質(zhì)量流量計的常見(jiàn)故障及處理方法
科氏力式質(zhì)量流量計運用流體質(zhì)量流量對振動(dòng)管振蕩的調制作用為原理。傳感器由振動(dòng) 管(測量管)、信號檢測器、振動(dòng)驅動(dòng)器、支撐結構和殼體組成，如下圖所示。
變送器以 微處理器為核心，它向傳感器提供驅動(dòng)力，并將傳感器測量的信號轉換為質(zhì)量流量信號，還 有根據溫度參數對質(zhì)量流量和密度測量進(jìn)行補償、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)量流量計管型結構很多，各廠(chǎng)產(chǎn)品、不同型號、規格的質(zhì)量流量計，日常維護和故障 處理的內容有所不同，但基本方面是相同的。
一體式質(zhì)量流量計電流輸出回路如下圖所示。
用流量積算儀或 DCS 卡件，現場(chǎng)至控制室的接線(xiàn)回路基本是一樣的。
一體式質(zhì)量流量計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，需要 3 組電纜，電源、信號輸出、傳感器/變送器連接線(xiàn)。
現根據以上內容，結合具體的故障現象，對故障檢查及處理進(jìn)行介紹。
(1)質(zhì)量流量計沒(méi)有流量顯示或無(wú)輸出
該故障是指質(zhì)量流量計變送器或轉換器已供電，工藝管道中有流量，但質(zhì)量流量計沒(méi)有流量顯示或者輸出信號。
質(zhì)量流量計沒(méi)有流量顯示或無(wú)輸出通常應從以下幾方面著(zhù)手進(jìn)行檢查。
①先觀(guān)察質(zhì)量流量計有沒(méi)有報警，先按報警信息提示進(jìn)行檢查和處理。如高準的質(zhì)量流量計，進(jìn)人菜單同時(shí)按住“Scroll”和“Select”4s 左右松開(kāi)可以進(jìn)入菜單查看報警代碼。
②科氏力式質(zhì)量流量計都有驅動(dòng)線(xiàn)圈，通電后驅動(dòng)器就會(huì )發(fā)生振動(dòng)，因此，可先到現場(chǎng)聽(tīng)傳感器有沒(méi)有嗡嗡的響聲，用手摸傳感器有沒(méi)有振動(dòng)感，有響聲和振動(dòng)感，說(shuō)明供電及驅動(dòng)線(xiàn)圈正常。但嗡嗡聲和振動(dòng)空管時(shí)較明顯，介質(zhì)滿(mǎn)管時(shí)不太明顯。
③如果沒(méi)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(shuō)明沒(méi)有短路，再燒保險說(shuō)明有短路故障，應仔細檢查負載電路，沒(méi)有查出短路點(diǎn)不要輕易再送電以免故障擴大。
④檢查接線(xiàn)是否正確，新安裝質(zhì)量流量計的接線(xiàn)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)量流量計的 9 芯專(zhuān)用電纜，檢查棕和紅、綠和白、藍和灰、黃和紫各線(xiàn)對之間的屏蔽是否與各種顏色導線(xiàn)短路，有短路、斷路故障的電纜應更換。檢查變送器端是否已把 4 根屏蔽線(xiàn)絞合在一起單點(diǎn)接地。傳感器檢測線(xiàn)圈或驅動(dòng)線(xiàn)圈斷路，接線(xiàn)盒進(jìn)水受潮也會(huì )出現沒(méi)有流量顯示的故障。
⑤檢查組態(tài)數據是否正確，可重新設置組態(tài)參數。如關(guān)閉了電流輸出功能，也會(huì )出現無(wú)電流輸出現象。沒(méi)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(lái)判斷故障在安全柵前還是后，還是安全柵有問(wèn)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)量流量計零點(diǎn)漂移
零點(diǎn)漂移是科氏力式質(zhì)量流量計在運行中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，即管道中已經(jīng)沒(méi)有流量但質(zhì)量流量計仍顯示流量值。造成質(zhì)量流量計零漂的因素很多，解決質(zhì)量流量計零漂問(wèn)題，一是定期進(jìn)行零點(diǎn)檢查和調整，二是請工藝配合來(lái)解決。
①工藝原因引發(fā)的零點(diǎn)漂移故障現象及處理方式
