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工業(yè)自動化儀表，特別是流量儀表已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的各個部門獲得了廣泛的應(yīng)用，一家大型企業(yè)使用的流量儀表多達(dá)數(shù)千臺，它們的可靠性和度對用戶來說是非常重要的。 由于儀表的出廠度都是在參比條件下得出來的，而實際使用時的條件往往離參比條件相距甚遠(yuǎn)，在實際使用中流量儀表的傳感器要與流體介質(zhì)接觸，經(jīng)受著流體的腐蝕、磨損、粘附、堵塞以及高溫或低溫、高壓或負(fù)壓、高速沖擊或熱沖擊等復(fù)雜因素的考驗 , 其性能特別是度不可避免地要變化甚至失效，對多數(shù)情況來說，這個過程是漸進(jìn)的，如能及時發(fā)現(xiàn) , 采取相應(yīng)措施往往能恢復(fù)原來的性能指標(biāo) , 避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的局面 . 本文以應(yīng)用較廣的流量儀表—節(jié)流裝置、電磁流量計、渦街流量計為例，來說明上述問題。
1、正確安裝后初期使用時，流量儀表度下降的原因
儀表出廠時標(biāo)稱的度是在參比條件 （或稱標(biāo)準(zhǔn)工作條件）下確定的，對流量儀表而言，參比條件一般包括環(huán)境條件（環(huán)境溫度 15℃～35℃ ，相對濕度 45％～75％, 大氣壓力 86kPa,～108kPa, 無電場、磁場干擾，無震動） ; 動力源條件（ 220V±10％ 或 110V,50Hz±1，或24VDC ） ; 流體條件（當(dāng)用流體標(biāo)定時，標(biāo)定管道為工業(yè)圓管，單相牛頓流體 , 充滿圓管的、充分發(fā)展的湍流速度軸對稱分布，無漩渦、無擾動，定常流。 標(biāo)定用流體通常是水、油、空氣，根據(jù)需要選用。 在流量計的上下游要有足夠長的直管段。 流體溫度一般是室溫、 流體壓力一般在 0.25MPa 以下）。 顯然，流量儀表的實際工作條件通常不同于參比條件，由此引起的度改變對不同的儀表是不同的。 下面舉例說明。
1.1 節(jié)流裝置
這類儀表一般不需要流體標(biāo)定，出廠檢驗采用“干標(biāo)"法，基本度是能夠計算出來的 . 計算時依據(jù)的是需方提供的“額定值"，對介質(zhì)的密度可采用自動補(bǔ)償、智能化顯示，這種情況下需要重點關(guān)注的是儀表安裝的地點是否符合儀表要求，例如直管段長度，如果達(dá)不到要求，其附加誤差的計算要參考該儀表的說明書。 如果對介質(zhì)的密度采用人工計算，當(dāng)流體介質(zhì)的實際狀態(tài)不同于設(shè)計狀態(tài)時，對一般氣體來說，要對流量顯示值乘以一個修正系數(shù) δ 。 δ＝式中， T 、 Z 、 P分別為設(shè)計時額定工作狀態(tài)下的介質(zhì)溫度、壓縮系數(shù)、介質(zhì)壓力； t 、 z 、 p分別為實際工作狀態(tài)下的介質(zhì)溫度、壓縮系數(shù)、介質(zhì)壓力。 （其中，溫度均用溫度，壓力均用壓力）。 顯然，實際工作時流體的溫度壓
力是隨機(jī)變化的，人工補(bǔ)償只能對平均值進(jìn)行補(bǔ)償，誤差是顯著的，較好的辦法是采用智能化儀表自動補(bǔ)償。 對于理想 （或接近理想的）氣體，這種補(bǔ)償精度是相當(dāng)高的，顯示質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)體積流量的度可達(dá)到 ± 1％ 。
