Elektromanyetik akış ölçerler çeşitli endüstrilerde doğru akış ölçümü için yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak her teknik cihaz gibi çevresel faktörlere karşı hassastırlar. Bu faktörlerin anlaşılması, optimum performansın sağlanması ve olası arızaların önlenmesi için çok önemlidir. Bu blogda, elektromanyetik akış ölçer arızalarına neden olabilecek başlıca çevresel faktörleri, yaygın nedenleri ve pratik sorun giderme ipuçlarını inceleyeceğiz.
İçindekiler
Elektromanyetik Akış Ölçer Arızalarına Yol Açan Başlıca Çevresel Faktörler
1. Güçlü Manyetik Alanlar
Elektromanyetik akış ölçerlerin manyetik alanlara karşı koyma kabiliyeti sensörün yapısal tasarımına bağlıdır. Örneğin, sensörün uyarma bobini muhafazası manyetik olmayan malzemelerden (alüminyum veya plastik gibi) yapılmışsa, manyetik alan girişimine karşı koyma yeteneği daha zayıftır. Çelikten yapılmışsa daha güçlüdür. Uygulamada, güçlü manyetik alan paraziti nadirdir, çünkü kurulumlar genellikle ölçüm cihazını güçlü manyetik alanların yakınına yerleştirmekten kaçınmaya özen gösterir.
2. Güçlü Elektromanyetik Dalgalar
Elektromanyetik akış ölçerler elektromanyetik uyumluluk gerekliliklerine uygun olmalıdır, yani belirtilen yayılan elektromanyetik alan ortamında cihazın performansında bir bozulmaya neden olmadan veya arızalanmasına yol açmadan normal şekilde çalışmalıdır. Güçlü radyo dalgalarından kaynaklanan parazit vakalarıyla karşılaştık.
Örnek Olay İncelemesi
Fujian'daki bir su tesisinde, birkaç elektromanyetik akış ölçer kuruldu ve bunlardan biri önemli çıkış dalgalanmaları gösterdi. Yerinde yapılan incelemede, kurulumun gerekliliklere uygun olduğu, akış sensörü ve dönüştürücünün 50 metre aralıklarla yerleştirildiği ve metal bir kanal içinde korumalı bir kabloyla bağlandığı görüldü. Cihazın kendisi de normal çalışıyordu. Ancak, ortak mod paraziti 1,7V olarak ölçüldü. İlk çözüm akış sensörünü elektriksel olarak izole etmekti, bu da ortak mod sinyalini 0,6V'a düşürdü, ancak çıkış dalgalanması önemli ölçüde iyileşmedi.
Daha ileri analizler, güçlü bir radyo iletim kulesinin akış ölçere çok yakın olduğunu ortaya çıkardı. Parazit kaynağının bundan kaynaklanıp kaynaklanmadığını doğrulamak için dönüştürücü geçici olarak akış sensöründen 3 metre uzakta bir konuma taşındı ve ortak mod parazit sinyali 0,1 mV'un altına düşürüldü. Hala biraz yüksek olsa da, cihazın çalışması normal hale geldi. Arızanın temel nedeni, çok katmanlı korumalı sinyal kablolarına rağmen elektromanyetik dalgaların cihaza girmeye devam etmesiydi.
Bu örnek, ayrık tip bir elektromanyetik akış ölçerin kurulumunun yakınında önemli ortak mod paraziti olduğunda, arıza analizi sırasında güçlü radyo dalgalarının potansiyel bir parazit kaynağı olarak dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Bu, devreye alma aşamasında nadir görülen bir hataydı.
3. Boru Hattı Kaçak Akımları
Elektromanyetik akış ölçerler uygun şekilde topraklandığında, boru hattındaki kaçak akımların çoğunu önleyebilirler. Ancak bazen akış sensörünü köprülemek için kalın bir tel kullanıldığında ve uygun topraklama sağlandığında bile kaçak akımlar yine de akış ölçeri etkileyebilir ve ek önlemler alınmasını gerektirebilir.
Vaka Çalışması 1
Shandong'daki bir alüminyum eritme tesisinde, alkali bulamacı ölçmek için DN80 elektromanyetik sayaç kullanıldı. Akış sensörünün her iki ucuna da topraklama halkaları takılmıştı ve sensör düzgün bir şekilde topraklanmıştı. Ancak, cihaz 2 metre uzağa taşınana ve kaçak akımı izole etmek için ikinci bir topraklama noktası kurulana kadar doğru çalışmadı.
