厚未測(cè)而用名義尺寸，流通面積也可能相差±（1.25－1）％。（2）在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量聲波傳播距離如有（1－2）％誤差，即會(huì)給流量測(cè)量帶來(lái)（1－2）％的誤差。（3）沒有計(jì)入水泥襯里層厚度，舊管銹蝕層或污積層厚度。
又如水廠經(jīng)常用清水池體積作比對(duì)參照，要評(píng)估水池面積的準(zhǔn)確性。經(jīng)常發(fā)生計(jì)算水池面積僅按設(shè)計(jì)圖或竣工圖數(shù)據(jù)，由于竣工圖僅按工程要求而未按計(jì)量要求丈量，必然會(huì)帶來(lái)誤差；還有可能未減去水池中隔墻、管線所占去的體積，以及旁路管線流出／流入的體積。并要確認(rèn)在試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)閥門的密封性等等，均應(yīng)作復(fù)核評(píng)估。
三、檢查程序
圖7所示是檢查電磁流量計(jì)測(cè)量流量與實(shí)際流量不符的流程。先按流程全面考慮作初步調(diào)查和判斷，然后再逐頃細(xì)致檢查和試排除故障。流程所列檢查順序的先后原則是：（1）可經(jīng)觀察或詢問了解而毋須作較大操作的在前，即先易后難；（2）按過去現(xiàn)場(chǎng)檢查修經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)頻度較高今后出現(xiàn)概率較高者在前；（3）檢查本身的先后要求。若經(jīng)初步調(diào)全確認(rèn)足后幾項(xiàng)故障原因，亦可提前作細(xì)致檢查。
四、故障檢查和采取措施
本小節(jié)分別討論圖7-7所示6個(gè)方面故障原因檢查和采取措施。
1、復(fù)核轉(zhuǎn)換器設(shè)定值和檢查零點(diǎn)、滿度值
檢查流程圖第1項(xiàng)。首先檢查相配套傳感器和轉(zhuǎn)換器的編號(hào)是否對(duì)號(hào)。當(dāng)代大部分電磁流量計(jì)在制造廠實(shí)流校準(zhǔn)后在傳感器名牌（或／和隨表附《使用說明書》，標(biāo)明校準(zhǔn)的儀表常數(shù)，并在所配套的轉(zhuǎn)換器內(nèi)設(shè)定好。因此新安裝內(nèi)儀表調(diào)試前首先要復(fù)核儀表常數(shù)，或者傳感器編號(hào)和轉(zhuǎn)換器編號(hào)是否配對(duì)。因?yàn)檫@類失配的事件經(jīng)常發(fā)生，還需復(fù)核口徑、量程和計(jì)量單位等設(shè)定值。用模擬信號(hào)器）通常要按所用電磁流量計(jì)型號(hào)向制造廠訂購(gòu)）檢查轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)和量程。
2、查管道充液狀況和含有氣泡
檢查流程圖第2項(xiàng)。本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良或相關(guān)設(shè)備不完善所引起的，可參閱第9頁(yè)第四節(jié)中"2、管道未充滿液體或液體小有含有氣泡"一節(jié)。
圖 7 電磁流量計(jì)測(cè)量值與應(yīng)用參比值不符檢查流程
3、檢查信號(hào)電纜系統(tǒng)
檢查流程圖第 3 項(xiàng)，查連接電纜匹配是否適當(dāng)？連接是否正確？絕緣是否下降？
