質(zhì)量流量計(jì)的常見故障及處理方法
科氏力式質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)用流體質(zhì)量流量對振動(dòng)管振蕩的調(diào)制作用為原理。傳感器由振動(dòng) 管(測量管)、信號檢測器、振動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、支撐結(jié)構(gòu)和殼體組成,如下圖所示。
變送器以 微處理器為核心,它向傳感器提供驅(qū)動(dòng)力,并將傳感器測量的信號轉(zhuǎn)換為質(zhì)量流量信號,還 有根據(jù)溫度參數(shù)對質(zhì)量流量和密度測量進(jìn)行補(bǔ)償、修正的功能,變送器輸出電流信號或頻率 信號,可按一定的協(xié)議與 DCS 通信。
質(zhì)量流量計(jì)管型結(jié)構(gòu)很多,各廠產(chǎn)品、不同型號、規(guī)格的質(zhì)量流量計(jì),日常維護(hù)和故障 處理的內(nèi)容有所不同,但基本方面是相同的。
一體式質(zhì)量流量計(jì)電流輸出回路如下圖所示。
用流量積算儀或 DCS 卡件,現(xiàn)場至控制室的接線回路基本是一樣的。
一體式質(zhì)量流量計(jì)脈沖輸出回路如下圖所示。
兩種輸出電路的故障檢查方法基本是相通的。分體式質(zhì)量流量計(jì),需要 3 組電纜,電源、信號輸出、傳感器/變送器連接線。
現(xiàn)根據(jù)以上內(nèi)容,結(jié)合具體的故障現(xiàn)象,對故障檢查及處理進(jìn)行介紹。
(1)質(zhì)量流量計(jì)沒有流量顯示或無輸出
該故障是指質(zhì)量流量計(jì)變送器或轉(zhuǎn)換器已供電,工藝管道中有流量,但質(zhì)量流量計(jì)沒有流量顯示或者輸出信號。
質(zhì)量流量計(jì)沒有流量顯示或無輸出通常應(yīng)從以下幾方面著手進(jìn)行檢查。
①先觀察質(zhì)量流量計(jì)有沒有報(bào)警,先按報(bào)警信息提示進(jìn)行檢查和處理。如高準(zhǔn)的質(zhì)量流量計(jì),進(jìn)人菜單同時(shí)按住“Scroll”和“Select”4s 左右松開可以進(jìn)入菜單查看報(bào)警代碼。
②科氏力式質(zhì)量流量計(jì)都有驅(qū)動(dòng)線圈,通電后驅(qū)動(dòng)器就會(huì)發(fā)生振動(dòng),因此,可先到現(xiàn)場聽傳感器有沒有嗡嗡的響聲,用手摸傳感器有沒有振動(dòng)感,有響聲和振動(dòng)感,說明供電及驅(qū)動(dòng)線圈正常。但嗡嗡聲和振動(dòng)空管時(shí)較明顯,介質(zhì)滿管時(shí)不太明顯。
③如果沒有響聲和振動(dòng)感,先檢查供電是否正常,電源是否真的供上,可測量如上圖中的 Vin 與地之間的電壓。檢查電源輸出板的熔絲是否熔斷。更換熔絲能送上電,說明沒有短路,再燒保險(xiǎn)說明有短路故障,應(yīng)仔細(xì)檢查負(fù)載電路,沒有查出短路點(diǎn)不要輕易再送電以免故障擴(kuò)大。
④檢查接線是否正確,新安裝質(zhì)量流量計(jì)的接線是檢查重點(diǎn)。檢查傳感器與變送器之間電纜的通斷,艾默生質(zhì)量流量計(jì)的 9 芯專用電纜,檢查棕和紅、綠和白、藍(lán)和灰、黃和紫各線對之間的屏蔽是否與各種顏色導(dǎo)線短路,有短路、斷路故障的電纜應(yīng)更換。檢查變送器端是否已把 4 根屏蔽線絞合在一起單點(diǎn)接地。傳感器檢測線圈或驅(qū)動(dòng)線圈斷路,接線盒進(jìn)水受潮也會(huì)出現(xiàn)沒有流量顯示的故障。
