在測(cè)量污水、漿液等介質(zhì)時(shí),管道內(nèi)壁和電極表面容易發(fā)生結(jié)垢和產(chǎn)生附著物。當(dāng)結(jié)垢物質(zhì)的電導(dǎo)率和被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率不同時(shí),就會(huì)帶來測(cè)量誤差。污泥、油污對(duì)電極的附著,也會(huì)使儀表輸出發(fā)生擺動(dòng)和漂移。因此,在一些情況下需要對(duì)電極進(jìn)行維護(hù)處理。譬如說,清洗電極和更換電極。
電極清洗常用的方法有以下幾種:
(l)電化學(xué)方法
金屬電極在電解質(zhì)流體中存在電化學(xué)現(xiàn)象。根據(jù)電化學(xué)原理,電極與流體存在界面電場(chǎng),電極與流體的界面電場(chǎng)是電極/流體相間存在的雙電層所引起的。對(duì)于電極與流體界面電場(chǎng)的研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的分子、原子或離子在界面具有富集或貧乏的吸附現(xiàn)象,而且發(fā)現(xiàn)大多數(shù)無機(jī)陰離子是表面活性物質(zhì),具有典型的離子吸附規(guī)律,而無機(jī)陽離子的表面活性很小,因此電化學(xué)清洗電極僅考慮陰離子吸附的情況。陰離子的吸附與電極電位有密切關(guān)系,吸附主要發(fā)生在比零電荷電位更正的電位范圍,即帶異號(hào)電荷的電報(bào)表面。在同號(hào)電荷的電極表面上,當(dāng)剩余電荷密度稍大時(shí),靜電斥力大于吸附作用力,陰離子很快就脫附了,這就是電化學(xué)清洗的原理。有些公司通過把兩個(gè)正向二極管的壓降加在信號(hào)回路上,然后以共模的形式將負(fù)的約1.2.1.4V的電壓加到兩電極。因?yàn)樵趦呻姌O上所加的電壓是負(fù)的直流共模電壓,不會(huì)造成放大器飽和。直流共模電壓疊加在微小的交變流量信號(hào)上,由電容將直流隔離,并由前置放大器將共模電壓抑制,直流共模電壓不會(huì)影響到流量的測(cè)量。加在電極上的直流負(fù)電壓,形成負(fù)的電場(chǎng)能推斥附著在電極上的物質(zhì),達(dá)到清洗電極的日的。這種方法在交流勵(lì)磁中能有效地、自動(dòng)地、連續(xù)地進(jìn)行電極消洗。但對(duì)于低頻矩形波勵(lì)磁,由于極化電壓幅度較高,作用不一定很好,所以近來很少見到。
(2)機(jī)械清除法
機(jī)械清除法是通過在電極上安裝特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)電極清除。目前有兩種形式:
一種是采用機(jī)械刮除器。用不銹鋼制一把帶有細(xì)軸的刮刀,通過空心電極把刮刀引出,細(xì)軸和空心電極之間采用機(jī)械密封以防止介質(zhì)外,于是紺成了機(jī)械刮除器。當(dāng)從外面轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)軸時(shí),刮刀緊貼電極端平面轉(zhuǎn)動(dòng),刮除污垢。這種刮除器可以手動(dòng),也可以用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)細(xì)軸自動(dòng)刮除。另一種是在管狀電極中,裝上清除污垢用的鋼絲刷,軸裹在密封的“O”形圈里,以防止流體泄漏。這種清洗裝置需要有人經(jīng)常拉動(dòng)鋼絲屆來清洗電極。
(3)超聲波清洗的方法
將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的45~65kHz的超聲波電壓加到電極上,使超聲波的能量集變大,所加電壓幾乎集中在附著物上,高電壓會(huì)將附著物擊穿,然后被流體沖走。從安全出發(fā),使用電擊穿法必須是在一流量計(jì)中斷測(cè)量、傳感器與轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器間信號(hào)線斷開、停電情況下將交流(50Hz或60Hz)高壓電直接在傳感器信號(hào)輸出端子上進(jìn)行清洗。
(4)提高測(cè)量管內(nèi)的平均流速和使用尖頭小面積電極
在測(cè)量容易結(jié)垢、粘附的介質(zhì)時(shí),通常可以選擇比工藝管徑小的傳感器,提高流速。經(jīng)驗(yàn)表明,管內(nèi)平均流速高于2m/s,一般沉淀附著可能性較小。也有采取瞬間加大流速3—5m/s(視附著情形定)沖刷附著層。電極頭部突出成尖狀,受流體沖刷力大(因?yàn)楣鼙诹魉俚扔诹?,尖頭脫離管壁邊界層進(jìn)入流速層),所以附著污染可能性小。另外、由于小面積電極本身的信號(hào)內(nèi)電阻大,電極附著污染后引起信號(hào)內(nèi)電阻的改變影響小,因此對(duì)儀表測(cè)量的影響也小。
電磁流量計(jì)使用中的常見故障,有的是由于儀表本身元器件損壞引起的故障;
有的是由于選用不當(dāng)、安裝不妥、環(huán)境條件、流體特性等因素造成的故障,如顯示波動(dòng)、精度下降甚至儀表損壞等。
它一般可以分為兩種類型:
安裝調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的故障(調(diào)試期故障)和正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障(運(yùn)行期故障)。
(1)調(diào)試期故障調(diào)試期待故障一般出現(xiàn)在儀表安裝調(diào)試階段,一經(jīng)排除,在以后相同條件下一般不會(huì)再出現(xiàn)。
常見的調(diào)試期故障一般由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。
1)安裝方面通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障,常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管系最高點(diǎn);
