摘要:電磁(ci)流量計 是根(gēn)據法拉第電(dian)磁感應定律(lü)測量流量的(de)電子儀表⁉️。它(tā)的輸出信号(hào)和被測流量(liàng)具有線性、精(jing)度較高的特(tè)💜點，可測量電(diàn)導率不小于(yu)5pus.cm-1的酸、堿、鹽溶(róng)液、水、污水、腐(fǔ)蝕性液體✉️、泥(ní)漿、礦漿以及(jí)紙漿等流體(ti)流量的🔱特地(dì)。因其測量的(de)特點，電磁流(liú)量計在地浸(jin)采鈾工藝生(shēng)産過程中得(de)到了廣🏃‍♂️泛應(yīng)用，但是在使(shǐ)用過程🈚中電(diàn)磁流量計經(jīng)常出現各種(zhǒng)故障影響其(qi)正常工作。通(tong)過檢測電磁(ci)流量計的各(gè)組成部件和(hé)電路闆，分🔞析(xi)電磁流量計(ji)常見故障，提(ti)出了相應🌈的(de)解決措施，可(kě)以有效排除(chú)電磁♊流量計(jì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的故障，降低(dī)電磁流量計(jì)的故障率。
　　地(dì)浸技術是集(ji)采、選、治于一(yī)體的采鈾新(xīn)工藝，主要由(you)井場工藝和(hé)水冶工藝兩(liang)部分組成。井(jing)場工藝的核(he)心是将地下(xia)的含鈾液體(ti)通過潛水泵(bèng)輸出到地面(mian)。水冶🚶工藝的(de)核心是将井(jǐng)場輸出的🚩液(yè)體進行相關(guān)工藝處理，最(zui)終得到所需(xu)的❓産品。由上(shàng)💔述工藝特❌點(dian)可知，地浸㊙️采(cǎi)鈾工藝實施(shī)載體均爲液(yè)體。因此，鑒于(yú)液體流量的(de)測量需求，電(dian)磁流量計廣(guang)泛應用于地(di)浸采鈾礦山(shan)。以♉通遼某礦(kuang)山爲例，建設(she)完畢後僅監(jian)✂️測液體量的(de)電磁流量計(jì)達到數千‼️台(tái)。因其工作💃環(huan)境和測量液(ye)體的差異，各(ge)種故障現象(xiang)均有出現，主(zhu)要故障現象(xiang)爲流量異常(cháng)、顯示屏黑屏(ping)🏃‍♀️、白屏以及🌈閃(shan)屏等現象。若(ruo)出現上述現(xian)象，電磁流量(liang)計将無法保(bǎo)障生産流量(liang)計量工作順(shùn)利🔆完成，因.此(cǐ)對于電磁流(liú)量計故障的(de)分析及排除(chú)尤爲重要。
1電(dian)磁流量計的(de)相關概述.
　　當(dāng)導體在磁場(chang)中作爲切割(ge)磁力線運動(dong)時，會産生💔一(yī)個磁場方向(xiang)和導體運行(háng)方向相互垂(chui)直的感應🐆電(diàn)動勢。該感應(ying)電動勢的大(da)小與運動速(sù)度和磁感🧡應(ying)強度成正比(bi)。此定律是法(fa)拉第在1831年發(fa)現的，故稱爲(wei)法.拉第電磁(cí)感應定律。
　　電(diàn)磁流量計是(shì)根據法拉第(dì)電磁感應定(dìng)律制成的一(yi)種測量導電(diàn)性液體體積(jī)流量的儀表(biǎo)。
1.1電磁流量計(ji)的基本組成(cheng)
　　電磁流量計(ji)是利用法拉(la)第電磁感應(ying)定律的原理(li)💛來📱測量導電(dian)⭐液體體積流(liú)量的儀表，主(zhǔ)要由電磁流(liú)🆚量計傳感器(qi)和電磁🈲流量(liàng)計轉換器兩(liǎng)部分組成，并(bìng)與顯示、計算(suàn)、調節儀表和(hé)485通信相互連(lian)接，共同構成(cheng)流體流量的(de)測量系統"。
1.2電(dian)磁流量計工(gong)作原理
　　電磁(cí)流量計傳感(gan)器根據法拉(lā)第電磁感應(ying)原理，在測量(liàng)管軸線和磁(cí)場磁力線相(xiàng)互垂直的管(guan)壁上安裝一(yī)對檢測電極(ji)。當💃🏻導電液體(ti)沿測量管與(yu)交變磁🐅場中(zhong)的磁力線呈(cheng)垂直方向運(yùn)動時，導電液(yè)體切割磁力(li)線産生感應(yīng)電勢。此感應(ying)電勢由測量(liang)管上兩🐆個檢(jian)測電極檢出(chū)。電磁流量計(jì)傳感器工作(zuò)原理如圖1所(suo)示。
 