⑤檢查組態(tài)數(shù)據(jù)是否正確,可重新設(shè)置組態(tài)參數(shù)。如關(guān)閉了電流輸出功能,也會(huì)出現(xiàn)無電流輸出現(xiàn)象。沒有輸出電流及脈沖時(shí),可測量圖 安全柵輸出和輸入端的信號,來判斷故障在安全柵前還是后,還是安全柵有問題,對癥進(jìn)行處理。硬件故障可分部進(jìn)行檢查。若被測介質(zhì)含氣量太大,請工藝人員配合解決。
(2)質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)漂移
零點(diǎn)漂移是科氏力式質(zhì)量流量計(jì)在運(yùn)行中經(jīng)常遇到的問題,即管道中已經(jīng)沒有流量但質(zhì)量流量計(jì)仍顯示流量值。造成質(zhì)量流量計(jì)零漂的因素很多,解決質(zhì)量流量計(jì)零漂問題,一是定期進(jìn)行零點(diǎn)檢查和調(diào)整,二是請工藝配合來解決。
①工藝原因引發(fā)的零點(diǎn)漂移故障現(xiàn)象及處理方式
[故障現(xiàn)象 1]質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)慢慢移動(dòng),且各次漂移狀況相同。
[可能原因]停流后液中小氣泡積聚于測量管上部,或漿液中懸浮固體分離沉淀。
[處理方法]停流后立即調(diào)零,是調(diào)零時(shí)流體分布狀態(tài)與流動(dòng)時(shí)相近。調(diào)零完成后出現(xiàn)的零漂后的信號輸出,提高小信號切除值。
[故障現(xiàn)象 2]零點(diǎn)大幅漂移,且各次漂移差別很大。驅(qū)動(dòng)增益上升,嚴(yán)重時(shí)超過 13V 而飽和。
[可能原因]停留時(shí)氣泡滯留在測量管內(nèi),特別是彎曲測量管容易發(fā)生。
[處理方法]①勿使進(jìn)入氣泡;②偶爾發(fā)生漂移可予忽略,不必每次調(diào)零;③提高管道靜壓,使氣泡變小達(dá)到零點(diǎn)。
[故障現(xiàn)象 3]零點(diǎn)漂移量大,很多情況下無法調(diào)零。
[可能原因]測量管內(nèi)壁黏附流體內(nèi)沉積物。
[處理方法]清洗或熱熔融清除之。
[故障現(xiàn)象 4]因流體溫度漂移,同一口徑的科氏力式質(zhì)量流量計(jì)溫度值越小,零漂越大。
[可能原因]液體溫度變化。
[處理方法]①以實(shí)際使用測量時(shí)溫度調(diào)零;②停流時(shí)溫度變化形成的零漂,不予處理;③測量溫度相差 1℃時(shí)再調(diào)零。
[故障現(xiàn)象 5]零點(diǎn)不穩(wěn)定,但移動(dòng)量很小。
[可能原因]管道有振動(dòng)。
[處理方法]很多情況不產(chǎn)生測量誤差,可以不予處理。
[故障現(xiàn)象 6]溫度變動(dòng)形成應(yīng)力變化,傳感器前后機(jī)械原因形成應(yīng)力變化。
[可能原因]流量傳感器所受的應(yīng)力變化。
[處理方法]①出入口中任一處換裝柔性連接管;②若出入口設(shè)置橡膠軟管,在傳感器與軟管之間,置 2 個(gè)以上支撐點(diǎn)。
[故障現(xiàn)象 7]零點(diǎn)漂移
[可能原因]液體密度與原調(diào)零時(shí)密度有差別。
[處理方法]密度相差±0.1g/cm3以內(nèi),影響測量值很小,超過此值即以*終實(shí)液調(diào)零。
[故障現(xiàn)象 8]壓力變化造成液體微量流動(dòng)。
[可能原因]停液時(shí)管道中滯留氣體因壓力變化而膨脹或收縮,使液體移動(dòng)。
[處理方法]①手動(dòng)截止閥裝在鄰近流量傳感器,關(guān)閥使處于完全零流狀態(tài);②在管系適當(dāng)場所設(shè)置排氣口,消除氣腔。檢查故障時(shí)到現(xiàn)場觀察質(zhì)量流量計(jì)傳感器受振動(dòng)的狀態(tài),有振動(dòng)影響時(shí),應(yīng)增加或加固傳感器兩端的支撐件??赏ㄟ^設(shè)定小流量切除值,適當(dāng)增加阻尼值來解決問題。采取以上措施零漂還是沒有改觀,可能就是質(zhì)量流量計(jì)本身的零點(diǎn)漂移了,可對流量計(jì)進(jìn)行調(diào)零。