或安裝在自上而下的垂直管上,可能出現(xiàn)排空;或傳感器后無背壓,流體直接排入大氣而形成測(cè)量管內(nèi)非滿管。
2)環(huán)境方面通常主要是管道雜散電流干擾,空間強(qiáng)電磁波干擾,大型電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。
管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果,但如遇到強(qiáng)大的雜散電流(如電解車間管道,有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢(shì)峰值Vpp可高達(dá)1V),尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等。
空間電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。
3)流體方面被測(cè)液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作,但隨著氣泡的增大,儀表輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng);
若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí),隨著氣泡流過電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)更大的波動(dòng)。
低頻方波勵(lì)磁的電磁流量計(jì)測(cè)量固體含量過多漿液時(shí),也將產(chǎn)生漿液噪聲,使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。
測(cè)量混合介質(zhì)時(shí),如果在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)行測(cè)量,也將使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。
電極材料與被測(cè)介質(zhì)選配不當(dāng),也將由于化學(xué)作用或極化現(xiàn)象而影響正常測(cè)量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊(cè)正確選配電極材料。
(2)運(yùn)行期故障運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障;
常見的運(yùn)行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。
1)傳感器內(nèi)壁附著層由于電磁流量計(jì)常用來測(cè)量臟污流體,運(yùn)行一段時(shí)間后,常會(huì)在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。
若附著物為絕緣層,則電極回路將出現(xiàn)斷路,儀表不能正常工作;若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率,則電極回路將出現(xiàn)短路,儀表也不能正常工作。
所以,應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。
2)雷電打擊雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流,使儀表損壞。
它主要通過電源線或勵(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)線等途徑引入,尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。
3)環(huán)境條件變化在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源),流量計(jì)工作正常,此時(shí)往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。
在這種情況下,一旦環(huán)境條件變化,運(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計(jì)附近管道上進(jìn)行電焊,附近安裝上大型變壓器等);
就會(huì)干擾儀表的正常工作,流量計(jì)的輸出輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。
在計(jì)量?jī)x器中,電磁流量計(jì)的使用是很廣泛的,它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了計(jì)量行業(yè)的發(fā)展?,F(xiàn)在很多領(lǐng)域都在使用電磁流量計(jì),大家要注意正確地使用和維護(hù)電磁流量計(jì),保護(hù)好電磁流量計(jì)的電極。下面就簡(jiǎn)單介紹電磁流量計(jì)的電極如何維護(hù):
1、在使用電磁流量計(jì)之前,要先用標(biāo)準(zhǔn)的PH值溶液來標(biāo)定電磁流量計(jì)。標(biāo)定之后在操作之前,大家一定要注意先用蒸餾水把電磁流量計(jì)的電極清洗一遍,然后再用測(cè)液清洗再一次清洗電極。
2、如果不使用電磁流量計(jì),要取下電磁流量計(jì)電極的時(shí)候,大家要注意不要讓電極的觸感器與硬物碰撞了,否則只要是出現(xiàn)損傷都會(huì)影響到電極的使用的。
3、使用電磁流量計(jì)結(jié)束之后,大家要把電磁流量計(jì)的電極套給套上,里面少放一些飽和溶液,只要保證電極的球泡是濕潤(rùn)的就可以了,但是記住不要放在蒸餾水中浸泡。
4、平常要注意電極保持干凈,不要讓它的兩邊輸出出現(xiàn)了短路的情況,不然的話會(huì)使得測(cè)量不準(zhǔn)確,影響電磁流量計(jì)的使用的。