Sayaç bir süre çalıştıktan sonra çıkış sinyalindeki dalgalanmalar yeniden ortaya çıkmıştır. Akış dalgalanmaları olasılığını ortadan kaldırdıktan ve sayacın kendisinin iyi durumda olduğunu doğruladıktan sonra, başlangıçta sayacın arızalı olduğu düşünülmüştür. Durum birkaç gün boyunca gözlemlendikten sonra, çıkış dalgalanmalarının yalnızca gündüz vardiyasında meydana geldiği tespit edildi. Bu ipucu, arızanın elektromanyetik akış sensöründen uzakta, aynı boru hattında gerçekleştirilen elektrik kaynağından kaynaklandığının keşfedilmesine yol açtı.
Vaka Çalışması 2
Zhejiang'daki bir su tesisinde iki adet DN900 elektromanyetik akış ölçer kuruldu. Biri normal çalışırken diğerinde 1-2 saatte bir 50% FS'ye varan dalgalanmalar görülmüştür. Kullanıcı her iki sayacın da benzer çalışma koşullarına sahip olduğunu ve arızanın sayacın kendisinden kaynaklandığını düşünüyordu. Yerinde yapılan incelemeler, akış sensörünün hemen yukarısına ve aşağısına iyi topraklanmış ve astarsız iki adet 0,5 metrelik çelik boru kesiti ve ardından çimento kaplı çelik borular yerleştirildiğini ortaya çıkarmıştır. Elektrik bağlantıları ve topraklamaların hepsi doğruydu ve boru hattı akış titreşimi göz ardı edildi.
Dönüştürücü ve sensör birbirinden yaklaşık 10 metre uzaklıktaydı. Yakınlarda, dönüştürücüden 2 metre ve sensörden 8 metre uzaklıkta bulunan birkaç yüz kVA değerinde üç fazlı bir transformatör vardı.
Arıza iki olasılıkla analiz edilmiştir: (1) yüksek güçlü transformatörün manyetik alanından kaynaklanan parazit ve (2) boru hattındaki kaçak akımlardan kaynaklanan parazit. Sorunun manyetik alan parazitinden kaynaklanıp kaynaklanmadığını doğrulamak için transformatör kapatıldı, ancak transformatörü kapatmanın karmaşıklığı nedeniyle iki aşamalı bir yaklaşım benimsendi. İlk adım, boru hattında kaçak akım paraziti olup olmadığını kontrol etmekti. Uyarma akımı uygulanmadan, iki elektrot arasındaki potansiyel ölçülmüş ve tepeden tepeye değeri 1V olan bozuk bir AC voltajı olduğu görülmüştür. Bu, topraklama yerinde olsa bile ölçüm cihazının kaçak akımlardan etkilendiğini doğruladı.
Çözüm, elektromanyetik akış sensörünü iki kısa çelik boru bölümüyle birlikte boru hattından elektriksel olarak izole etmek ve böylece akış sensörünün sıvıyla aynı elektrik potansiyelinde olmasını sağlamaktı. Bu değişiklikten sonra sayaç normal şekilde çalışmaya başladı ve transformatörün manyetik alanının etkisini ortadan kaldırdı. Parazit akımı 60mAAC olarak ölçülmüş ve akım akış sensöründen yukarı doğru akmıştır.
Bu çözüm, katodik koruma akımlarına sahip boru hatlarına da uygulanabilir ve boru hattı akım parazitini ortadan kaldırmak için bir yöntem olarak hizmet eder.
4. Zemin Potansiyel Değişiklikleri
Toprak potansiyeli değişiklikleri akış ölçümlerini etkileyebilir. Örneğin, diğer ekipmanlar nedeniyle topraklama hatlarındaki voltaj düşüşleri, elektromanyetik akış ölçerin toprak potansiyelinde değişikliklere neden olabilir ve bu da özellikle önemli ortak mod paraziti olduğunda ölçümlere müdahale edebilir.
5. Nem Girişi
Su temini ve drenaj endüstrilerinde kullanılan elektromanyetik akış ölçerler genellikle zemin seviyesinin altındaki sayaç çukurlarına monte edilir ve bu çukurlar tahliye edilmemiş yağmur suyuna batırılabilir veya hatta uzun süre su altında bırakılabilir. Muhafaza IP67 (toz geçirmez ve kısa süreli daldırma) veya IP68 (toz geçirmez ve sürekli daldırma) koruma derecesine sahip olsa bile, yanlış kapatılmış terminal kutusu contaları, yanlış takılmış sızdırmazlık halkaları veya uyumsuz kablo dış çapları nedeniyle genellikle nem girebilir.
