污水流量计的工作原理及常见故障处理

摘要：目前污水流量计已广泛应用于油田水系统及母液的计量。随着使用时间及环境的不同，流量计会出现误差及不同类型的故障，从而影响到计量的准确性。通过对检定过程中仪表误差产生的原因和故障现象进行分析，提出在使用过程中如何对这类仪表进行维护和保养，以便使其误差和故障率降到最低，达到准确计量，节约维修成本的目标。

1、测量原理

污水流量计是利用法拉第电磁感应定律制作的一种流量仪表。流量计的测量导管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上，其电极头与衬里内表面基本平齐。励磁线圈由双向方波脉冲励磁时，将在与测量导管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。如图1所示。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量导管，将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量B、测量管内径d与平均流速V的乘积，电动势E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器，转换器将流量信号放大处理后，输出脉冲、模拟电流等信号，用于流量的显示，记录、累积、控制或调节。

电极检测到的感应电动势用下式表示：

E=kBDV

式中：E---感应电动势；k---系数；B---磁感应强度；D---测量管内径；V---平均流速。

2、使用中应注意的问题

污水流量计的安装，应尽量避开阀门、三通、弯管出口处、并保证其所需的直管段一般上游应大于5D（D为公称通径），下游应大于2D，流量计应与上、下游直管段保持同心安装。

污水流量计只有在介质充满管道时，才能获得准确的测量，在测量时必须保证测量管充满介质。

水平安装时，两电极中心轴线应尽量保持水平，以防止底部电极被沉淀物覆盖，顶部电极被聚集的气体包裹造成测量电极短时间断路，而影响测量准确度。在倾斜或垂直安装时，应安装在流向向上的管道上，并要保证测量时流体充满管道。当管段较长或距离振动源较近时，应靠近流量计上、下游安装支撑，以避免管线振动的影响。

应避免外界强电磁场的干扰，在室外安装时应有遮盖物。流量计不要安装在泵的入口，以免负压损坏流量计衬里。流量计应有良好的接地。（金属管道通过法兰接地，非金属管道通过仪表接地端子接地）。

3、常见故障检查与处理

3.1表头黑屏，无显示

3.1.1供电电源保险烧坏。该故障产生的原因可能是在拆装仪表时未断电，正负极短路造成仪表盘控制保险烧坏，更换后即可。因此在拆装仪表时一定要先切断电源再进行操作，拆线时要轻拉轻拽，防止电缆破皮后与外壳短路。

3.1.2电源电缆断路。该故障可能是由于老鼠咬断电缆或站内施工挖断电缆所致。如果能够找到断头，可利用接线箱把电缆接上，也可直接更换电缆或使用备用电缆。

3.1.3电源板电容击穿造成电源板保险丝熔断。该故障是由于元器件老化或瞬间电流过大造成电容损坏，更换电源板电容即可。

3.1.4雷击或接线错误造成表芯烧坏。由于管线刷漆使螺栓与法兰之间被油漆绝缘以致仪表外壳不能良好接地，当雷击时会造成表芯烧坏，因此在刷漆时避免将螺栓和法兰涂上油漆，如果已刷漆应将其处理干净后再上紧螺栓。另外在接线时要注意电源线和信号线不能接错，正负极不能接反。

3.2表头有显示但流量为零

3.2.1电极被附着层覆盖，造成断路。污水流量计在测量污水时，由于介质内含杂质较多，时间久了以后会在仪表测量内壁上形成一层污垢，将电极与测量介质绝缘，因此检测不到感应电动势。此时需将仪表拆下，清理内壁污垢，然后重新检定。

3.2.2传感器或励磁线圈损坏。该故障可能是因为接地不良，雷击造成传感器或励磁线圈烧坏。

3.2.3表芯励磁部分损坏。该故障可能是由于元器件老化造成表芯励磁部分不能正常工作，需更换表芯。

3.2.4对于电极可拆卸的仪表在安装时方向错误。部分污水流量计的电极并非安装在表体测量管壁上，而是与表头一体并可拆卸，在安装时要注意两个电极的连线应与液体流向保持垂直。3.2.5液体未充满管道，电极之间含有气体。管道未充满液体主要是管网工程设计或仪表安装位置不当，使传感器测量管内不能充满液体。应避免安装如图所示a、e的位置和以虚线管排放时b位置，改装到c，d位置较好。水平安装时应使电极的连线保持水平，如果电极一上一下，下部电极会由于介质内杂质沉淀覆盖电极，上部电极会由于气泡堆积造成电极与介质绝缘。垂直安装时应装在流体自下而上流动的管道上，这样更容易使液体充满管道。

3.2.6参数设置不正确。由于人工误操作或数据丢失造成仪表参数改变，无法正确测量。此时需重新将给定参数置入仪表，并重新标定。

3.3测量误差大

3.3.1仪表系数改变。仪表使用一段时间后各项性能会发生变化，此时需重新标定，并将新的仪表系数置入表内进行修正，以消除测量误差。

3.3.2可拆卸电极在安装时方向不正确。可拆卸电极在安装时要注意两个电极的连线应与液体流向保持垂直。

3.3.3液体未充满管道，流量时有时无。

3.3.4附着层覆盖部分电极。此时应将仪表断电后拆下，清洗电极，并重新标定。

3.3.5内衬损坏。在拆卸仪表时，尽量避免用撬杠撬动法兰，以免损坏内衬，如果必须用到撬杠时，应极其小心，不要将撬杠插入过深，内衬如果损坏则整台仪表将无法修复，只能换表。

3.4未通水时表头有瞬时量由于污水流量计需要定期拆下送检，当检定完安装时，因为未通水，表头显示一个虚假死值，通水以后显示正常。

4、结束语

以上对污水流量计在使用过程中经常出现的故障及应注意的问题进行了总结，其中有很多故障是完全可以避免的，比如不断电拆线导致的短路，接线错误造成的配件损坏，在拆装仪表过程中野蛮操作造成的电缆破皮、内衬损坏等，都是人为因素导致的一些故障，只要我们仪表维护人员能够加强责任心，正确使用维护和保养，一定能够降低此类故障发生的频率，确保仪表系统安全、准确、平稳运行。