節(jié)流裝置對直管段有一定要求（前 10d, 后 5d ），在不能滿足時引起的附加誤差，對標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有規(guī)定。
1.2 電磁流量計
這種儀表的原理是依據(jù)法拉第的電磁感應(yīng)定理，傳感器的管道內(nèi)徑（流通面積）對測量值有影響，流體介質(zhì)的壓力溫度不同于參比條件時，流通面積（可根據(jù)材質(zhì)種類、溫度、壓力計算出來）的不同造成儀表讀數(shù)的改變可以計算出來（此處省略公式），否則要產(chǎn)生一定的誤差。
該儀表對直管段有較低的要求，使用者要注意（參見產(chǎn)品說明書），目前尚無在直管段不足時的修正公式。 該儀表測量的是工作狀態(tài)下的體積流量，若需要標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量或質(zhì)量流量，尚需進(jìn)行密度補(bǔ)償。
1.3 渦街流量計
這種儀表對現(xiàn)場的條件比較敏感， 使用者*它的要求，以便保持出廠度。 當(dāng)流體介質(zhì)的溫度、壓力與參比條件差別較大時，可根據(jù)傳感器的材質(zhì)和溫度、壓力計算出傳感器殼體的體積變化，對儀表讀數(shù)加以修正。 渦街流量計對其上、下游的直管段長度有較高要求（參見儀表的使用說明書），應(yīng)設(shè)法滿足，特別是用戶要求高精度時。 儀表顯示的是介質(zhì)工作條件下的體積流量，若要知道標(biāo)準(zhǔn)體積流量或質(zhì)量流量，還需要進(jìn)行密度補(bǔ)償。 與渦輪流量計不同的是它不適合用于粘度較高的流體，流體管段不能有振動，流體速度較小時的度較差，提醒用戶格外注意。
2、流量儀表使用一段時間后，度發(fā)生的變化及處理辦法流量儀表的工作條件通常都比較惡劣，一般都會出現(xiàn)度下降的情況。 為了能及時發(fā)現(xiàn)，及早采取補(bǔ)救措施，需針對具體的儀表類型進(jìn)行具體分析。 根據(jù)我們的經(jīng)驗，分析如下：
2.1 節(jié)流裝置
這類儀表的度發(fā)生變化的原因主要是：
（ 1 ）流體介質(zhì)中的雜質(zhì)堆積在節(jié)流件的附近，特別是取壓口處，造成取壓系統(tǒng)阻礙，進(jìn)而淤塞、壓力信號降低或中斷，流量顯示值減少（流體上游端取壓口阻礙較重）或增大（流體下游端取壓口阻礙較重），嚴(yán)重時儀表沒有顯示值。
（ 2 ）節(jié)流件的關(guān)鍵部位（如孔板的入口邊緣）磨鈍，流出系數(shù)呈增大趨勢，儀表的讀數(shù)減少，儀表產(chǎn)生負(fù)誤差。 對于節(jié)流件喉部流通面積是關(guān)鍵尺寸的（如文丘里管），磨損造成管內(nèi)徑增大、流通面積增大，儀表顯示值減少，呈現(xiàn)負(fù)誤差。 對流體的供方不利。
（ 3 ）對孔板類流量儀表，孔板片的厚度較薄，在高溫、高壓下長期工作造成孔板的變形，流出系數(shù)變大，儀表顯示值減少，呈現(xiàn)負(fù)誤差。
對流體的供方不利。
（ 4 ）節(jié)流裝置都需要引壓管路，流體介質(zhì)中的雜質(zhì)因流體的壓力、溫度或流速的突然變化會漸漸滲入到引壓管路中，造成管路的阻礙或堵塞，介質(zhì)中的水分也會因溫度的降低而凝結(jié)出來，堆積在引壓管內(nèi)，造成差壓信號的附加誤差，降低儀表的度。