　　電磁流量計(jì)傳感器将感(gǎn)應電勢E作爲(wèi)流量信号傳(chuán)送到轉🌈換器(qi)，經放大、變換(huan)濾波等信号(hao)處理後，用帶(dài)背光♋的點🍉陣(zhèn)式液晶顯示(shì)瞬時流量和(he)累積流量。
1.3電(diàn)磁流量計結(jie)構組成
　　電磁(ci)流量計可分(fèn)爲分體式和(hé)一體式兩種(zhǒng)形式的外部(bu)❌結構口。因工(gong)藝需求，一體(tǐ)式流量計在(zài)地浸方⭕面應(yīng)用較爲廣泛(fàn)，所以本次主(zhǔ)要介紹一體(tǐ)式流量計轉(zhuan)換器與傳感(gan)器的♍内部結(jie)構。電磁流量(liàng)計傳感㊙️器主(zhǔ)要由法蘭、絕(jue)緣裏襯、電極(jí)🌈、測量管、勵磁(ci)線圈及外殼(ke)組成。電磁流(liú)量計轉🐕換器(qì)主要由端子(zi)排、顯示👈屏、開(kāi)關電源闆及(ji)信号轉換闆(pan)組成。電磁流(liú)量✨計利用電(diàn)極與流體構(gou)成一個🛀🏻回路(lù)來測量回路(lù)中産生的電(diàn)參數。由圖1可(ke)知☁️，電磁線圈(quan)在直徑💚爲D、橫(héng)截面積爲A的(de)管道中産生(sheng)磁場強度爲(wei)B的磁場。當有(yǒu)流體經過時(shi)，切割磁感線(xian)産生感🧑🏽‍🤝‍🧑🏻應電(diàn)動勢U，測量電(diàn)極接收👈電動(dòng)勢信号。它的(de)流量計算公(gōng)式爲
 