[故障現象 1]質(zhì)量流量計零點(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]停流后立即調零，是調零時(shí)流體分布狀態(tài)與流動(dòng)時(shí)相近。調零完成后出現的零漂后的信號輸出，提高小信號切除值。
[故障現象 2]零點(diǎn)大幅漂移，且各次漂移差別很大。驅動(dòng)增益上升，嚴重時(shí)超過(guò) 13V 而飽和。
[可能原因]停留時(shí)氣泡滯留在測量管內，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，不必每次調零；③提高管道靜壓，使氣泡變小達到零點(diǎn)。
[故障現象 3]零點(diǎn)漂移量大，很多情況下無(wú)法調零。
[可能原因]測量管內壁黏附流體內沉積物。
[處理方法]清洗或熱熔融清除之。
[故障現象 4]因流體溫度漂移，同一口徑的科氏力式質(zhì)量流量計溫度值越小，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)再調零。
[故障現象 5]零點(diǎn)不穩定，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。
[故障現象 6]溫度變動(dòng)形成應力變化，傳感器前后機械原因形成應力變化。
[可能原因]流量傳感器所受的應力變化。
[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)。
[故障現象 7]零點(diǎn)漂移
[可能原因]液體密度與原調零時(shí)密度有差別。
[處理方法]密度相差±0.1g/cm3以?xún)?，影響測量值很小，超過(guò)此值即以最終實(shí)液調零。
[故障現象 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在管系適當場(chǎng)所設置排氣口，消除氣腔。檢查故障時(shí)到現場(chǎng)觀(guān)察質(zhì)量流量計傳感器受振動(dòng)的狀態(tài)，有振動(dòng)影響時(shí)，應增加或加固傳感器兩端的支撐件?？赏ㄟ^(guò)設定小流量切除值，適當增加阻尼值來(lái)解決問(wèn)題。采取以上措施零漂還是沒(méi)有改觀(guān)，可能就是質(zhì)量流量計本身的零點(diǎn)漂移了，可對流量計進(jìn)行調零。
②質(zhì)量流量計零點(diǎn)調校方法
a、接通質(zhì)量流量計電源，并充滿(mǎn)介質(zhì)運行 1 小時(shí)至數小時(shí)。
b、先關(guān)閉傳感器下游閥門(mén)，再關(guān)閉傳感器上游閥門(mén)，確保傳感器已是滿(mǎn)管狀態(tài)且被測流體已完全停止流動(dòng)，讓其稍微穩定幾分鐘。
c、用手操器對高準質(zhì)量流量計進(jìn)行調零，如下圖所示。
d、檢查調零點(diǎn)前后零點(diǎn)的波動(dòng)情況，并做記錄，調零點(diǎn)可反復做幾次，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)穩定性指標，則凋零點(diǎn)成功。
調零時(shí)把小流量切除值改為零，零點(diǎn)調好后才便于觀(guān)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，建議用手操器或者變送器界面調出“調零菜單” 記錄出廠(chǎng)零點(diǎn)預設值，調零完畢后與預設值進(jìn)行比較，兩值要在一個(gè)數量級，兩值差異較大，說(shuō)明安裝應力太大，應重新安裝。有的質(zhì)量流量計，在傳感器出廠(chǎng)銘牌上就標有出廠(chǎng)零點(diǎn)預 設值。
③質(zhì)量流量計無(wú)法進(jìn)行調零的原因及處理方法
調零操作時(shí)會(huì )出現無(wú)法調零的現象，原因有：質(zhì)量流量計存在關(guān)鍵報警；某些功能被打開(kāi)，如含氣模式，貿易交接模式等；實(shí)際流量過(guò)大。傳感器前后的閥門(mén)泄漏沒(méi)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(wèn)題只能請工藝幫助解決。 傳感器測量管內壁黏附沉積物；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(mǎn)管。這類(lèi)零漂不可能通過(guò)質(zhì)量流量計調零來(lái)解決。只有提高小流量切除值，可取到最大流量的 0.5%-1.0%。開(kāi)啟團狀流(slug flow)功能，改變傳感器的安裝朝向或安裝位置，通過(guò)管線(xiàn)循環(huán)使介質(zhì)充滿(mǎn)管道及傳感器。