（ 5 ）與節(jié)流裝置配套用的差壓變送器經(jīng)過長期使用，會有零點漂移、量程改變而產(chǎn)生的誤差，降低了流量示值的度。 對此 , 可用標(biāo)準(zhǔn)信號單獨(dú)檢驗，處理方法簡單，此處從略。
（ 6 ）冬季運(yùn)行過程中，由于介質(zhì)中水分含量大，在節(jié)流裝置上結(jié)霜，造成節(jié)流面減小，造成儀表誤差大，嚴(yán)重時影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
上述引起流量儀表度下降的原因中：對于（ 1 ），是較常見的故障原因，除了應(yīng)選擇那些適合臟污介質(zhì)的流量儀表（如環(huán)形孔板—本廠一項已取得成功應(yīng)用的產(chǎn)品，楔式流量計，靶式流量計，“強(qiáng)力棒"—本廠即將推出的對“威力巴"產(chǎn)品創(chuàng)新改進(jìn)的新產(chǎn)品）以外，還可以對正在使用的儀表采取一些補(bǔ)救措施。 例如，在正常的取壓管路之外，在與取壓口同一徑向截面處增設(shè)一對取壓口，平時關(guān)閉不用，檢驗時接上差壓變送器，在同樣的流量下，同時測量出兩套取壓管路的差壓值，以此檢查工作時使用的取壓管系統(tǒng)是否正常。 如果發(fā)現(xiàn)問題，可以用吹掃、機(jī)械疏通的辦法仔細(xì)清理，甚至可以換上備用的取壓管路。
對于（ 2 ）、（ 3 ），應(yīng)在設(shè)備大檢修時取出來仔細(xì)檢查，必要時換上新的檢測件。對于（ 4 ），可以定期清理取壓管路系統(tǒng)。對第（ 5 ）、，可以從測量系統(tǒng)中把該儀表取下，單獨(dú)檢驗。 對于（ 6 ）在節(jié)流裝置上加裝保溫套管，通蒸汽解決節(jié)流裝置結(jié)霜的問題。
2.2 電磁流量計
該儀表通常由傳感器、轉(zhuǎn)換器組成（可組成一體型、分離型），工作比較可靠。 但是長期使用后儀表度也可能下降甚至不能工作。 如果是儀表顯示值明顯不符合流體物料平衡規(guī)律或已經(jīng)沒有顯示值（先排除一些很明顯的原因），可以先把轉(zhuǎn)換器與傳感器斷開，單獨(dú)用“自校"功能檢查轉(zhuǎn)換器，如果發(fā)現(xiàn)問題，可以用“換印刷板"的辦法逐一排
查，或更換轉(zhuǎn)換器，盡快使流量計恢復(fù)正常工作。 如果不是轉(zhuǎn)換器的原因，則要檢查傳感器。
2．2．1 沒有顯示值，首先檢查各路接線情況及各端子對“地"的絕緣，若沒有發(fā)現(xiàn)問題，再關(guān)閉閥門、使流體斷流，在傳感器斷電的情況下仔細(xì)檢查。
2．2．2 有顯示值但有誤差。 先連上轉(zhuǎn)換器，在通電的情況下關(guān)閉閥門，使流量等于零，測量“基準(zhǔn)電壓"（儀表出廠時一般都提供此數(shù)據(jù)），與儀表出廠時的數(shù)據(jù)相比較，若有問題，則斷開電源、斷開轉(zhuǎn)換器、檢查2 個電極分別對“地"（液）的電阻，應(yīng)該基本相等且在數(shù) kΩ 的范圍 . 如果電阻值相差懸殊或過大，則可能是 1 個或 2 個電極的表面粘附了臟物或者接線端子接觸不良 ; 若電阻值接近無窮大，則可能是斷路；如果電阻值接近零，則可能是電極處泄漏、絕緣破壞。 發(fā)現(xiàn)問題后可以對癥處理。
2．2．3 流量顯示值變化異常且沒有規(guī)律，則可能是流體介質(zhì)里含有鐵磁性物質(zhì)或者在附近出現(xiàn)了強(qiáng)磁場干擾 （如電機(jī)、 變壓器、 電焊機(jī)等），證實后即可對癥處理。