②質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)調(diào)校方法
a、接通質(zhì)量流量計(jì)電源,并充滿介質(zhì)運(yùn)行 1 小時(shí)至數(shù)小時(shí)。
b、先關(guān)閉傳感器下游閥門,再關(guān)閉傳感器上游閥門,確保傳感器已是滿管狀態(tài)且被測流體已完全停止流動(dòng),讓其稍微穩(wěn)定幾分鐘。
c、用手操器對高準(zhǔn)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行調(diào)零,如下圖所示。
d、檢查調(diào)零點(diǎn)前后零點(diǎn)的波動(dòng)情況,并做記錄,調(diào)零點(diǎn)可反復(fù)做幾次,直至實(shí)際零點(diǎn)在零附近波動(dòng),且波動(dòng)范圍小于其零點(diǎn)穩(wěn)定性指標(biāo),則凋零點(diǎn)成功。
調(diào)零時(shí)把小流量切除值改為零,零點(diǎn)調(diào)好后才便于觀察零位的波動(dòng)情況。零點(diǎn)正常后再將小流量切除加上。新安裝的質(zhì)量流量計(jì),建議用手操器或者變送器界面調(diào)出“調(diào)零菜單” 記錄出廠零點(diǎn)預(yù)設(shè)值,調(diào)零完畢后與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較,兩值要在一個(gè)數(shù)量級,兩值差異較大,說明安裝應(yīng)力太大,應(yīng)重新安裝。有的質(zhì)量流量計(jì),在傳感器出廠銘*上就標(biāo)有出廠零點(diǎn)預(yù) 設(shè)值。
③質(zhì)量流量計(jì)無法進(jìn)行調(diào)零的原因及處理方法
調(diào)零操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)無法調(diào)零的現(xiàn)象,原因有:質(zhì)量流量計(jì)存在關(guān)鍵報(bào)警;某些功能被打開,如含氣模式,貿(mào)易交接模式等;實(shí)際流量過大。傳感器前后的閥門泄漏沒有完全關(guān)閉,使介質(zhì)仍處于流動(dòng)狀態(tài)介質(zhì)含兩相流即氣液混合、固液混合;以上問題只能請工藝幫助解決。 傳感器測量管內(nèi)壁黏附沉積物;傳感器本身有故障;可拆下傳感器進(jìn)行清洗及更換傳感器。
④工藝原因引起的質(zhì)量流量計(jì)零漂及處理方法
很多零漂是工藝原因引起的,如兩相流或不滿管。這類零漂不可能通過質(zhì)量流量計(jì)調(diào)零來解決。只有提高小流量切除值,可取到*大流量的 0.5%-1.0%。開啟團(tuán)狀流(slug flow)功能,改變傳感器的安裝朝向或安裝位置,通過管線循環(huán)使介質(zhì)充滿管道及傳感器。
(3)質(zhì)量流量計(jì)瞬時(shí)流量顯示負(fù)值
先進(jìn)行零點(diǎn)的檢查,關(guān)閉傳感器上下游的閥門,使工藝流量為零,質(zhì)量流量計(jì)能顯示零流量,可判斷儀表是正常的,不用過多糾結(jié)質(zhì)量流量計(jì)自身有故障,應(yīng)重點(diǎn)檢查是什么原因使信號*性改變了。檢查組態(tài)設(shè)置有沒有錯(cuò)誤,流量方向是否設(shè)置為反向瞬時(shí)流量的絕對值與顯示值相符,則可能是接線*性有誤。接線正確,可檢查前裝放大器有沒有問題,可通過代換來判斷。