(3)質(zhì)量流量計瞬時(shí)流量顯示負值
先進(jìn)行零點(diǎn)的檢查，關(guān)閉傳感器上下游的閥門(mén)，使工藝流量為零，質(zhì)量流量計能顯示零流量，可判斷儀表是正常的，不用過(guò)多糾結質(zhì)量流量計自身有故障，應重點(diǎn)檢查是什么原因使信號極性改變了。檢查組態(tài)設置有沒(méi)有錯誤，流量方向是否設置為反向瞬時(shí)流量的絕對值與顯示值相符，則可能是接線(xiàn)極性有誤。接線(xiàn)正確，可檢查前裝放大器有沒(méi)有問(wèn)題，可通過(guò)代換來(lái)判斷。
質(zhì)量流量計傳感器的驅動(dòng)電壓為零也會(huì )出現負流量顯示，可測量驅動(dòng)線(xiàn)圈的電阻值來(lái)判斷。把線(xiàn)夾從接線(xiàn)端子板上拔出，用數字萬(wàn)用表測量線(xiàn)夾每個(gè)線(xiàn)對的電阻，各線(xiàn)對間應該不存在無(wú)窮大的電阻讀數，左檢測線(xiàn)圈(LPO)和右檢測線(xiàn)圈(RPO)的電阻值應相同，阻值差別應＜10%。出現不正常的讀數，應在傳感器的接線(xiàn)盒上重復進(jìn)行線(xiàn)圈電阻的測量，以排除電纜故障的可能性。所有線(xiàn)圈對地是開(kāi)路的，測量的線(xiàn)對電阻有短路或開(kāi)路現象，說(shuō)明傳感器損 壞。
各種規格型號的科氏力式質(zhì)量流量計，線(xiàn)圈電阻值是不相同，具體數值可參考相關(guān)使用說(shuō)明書(shū)。
(4)質(zhì)量流量計流量顯示不準確
流量顯示不準確是指顯示流量與實(shí)際流量有較大的偏差。對質(zhì)量流量計的零點(diǎn)進(jìn)行檢查，還應檢查以下項目：工藝管道變形或者支撐件變形，使傳感器受到應力的影響；原來(lái)的接地線(xiàn)由于氧化、腐蝕而出現接地不良現象；在重新設置參數時(shí)，不熟練而出現參數設置錯誤；變送器有故障等都會(huì )引發(fā)流量顯示不準確。
質(zhì)量流量計流量顯示不準確可按以下步驟檢查及處理：
①零點(diǎn)檢查：在傳感器充滿(mǎn)介質(zhì)后關(guān)閉傳感器上、下游的閥門(mén)，檢查質(zhì)量流量計的零點(diǎn)是否正常，否則進(jìn)行調零操作。
②管道介質(zhì)的實(shí)際工作壓力與設計值是否出入太大，以確定是否需要進(jìn)行補償。
③檢查質(zhì)量流量計設置的流量系數及其他參數是否正確，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(mǎn)管，或被測介質(zhì)有兩相流狀態(tài)。如果不是滿(mǎn)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確度，而出現質(zhì)量流量計顯示不準確。工藝介質(zhì)的不滿(mǎn)管情況，應會(huì )同工藝采取必要措施，如提高工作壓力，開(kāi)大閥門(mén)來(lái)提高介質(zhì)的流量。有兩相流狀態(tài)則應安裝排氣裝置，或改變安裝方式。工藝管道有較大振動(dòng)，應采取固定或支撐措施。
(5)質(zhì)量流量計顯示和輸出值波動(dòng)
質(zhì)量流量計流量顯示有波動(dòng)或波動(dòng)范圍較大，應檢查電源屏蔽線(xiàn)的接地電阻是否小于 4Ω，檢查接線(xiàn)有沒(méi)有問(wèn)題，還應檢查驅動(dòng)電壓的波動(dòng)情況及振動(dòng)頻率是否穩定。懷疑驅動(dòng)放大器不穩定時(shí)，可用相同型號的代換以確定故障；如果阻尼時(shí)間設定小了，可以適當加大。
如果變送器周?chē)休^強的電磁場(chǎng)或射頻干擾，則應采取屏蔽及接地措施。對于工藝原因：管道振動(dòng)應加固支撐件，支撐件最好固定在水泥墩上；流體有兩相流，應在傳感器上方管道開(kāi)孔安裝閥門(mén)，用來(lái)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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