通常人們檢查電磁流量計(jì)測(cè)量流量不符的故障原因，往往忽視連接傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電纜系統(tǒng)，而從制造廠去現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)調(diào)試或檢查過程的故障事例中，實(shí)際上出現(xiàn)連接電纜的原因頻度頗高。例如經(jīng)常遇到以下事例：（1）將所附整根電纜割斷后重新連接，使用一階段后連接處吸入潮氣，絕緣下降；（2）信號(hào)線末端未處理好，內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和信號(hào)芯相互間有短接，或與外殼短接；（3）不用規(guī)定型號(hào)（或所附）的電纜；（4）電纜長(zhǎng)度超過受液體電導(dǎo)率制約束的長(zhǎng)度上限；（5）液體電導(dǎo)率較低而傳感器和轉(zhuǎn)換器相距較遠(yuǎn)，未按規(guī)定用驅(qū)動(dòng)屏蔽電纜，有些型號(hào)儀表電纜長(zhǎng)度超過 30m，電導(dǎo)率低于10-4S／cm時(shí)就需用2芯雙重屏蔽的驅(qū)動(dòng)屏蔽層。上述5種事例中（3）-（5）只會(huì)出現(xiàn)在初裝調(diào)試期，（2）也較多出現(xiàn)于初裝調(diào)試期。
4、調(diào)查傳感器上游流動(dòng)狀況，檢查傳感器測(cè)量道道內(nèi)壁狀況
檢查流程圖第4項(xiàng)。傳感器上游流動(dòng)狀況常因受安裝空間限制，偏離規(guī)定要求，如接近產(chǎn)生擾流的阻流件而無(wú)足夠長(zhǎng)度的直管段，這些會(huì)引入影響測(cè)量準(zhǔn)確的因素。特別是接近傳感器上游設(shè)置調(diào)節(jié)閥或未全開的閘閥，能完滿解決的唯一辦法足改動(dòng)傳感器的安裝位置；在上游直管段長(zhǎng)度不足的情況下，安裝流動(dòng)調(diào)整器也只能作部分改善。
測(cè)量?jī)?nèi)壁存在淤積層或管壁被磨損，從而改變流通面積，影響測(cè)量值。這類故障的出現(xiàn)只有在運(yùn)行一段時(shí)期后才會(huì)出現(xiàn)，請(qǐng)參閱故障案例8。
流量傳感器上游流動(dòng)狀況偏離要求的原因絕大部分是工程設(shè)計(jì)將傳感器安裝在不適當(dāng)位置所致；但也發(fā)生過工程設(shè)計(jì)的安裝情況良好，但運(yùn)行一段時(shí)間后，卻出現(xiàn)較大誤差，按常識(shí)判斷為流動(dòng)狀況不善，似乎足不可能的，但也確實(shí)發(fā)生過，請(qǐng)參閱故障案例1。
5、檢測(cè)電極與液體間接觸電阻和電極絕緣
檢查流程圖第5項(xiàng)。電極與液體接觸電阻值主要取決于接觸面積和液體電導(dǎo)率。一般結(jié)構(gòu)電極在測(cè)量電導(dǎo)率為5×10-6S／cm的蒸餾水時(shí)電阻值為350kD，電導(dǎo)率為150×10-6S／cm的生活和工業(yè)用水約為15kn，電導(dǎo)率為1×10-2S／cm的鹽水約為200n。
用萬(wàn)用表在充滿液體時(shí)測(cè)量電極接觸電阻，雖然只是確定大體的值，卻是判斷管壁狀況較方便的方法。準(zhǔn)確的測(cè)量則必須用交流電橋，如"Kohlraush 電橋"等測(cè)量。
電磁流量傳感器的電極接觸電阻最好在新裝儀表調(diào)試時(shí)即測(cè)量并記錄在案，以后每次維護(hù)時(shí)均作測(cè)量（作分析比較測(cè)得各次電阻值，必須是用同一型號(hào)萬(wàn)用表，同一測(cè)量檔的測(cè)量值），分析比較將有助于今后判斷儀表故障，省略從管道上卸下流量傳感器進(jìn)行檢查。
如所測(cè)電極接觸電阻值比以前增加，說明電極表面被絕緣層覆蓋或部分覆蓋；如比以前電阻值減少，說明電極和襯里表面附著導(dǎo)電沉積層。
通常要求電極絕緣電阻大于100Mn，若檢查結(jié)果確實(shí)是絕緣破壞只能調(diào)換傳感器。檢查電極絕緣的方法是先卸下流量傳感器，放空液體，用布擦干襯里內(nèi)表面，不留液（水）漬，干燥之。然后用500VDC兆歐表，分別測(cè)試兩電極對(duì)地電阻。然而絕緣下降的原因，往往是接地線柱等浸水受潮所致，有時(shí)候用熱吹風(fēng)排除潮氣即可恢復(fù)絕緣。