質(zhì)量流量計(jì)傳感器的驅(qū)動(dòng)電壓為零也會(huì)出現(xiàn)負(fù)流量顯示,可測量驅(qū)動(dòng)線圈的電阻值來判斷。把線夾從接線端子板上拔出,用數(shù)字萬用表測量線夾每個(gè)線對的電阻,各線對間應(yīng)該不存在無窮大的電阻讀數(shù),左檢測線圈(LPO)和右檢測線圈(RPO)的電阻值應(yīng)相同,阻值差別應(yīng)<10%。出現(xiàn)不正常的讀數(shù),應(yīng)在傳感器的接線盒上重復(fù)進(jìn)行線圈電阻的測量,以排除電纜故障的可能性。所有線圈對地是開路的,測量的線對電阻有短路或開路現(xiàn)象,說明傳感器損 壞。
各種規(guī)格型號的科氏力式質(zhì)量流量計(jì),線圈電阻值是不相同,具體數(shù)值可參考相關(guān)使用說明書。
(4)質(zhì)量流量計(jì)流量顯示不準(zhǔn)確
流量顯示不準(zhǔn)確是指顯示流量與實(shí)際流量有較大的偏差。對質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)進(jìn)行檢查,還應(yīng)檢查以下項(xiàng)目:工藝管道變形或者支撐件變形,使傳感器受到應(yīng)力的影響;原來的接地線由于氧化、腐蝕而出現(xiàn)接地不良現(xiàn)象;在重新設(shè)置參數(shù)時(shí),不熟練而出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤;變送器有故障等都會(huì)引發(fā)流量顯示不準(zhǔn)確。
質(zhì)量流量計(jì)流量顯示不準(zhǔn)確可按以下步驟檢查及處理:
①零點(diǎn)檢查:在傳感器充滿介質(zhì)后關(guān)閉傳感器上、下游的閥門,檢查質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)是否正常,否則進(jìn)行調(diào)零操作。
②管道介質(zhì)的實(shí)際工作壓力與設(shè)計(jì)值是否出入太大,以確定是否需要進(jìn)行補(bǔ)償。
③檢查質(zhì)量流量計(jì)設(shè)置的流量系數(shù)及其他參數(shù)是否正確,否則進(jìn)行更正。
④與工藝聯(lián)系確定被測介質(zhì)是否處于滿管,或被測介質(zhì)有兩相流狀態(tài)。如果不是滿管,則被測介質(zhì)的緩慢流動(dòng),對傳感器管子造成不平衡振動(dòng),將會(huì)影響傳感器的性能和準(zhǔn)確度,而出現(xiàn)質(zhì)量流量計(jì)顯示不準(zhǔn)確。工藝介質(zhì)的不滿管情況,應(yīng)會(huì)同工藝采取必要措施,如提高工作壓力,開大閥門來提高介質(zhì)的流量。有兩相流狀態(tài)則應(yīng)安裝排氣裝置,或改變安裝方式。工藝管道有較大振動(dòng),應(yīng)采取固定或支撐措施。
(5)質(zhì)量流量計(jì)顯示和輸出值波動(dòng)
質(zhì)量流量計(jì)流量顯示有波動(dòng)或波動(dòng)范圍較大,應(yīng)檢查電源屏蔽線的接地電阻是否小于 4Ω,檢查接線有沒有問題,還應(yīng)檢查驅(qū)動(dòng)電壓的波動(dòng)情況及振動(dòng)頻率是否穩(wěn)定。懷疑驅(qū)動(dòng)放大器不穩(wěn)定時(shí),可用相同型號的代換以確定故障;如果阻尼時(shí)間設(shè)定小了,可以適當(dāng)加大。
如果變送器周圍有較強(qiáng)的電磁場或射頻干擾,則應(yīng)采取屏蔽及接地措施。對于工藝原因:管道振動(dòng)應(yīng)加固支撐件,支撐件*好固定在水泥墩上;流體有兩相流,應(yīng)在傳感器上方管道開孔安裝閥門,用來排放氣相組分;傳感器管道堵塞或有污物積垢,檢查并清理管道、清洗傳感器。
流量顯示波動(dòng)可按下圖的步驟檢查和處理。
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