Zemine monte edilen akış sensörleri için, terminal kutusu kapağı doğru şekilde kapatılmazsa, sıcaklık değişiklikleri nedeniyle nem içeri çekilebilir ve yoğuşmaya neden olabilir. Terminal kutusu kablo girişi düzgün şekilde kapatılmazsa, su ve nem kolayca içeri girebilir. Bu tür sorunlar yaygındır.
İnşaat sırasında kablolar bazen yanlışlıkla kesilir ve daha sonra bant kullanılarak yeniden bağlanır. Bu sorun ilk çalışma sırasında bir arızaya neden olmayabilir, ancak zamanla bant bozuldukça nem çekilebilir ve kabloların yalıtımı azalabilir.
Terminal kutusuna su ve nem girmesi yalıtım gücünü ve yalıtım direncini azaltarak akış sinyali döngüsünün akış sinyali vermemesine neden olabilir ve uyarma bobini döngüsü sıfır noktası kayması veya kararsızlığı yaşayabilir. Bu gibi durumlarda, bağlantı noktalarını kapatmak için silikon veya diğer sızdırmazlık malzemeleri kullanılabilir.
Hava geçirmez olmayan uyarma bobini koruyucu muhafazaları da solunum etkisi nedeniyle nem çekebilir. Sıvı sıcaklığı oda sıcaklığından düşükse, ölçüm tüpünün dış duvarında yoğuşma oluşabilir ve sıcaklık 0°C'nin altındaysa don oluşarak akış sinyali döngüsünde kısa devreye neden olabilir ve etkisiz hale getirebilir.
Örnek Olay İncelemesi
Kaifeng'deki bir su tesisinde, bir DN200 elektromanyetik akış ölçer Sarı Nehir'den gelen suyu ölçerken, başka bir DN900 metre yeraltı suyunu ölçüyordu. Bitmiş suyu ölçmek için iki DN1000 debimetre paralel olarak bağlanmıştır. İki yıl normal çalışmadan sonra, bitmiş su çıkışının girişten 10%-15% daha yüksek olduğu keşfedildi. Yapılan incelemede sayacın çalışmasında herhangi bir anormallik gözlenmemiştir. Taşınabilir bir ultrasonik debimetre ile karşılaştırma testi yapılmış ve iki bitmiş su debimetresinden gelen çıkış sinyalinin beklenenden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Sıfır noktaları kontrol edildiğinde, önemli sapma gösterdiler. Deneyime dayanarak, arızanın terminal kutusuna su girmesinden veya uyarma bobinini etkileyen nemden kaynaklandığı ve yalıtımın azalmasına yol açtığı düşünülmüştür.
Nemi sildikten ve terminal kutusunu kurutmak için bir saç kurutma makinesi kullandıktan sonra, uyarma bobini döngüsünün toprak direnci 5-6 MW'tan birkaç on MW'a geri yüklendi ve sıfır noktası sapması normale döndü.
Arızanın nedeni, uyarma bobini döngüsünün azaltılmış yalıtımının büyük bir yalıtım direnci ve sinyal iç direnci yaratması ve bunun da önemli ortak mod parazitine neden olmasıydı. Dönüştürücünün ön uç amplifikatörü bunu bastıramadı ve bu da dönüştürücünün sıfır noktasında bir kaymaya yol açtı.
Sonuç
Elektromanyetik akış ölçerler, çeşitli endüstriyel uygulamalarda son derece güvenilir olmakla birlikte, performanslarını etkileyen çevresel faktörlere karşı hassas olabilirler. Güçlü manyetik alanlar, elektromanyetik parazit, boru hattı kaçak akımları, toprak potansiyeli değişiklikleri ve nem girişi gibi temel sorunlar, uygun şekilde yönetilmezse arızaya veya hatalı ölçümlere yol açabilir.
Uygun topraklamanın sağlanması, elektromanyetik dalgalar için ekranlama kullanılması ve konektörlerin neme karşı yalıtılması gibi etkili kurulum uygulamaları, ölçüm cihazının doğruluğunun ve uzun ömürlülüğünün korunması açısından kritik öneme sahiptir. Kullanıcılar bu çevresel etkileri anlayarak ve azaltarak operasyonel arıza olasılığını önemli ölçüde azaltabilir ve zorlu koşullarda tutarlı, güvenilir akış ölçümleri sağlayabilir.
Bir yorum bırakın