2．2．4 傳感器的測量管內(nèi)沒有充滿流體或者含有氣體，流量顯示值誤差增大。
2．2．5 流量計長期工作在較高溫度或較高壓力（或負(fù)壓力）下，或者安裝時對測量管造成了較大的機(jī)械應(yīng)力，使測量管的襯里和管壁脫離或裂開，或者被流體的沖擊、磨損，使襯里損壞，造成電極絕緣破壞或勵磁線圈絕緣破壞，儀表顯示值的誤差增大或沒有顯示。 這種情況下就要拆下傳感器、*修理并要進(jìn)行流體標(biāo)定。
如果檢查出來是因為電極被粘附、臟污，可以選用“可拆電極"，取出電極清理"，在不停流的情況下就可以旋轉(zhuǎn)刀片、清理電極。 如果是外界電磁場干擾，可以把干擾源移出，不行時 ,則可以在電磁流量計的外殼上加“屏蔽殼"，注意殼子不能有縫隙，而且要有良好的接地。 如果是流體中含有鐵磁性物質(zhì)，可以在流量計上游加裝磁性過濾器，要注意經(jīng)常清理過濾器。 如果是流體沒有充滿流量計，則要改變安裝地點或者在流量計的下游加裝閥門、提高其背壓，使測量管內(nèi)沒有氣體、始終充滿液體。
2.3 渦街流量計
這類儀表的故障大多發(fā)生在漩渦發(fā)生體或能量轉(zhuǎn)換元件處，較為常見的故障是：
2．3．1 安裝流量計的管道發(fā)生振動（外界的偶然振動、流體沖擊、流體動力源如風(fēng)機(jī)、泵的振動、壓力或溫度的突變造成管線的漲縮—— — 如測量蒸汽流量時）使能量轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生干擾信號，造成儀表顯示值誤差，甚至造成轉(zhuǎn)換元件損壞。
2．3．2 能量轉(zhuǎn)換元件的工作溫度有一定的限制，若長期工作在接近其zui高溫度限度附近，其轉(zhuǎn)換靈敏度要下降，輸出信號減小，儀表呈現(xiàn)負(fù)誤差。 工作時間過長或者溫度過高，甚至使轉(zhuǎn)換元件損壞，儀表沒有顯示值。
2．3．3 漩渦發(fā)生體的表面狀態(tài)對測量有重要影響。 由于流體的腐蝕、磨損或者流體中的雜質(zhì)、粘性物質(zhì)纏繞或粘附，使發(fā)生體的表面狀態(tài)發(fā)生變化，對漩渦的形成產(chǎn)生影響，流速與漩渦頻率的對應(yīng)關(guān)系發(fā)生改變，從而改變了流量計的顯示值，儀表度大大降低。 大多數(shù)情況下是負(fù)誤差，對流體的供方不利。
當(dāng)儀表的度變化比較嚴(yán)重時，可以從工藝流程的物料平衡對比中發(fā)現(xiàn)，但是，問題的初期一般不易發(fā)現(xiàn)，我們建議， 在管壁距離渦街上游、下游各 2 倍管徑的地方增設(shè)一對取壓口，接上閥門，平時閥門關(guān)著，在儀表使用初期正常工作時連上差壓變送器、打開閥門，記錄下流量與差壓值的對應(yīng)關(guān)系。 在需要檢查儀表度時重復(fù)這一過程，經(jīng)過對比，就可發(fā)現(xiàn)度是否有變化。 如果度改變了，則必須取下流量計的傳感器部分，仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問題對癥處理。 流量計的轉(zhuǎn)換、顯示部分一般不易出現(xiàn)故障，即使出現(xiàn)故障，在現(xiàn)場也容易發(fā)現(xiàn)，在不能迅速處理時可以更換下來，使流量計正常工作，然后再解決轉(zhuǎn)換器的問題。
被測流體的性質(zhì)以及環(huán)境條件都有可能影響流量計的使用。 對流量計的故障進(jìn)行現(xiàn)場排除，有時候需要較長的時間，本文僅是一個提示，不可能做得很全面，敬請讀者指正。