6、檢查有否未納入考核的歧管流出或流入
檢查流程圖第6項(xiàng)。當(dāng)流程工藝人員發(fā)現(xiàn)測(cè)量流量與參照量有較大差別時(shí)，分析各種原因常聚焦于流量?jī)x表方面而忽略測(cè)量管道歧管流出／流入的原因。工藝操作人員與去現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)儀表工程師討論時(shí)，常常有把握地說無(wú)歧管流出或流入。然而現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)表明，作了全面檢查并排除其他各種故障可能性后，最后常是有歧管流出或流入導(dǎo)致測(cè)量流量與所謂"實(shí)際測(cè)量"不符，這種實(shí)例不是個(gè)別的。因此有否歧管亦應(yīng)作為一個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查。例如調(diào)查在作為參照量（如超聲流量計(jì)、容器和水池等）測(cè)量點(diǎn)與電磁流量計(jì)之間的管道有否歧管，閥門是否緊閉，此外也應(yīng)檢查容器或水池是否連有其他流出流入源。
①流動(dòng)調(diào)整器（流動(dòng)整流器）是置于管道內(nèi)的多孔板或由較小管束（或格柵板）組成的一種管件，用來(lái)減少（或消除）漩渦和改善流速分布畸變，以達(dá)到縮短直管段長(zhǎng)度的目的。
圖 8 電磁流量計(jì)輸出信號(hào)超滿度值檢查流程
第七節(jié) 電磁流量計(jì)輸出信號(hào)超滿度值檢查和采取措施
一、故障原因
輸出信號(hào)超滿度值的故障原因來(lái)自4個(gè)方面，即：傳感器方面、連接電纜方面、轉(zhuǎn)換器方面、連接于轉(zhuǎn)換器輸出的后位儀表方面。每個(gè)方面又各有多種原因，其主要如下所列：
（1）傳感器方面--電極間無(wú)液體連通，從液體引入電干擾；
（2）連接電纜方面--電纜斷開，接線錯(cuò)誤；
（3）轉(zhuǎn)換器方面--與傳感器配套錯(cuò)誤，設(shè)定錯(cuò)誤
（4）后位儀表方面--未電隔離，設(shè)定錯(cuò)誤。
二、檢查程序
圖8所示是檢查輸出信號(hào)超滿度值的流程。檢查首先足判別故障原因來(lái)自轉(zhuǎn)換器之前（即流量信號(hào)上游）還足在轉(zhuǎn)換器以及其后之后位儀表，然后按流程全面考慮作初步調(diào)查和判斷，再逐項(xiàng)細(xì)致檢查和試排除故障。流程所列檢查項(xiàng)目順序的先后原則是：（1）可經(jīng)觀察或詢問了解毋須較大操作在前，即先易后難；（2）按過去現(xiàn)場(chǎng)檢修經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)頻度較高而今后可能出現(xiàn)概率較高者在前；（3）檢查本身的先后要求。若經(jīng)初步調(diào)查確認(rèn)是后幾項(xiàng)故障原因，亦可提前檢查。
三、故障檢查和采取措施
本小節(jié)分節(jié)討論上述來(lái)自4個(gè)方面故障原因的檢查方法和采取措施。
1、判別故障原因在轉(zhuǎn)換器之前還是在轉(zhuǎn)換器及其后之下位儀表
檢查流程圖第1項(xiàng)。故障在轉(zhuǎn)換器之前，即在傳感器和傳感器／轉(zhuǎn)換器之間的信號(hào)電纜（一體型電磁流量計(jì)信號(hào)連接線，在儀表內(nèi)部，一般極少出現(xiàn)故障）；之后即在傳感器本身及其后積算器或流量計(jì)算機(jī)等下位儀表。