2電磁流(liu)量計故障分(fen)析及對應措(cuò)施
　　電磁流量(liang)計應用廣泛(fàn)，但是在使用(yong)過程中有很(hěn)多因素🌂會影(yǐng)響👌其測量結(jie)果。結合實踐(jian)經驗，導緻電(dian)磁流量計産(chan)生故障的原(yuán)因可主要分(fen)爲液體中含(hán)有固相雜質(zhì)和4~20mA輸出異常(cháng)兩種。
2.1電磁流(liu)量計顯示流(liú)量異常分析(xi)及解決措施(shi)
2.1.1電磁流量異(yì)常分析
　　由電(diàn)磁流量計工(gong)作原理可知(zhi)，電磁流量計(ji)顯示異.常的(de)原因可能如(ru)下:①流經感應(yīng)器的被測量(liang)液體存在氣(qì)☂️泡，導緻切割(gē)磁感線産生(shēng)的電動勢異(yi)常;②轉換器.開(kāi)關電源闆産(chan)生的磁場發(fa)生異常，導緻(zhi)被測液體切(qie)割磁感線産(chǎn)生的電動勢(shi)✂️異常;③轉換器(qì)内處理感應(yīng)電動勢的信(xin)号轉換闆發(fā)生故障，導緻(zhì)顯示流🌈量異(yi)常。
2.1.2解決措施(shi)
　　由分析可知(zhi)，技術人員應(yīng)檢查電磁流(liú)量計流經的(de)🚶液體、轉換器(qi)信号轉換電(dian)路闆以及開(kai)關電源闆，具(ju)🛀🏻體檢查方法(fǎ)如下。
(1)流經液(ye)體檢查。檢查(chá)電磁流量計(jì)傳感器安裝(zhuang)位置，根據液(ye)體🌈流動原理(lǐ)判斷其是否(fǒu)滿足滿管要(yào)求;關閉控制(zhi)液體流動閥(fá)門，檢🌈查其顯(xiǎn)示示數是否(fǒu)歸零。
(2)電磁流(liu)量計組成部(bu)分檢查。①将轉(zhuǎn)換器拆除并(bing)帶電測量，磁(cí)💰場輸出線路(lù)是否輸出直(zhi)流±5V的脈沖電(dian)源。脈❌沖電壓(yā)示意圖，如圖(tú)2所示。②使用感(gǎn)應電動勢信(xìn)号源檢測轉(zhuan)換器信号闆(pǎn)運行是否正(zhèng)常。③使用萬用(yong)表及500MΩ搖表檢(jiǎn)測📐傳感器。一(yī)方面，檢測測(ce)量管電🔴極的(de)通斷。使用萬(wan)用表🈚紅色表(biǎo)筆與信号線(xiàn)中紅白兩根(gēn)相連，黑表筆(bi)與測量管内(nèi)電極相連(使(shi)用輔助工具(ju)接觸流量計(jì)電極)，發出📱蜂(fēng)鳴聲爲正常(cháng)。另一方面，檢(jian)測電極對地(di)絕緣(使用500MΩ搖(yáo)👉表)。使用搖表(biao)黑色接頭連(lian)接信号線中(zhong)的✔️紅白兩線(xiàn)，紅色接頭連(lian)接接地環，測(ce)量值應在200MΩ以(yi)上(舊測量電(diàn)阻值應在20MΩ以(yi)上)，測量時需(xū)要勻速搖動(dòng)搖表手柄。④測(ce)量勵磁線圈(quan)電阻，使用萬(wàn)用表200Ω檔位紅(hong)黑表筆分别(bie)接入勵磁線(xian)的兩端，檢測(cè)阻值30~60Ω，屬于正(zhèng)常範圍。⑤檢測(ce),勵磁線圈與(yǔ)♉電極的電阻(zǔ)(使用500MΩ搖表)，使(shǐ)用搖表紅色(se)線電極--側對(dui)地👌線，使用搖(yao)表黑🏒色線勵(lì)磁線圈的信(xìn)号線。檢測阻(zǔ)值應在200MΩ以上(shang)(新測🛀🏻量管)，對(dui)于使用過的(de)測量管不能(néng)小于20MΩ。
 
　　經過上(shàng)述檢測，若所(suǒ)有數值均滿(man)足要求，則儀(yí)表正常。通過(guo)以上的檢查(chá)過程将所發(fa)現的問題逐(zhú)一排除，可以(yi)有效解決顯(xiǎn)示異常的問(wen)題。
2.2電磁流量(liang)計顯示屏幕(mu)異常分析及(ji)解決措施
2.2.1顯(xiǎn)示屏幕異常(cháng)分析
　　根據現(xian)場的使用情(qíng)況，每次10kV電網(wǎng)出現異常停(ting)送電後，顯示(shì)🌂屏幕均會異(yì)常。異常的主(zhu)要現象爲顯(xiǎn)示屏不亮、白(bái)屏、閃屏，其中(zhong)顯示屏不亮(liàng)所占比例達(dá)95%以上，白屏與(yu)閃屏情況較(jiao)少✨。本次主💞要(yào)分析顯示屏(ping)不亮的現象(xiang)。由👈電磁流量(liàng)計轉換器結(jie)構可知，顯示(shì)屏不㊙️亮的主(zhu)要原因在于(yu)轉換器供電(diàn)電源闆出現(xiàn)異常。通過反(fan)複檢測電磁(cí)流量計電💛源(yuán)闆，發現電源(yuán)闆發生故障(zhang)的主要原因(yin)在于🌈一個濾(lǜ)波❗電容(規格(ge)爲100μF、25V)損✊壞。轉換(huan)器電源闆的(de)具體詳情見(jian)圖3。
 