先在管系和流量傳感器內(nèi)通水，靜止無(wú)流動(dòng)狀態(tài)下將轉(zhuǎn)換器兩信號(hào)端子和功能地或保護(hù)地端子短路，觀察轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)足否到零。若能到零，則可初步判斷故障在轉(zhuǎn)換之前而不在轉(zhuǎn)換器本身及后位儀表，下一步可先重點(diǎn)檢查連接電纜和傳感器（即流程圖第2項(xiàng)）；若不能到零，則檢查重心應(yīng)在轉(zhuǎn)換器和后位儀表（即流程圖第 3、4、6、7 項(xiàng)）。
2、確認(rèn)信號(hào)電纜完好性和兩電極場(chǎng)與液體充分接觸
檢查流程圖第2項(xiàng)。若信號(hào)回路斷開，輸出信號(hào)將超滿度值，因此本檢查項(xiàng)目主要是核實(shí)流量信號(hào)回路完整通暢。信號(hào)回路包括電纜及其連接端子，流量傳感器一對(duì)電極和電極間液體。除檢查電路通斷外，還應(yīng)核實(shí)電纜型號(hào)，各接點(diǎn)的連接正確性，絕緣是否達(dá)到要求等。流量傳感器電極末接觸到液體(兩電極均末接觸到液體或一只電極末接觸到，同樣也斷開了信號(hào)電纜，必須如圖3所示將流量傳感器改裝到能充滿液體位置等排除電極與液體末接觸的原因。
3、復(fù)核轉(zhuǎn)換器設(shè)定值的正確性，核查零點(diǎn)和滿點(diǎn)
檢查流程圖第3項(xiàng)。分離型電磁流量計(jì)出廠時(shí)，一般轉(zhuǎn)換器和傳感器按合同規(guī)定口徑及流量及設(shè)定參數(shù)實(shí)流校準(zhǔn)，傳感器和轉(zhuǎn)換器必須一一對(duì)應(yīng)。因此，先檢查配套是否正確，再檢查轉(zhuǎn)換器儀表常數(shù)和各參數(shù)是否符合。然后再用模擬信號(hào)器復(fù)查零點(diǎn)。一體型儀表毋需檢查本項(xiàng)。
4、檢查下（后）位儀表
檢查流程圖第4項(xiàng)。電磁流量轉(zhuǎn)換器輸出流量信號(hào)傳送給流量積算器，流量計(jì)算機(jī)等下位儀表。若后位儀表帶電連接（即有源負(fù)載），負(fù)載上電源回授損壞轉(zhuǎn)換器輸出電路，出現(xiàn)輸信號(hào)超滿度值現(xiàn)象，要采取電隔離措施。
轉(zhuǎn)換器輸出回路有允許接地和不允許接地兩種類型。若是允許接地者，輸出仍超過滿度值，轉(zhuǎn)換器有故障；若是不允許接地者誤接地，只要去除接地就可運(yùn)行正常。
5、檢查從液體引入電干擾
檢查流程圖第5項(xiàng)。在無(wú)激磁電流情況下，用萬(wàn)用電表或示波器在兩電極檢測(cè)干擾電勢(shì)。這一故障現(xiàn)象常出現(xiàn)于制堿工業(yè)氯化納電解工序等和陰極保護(hù)管線上，可采取將電磁流量傳感器與管線絕緣的措施，使電極與液體處于同電位。請(qǐng)參見案例12（第 24 頁(yè)）。
6、查轉(zhuǎn)換器本身
轉(zhuǎn)換器本身故障引起輸出信號(hào)超滿度值的原因較為復(fù)雜，它可由轉(zhuǎn)換器內(nèi)各單元線路中某一環(huán)節(jié)引起的，因類型（模擬式或數(shù)字式）而有較大差別。對(duì)于一般使用單位；可利用當(dāng)代電磁流量計(jì)線路板分成可互換相互獨(dú)立的單元，采取試換備用線路板（或臨時(shí)借用同型號(hào)其他運(yùn)行正常儀表的線路板）以替代法檢查判別。
先檢查流程圖第6項(xiàng)，即查輸入／輸出電路。按模擬電路轉(zhuǎn)換器或數(shù)字電路轉(zhuǎn)換器兩種類型各自特點(diǎn)上，著重檢查幾個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)模擬電路轉(zhuǎn)換器應(yīng)從反饋回路是否開路，輸出回路有否損壞為主；對(duì)數(shù)字電路轉(zhuǎn)換器應(yīng)從 ND 轉(zhuǎn)換電路和輸出回路分析為主要檢查環(huán)節(jié)。然后檢查流程圖第 7 項(xiàng)，即查轉(zhuǎn)換器其他電路。