　　檢測過程(chéng)中發現，此電(diàn)容損壞的主(zhǔ)要現象爲電(dian)容.鼓包。故障(zhang)電容對比圖(tu)，如圖4所示。
 
　　研(yan)究發現，造成(cheng)電容鼓包的(de)直接原因是(shi)電解電容中(zhong)🌈電解液溫度(du)過高，超過電(dian)容所承受的(de)溫度。普通電(dian)源采用液态(tai)🚶電解電容㊙️，高(gāo)溫時電容内(nèi)的液體氣化(hua)導緻電容外(wai)殼承受的壓(ya)力增加而産(chǎn)生鼓包。造成(chéng)電容溫度升(shēng)高的主要原(yuan)因在于工作(zuo)環境溫度🈲與(yǔ)電路闆電源(yuan)工作狀态😄。
　　發(fā)生故障的電(diàn)磁流量計基(jī)本都集中在(zài)控制室。由于(yú)控制室全年(nian)處于運行狀(zhuàng)态，管道内的(de)流動水可以(yǐ)保證控制室(shì)内溫度不🧑🏾‍🤝‍🧑🏼會(huì)過高，因此可(ke)以排除工作(zuo)環境溫度過(guò)高的情況。
　　通(tong)過分析轉換(huan)器電源闆的(de)結構和查閱(yue)相關資料發(fa)現，該供電電(diàn)源闆屬于開(kai)關電源的一(yi)種，而開關電(dian)源是對交流(liú)電壓進行整(zheng)流、濾波、穩壓(ya)後得到想要(yào)的電壓。但是(shì)📐，此過程中因(yīn)濾波不淨會(hui)導緻在直流(liú)電源中摻雜(za)一部分交流(liu)成分而産生(shēng)波紋電壓6-1。波(bō)紋電壓的存(cún)在可能會㊙️導(dǎo)緻波紋電流(liú)出現。電容壽(shou)命指标中有(you)個參數叫做(zuò)額定紋波電(dian)流。運行過程(chéng)中，一旦波紋(wén)電流超過🔴額(e)定電容，電容(rong)内部的溫🌏度(du)就會升高，導(dao)緻電🈲解液氣(qi)化。一旦電解(jiě)液氣化,其内(nei)部壓力将增(zeng)加，會導❌緻電(dian)容鼓包。
2.2.2解決(jué)措施
　　波紋電(diàn)壓是無法消(xiao)除的，隻能抑(yi)制紋波電壓(yā)使其在電子(zǐ)元器件允許(xǔ)的範圍内。通(tōng)常的做法:①加(jiā)大濾波電路(lù)中的電容容(rong)量;②采用電感(gǎn)電容(InductanceCapacit-ance,LC)(無源)濾(lü)波電路、多級(jí)濾波電路;③以(yi)線🙇🏻性電源代(dài)替開關電源(yuán);④合理布線即(ji)改變電源闆(pan)布線格局.
　　結(jie)合現場實際(jì)情況，電磁流(liu)量計的電路(lu)闆已經固定(dìng)，不能整體🔅更(geng)換或者改變(bian)布線格局。唯(wei)一的方法是(shi)改變電容容(róng)量，提高額定(ding)波紋電流，防(fáng)止再次出現(xian)上述現象。因(yīn)此，将原有規(guī)格爲100μF、25V的電容(róng)更換爲規格(ge)爲120μF、25V的電容進(jìn)行模拟停送(sòng)電實驗。
　　采用(yong)無限循環定(dìng)時開關模塊(kuai)，對更換後更(gèng)大容量的電(dian)容進行連續(xù)通斷電實驗(yan)。根據對流量(liàng)計開機時間(jian)的計⭐量發🐅現(xian)，完全進✏️入開(kai)機狀态需要(yào)20s，因此設置通(tōng)電時間爲20s。循(xun)環通斷電示(shi)意圖如圖5所(suo)示。
 
　　一台負載(zǎi)不同循環周(zhōu)期停送電的(de)實試驗情況(kuang)，如表👅1所示。兩(liǎng)台負載不同(tóng)循環周期停(tíng)送電試驗情(qing)況，如表2所示(shì)♍。25s循環周期不(bu)同數量負載(zǎi)停送電試驗(yan)情❤️況，如表3所(suǒ)示。
 
 
　　由試驗結(jie)果可知，更換(huan)較大容量的(de)電容在試驗(yan)階段可取🔴得(dé)較好的效果(guǒ)，但是相關人(rén)員需要在現(xian)場進.步驗證(zhèng)容量是否符(fu)合🤩現場要求(qiú)。
3結語
　　文章分(fèn)析了電磁流(liú)量計常見故(gù)障，采取了相(xiang)關的解決措(cuò)施，可🏃以有效(xiào)排除電磁流(liu)量計故障。研(yán)究證😄明，隻有(you)深入剖🔆析電(diàn)磁流量計的(de)工作原理，才(cái)有可能找到(dao)問題的關鍵(jian)。

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