質(zhì)量流量計的常見故障及處理方法
科氏力式質(zhì)量流量計運用流體質(zhì)量流量對振動管振蕩的調(diào)制作用為原理。傳感器由振動 管(測量管)、信號檢測器、振動驅(qū)動器、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(jié)構(gòu)很多，各廠產(chǎn)品、不同型號、規(guī)格的質(zhì)量流量計，日常維護和故障 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。
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行介紹。
(1)質(zhì)量流量計沒有流量顯示或無輸出
該故障是指質(zhì)量流量計變送器或轉(zhuǎn)換器已供電，工藝管道中有流量，但質(zhì)量流量計沒有流量顯示或者輸出信號。
質(zhì)量流量計沒有流量顯示或無輸出通常應(yīng)從以下幾方面著手進行檢查。
①先觀察質(zhì)量流量計有沒有報警，先按報警信息提示進行檢查和處理。如高準(zhǔn)的質(zhì)量流量計，進人菜單同時按住“Scroll”和“Select”4s 左右松開可以進入菜單查看報警代碼。
②科氏力式質(zhì)量流量計都有驅(qū)動線圈，通電后驅(qū)動器就會發(fā)生振動，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感，有響聲和振動感，說明供電及驅(qū)動線圈正常。但嗡嗡聲和振動空管時較明顯，介質(zhì)滿管時不太明顯。
③如果沒有響聲和振動感，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，沒有查出短路點不要輕易再送電以免故障擴大。
④檢查接線是否正確，新安裝質(zhì)量流量計的接線是檢查重點。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接地。傳感器檢測線圈或驅(qū)動線圈斷路，接線盒進水受潮也會出現(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，也會出現(xiàn)無電流輸出現(xiàn)象。沒有輸出電流及脈沖時，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，對癥進行處理。硬件故障可分部進行檢查。若被測介質(zhì)含氣量太大，請工藝人員配合解決。
(2)質(zhì)量流量計零點漂移
零點漂移是科氏力式質(zhì)量流量計在運行中經(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)量流量計零漂問題，一是定期進行零點檢查和調(diào)整，二是請工藝配合來解決。
①工藝原因引發(fā)的零點漂移故障現(xiàn)象及處理方式
[故障現(xiàn)象 1]質(zhì)量流量計零點慢慢移動，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)零時流體分布狀態(tài)與流動時相近。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]零點大幅漂移，且各次漂移差別很大。驅(qū)動增益上升，嚴(yán)重時超過 13V 而飽和。
[可能原因]停留時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，使氣泡變小達到零點。
[故障現(xiàn)象 3]零點漂移量大，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以實際使用測量時溫度調(diào)零；②停流時溫度變化形成的零漂，不予處理；③測量溫度相差 1℃時再調(diào)零。
[故障現(xiàn)象 5]零點不穩(wěn)定，但移動量很小。
[可能原因]管道有振動。
[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]溫度變動形成應(yīng)力變化，傳感器前后機械原因形成應(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 個以上支撐點。
[故障現(xiàn)象 7]零點漂移
[可能原因]液體密度與原調(diào)零時密度有差別。
[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*終實液調(diào)零。
[故障現(xiàn)象 8]壓力變化造成液體微量流動。
[可能原因]停液時管道中滯留氣體因壓力變化而膨脹或收縮，使液體移動。
[處理方法]①手動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。檢查故障時到現(xiàn)場觀察質(zhì)量流量計傳感器受振動的狀態(tài)，有振動影響時，應(yīng)增加或加固傳感器兩端的支撐件。可通過設(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)量流量計本身的零點漂移了，可對流量計進行調(diào)零。
②質(zhì)量流量計零點調(diào)校方法
a、接通質(zhì)量流量計電源，并充滿介質(zhì)運行 1 小時至數(shù)小時。
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，讓其稍微穩(wěn)定幾分鐘。
c、用手操器對高準(zhǔn)質(zhì)量流量計進行調(diào)零，如下圖所示。
d、檢查調(diào)零點前后零點的波動情況，并做記錄，調(diào)零點可反復(fù)做幾次，直至實際零點在零附近波動，且波動范圍小于其零點穩(wěn)定性指標(biāo)，則凋零點成功。
調(diào)零時把小流量切除值改為零，零點調(diào)好后才便于觀察零位的波動情況。零點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(diào)出“調(diào)零菜單” 記錄出廠零點預(yù)設(shè)值，調(diào)零完畢后與預(yù)設(shè)值進行比較，兩值要在一個數(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，在傳感器出廠銘*上就標(biāo)有出廠零點預(yù) 設(shè)值。
③質(zhì)量流量計無法進行調(diào)零的原因及處理方法
調(diào)零操作時會出現(xiàn)無法調(diào)零的現(xiàn)象，原因有：質(zhì)量流量計存在關(guān)鍵報警；某些功能被打開，如含氣模式，貿(mào)易交接模式等；實際流量過大。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，如兩相流或不滿管。這類零漂不可能通過質(zhì)量流量計調(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)量流量計瞬時流量顯示負(fù)值
先進行零點的檢查，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)量流量計自身有故障，應(yīng)重點檢查是什么原因使信號極性改變了。檢查組態(tài)設(shè)置有沒有錯誤，流量方向是否設(shè)置為反向瞬時流量的絕對值與顯示值相符，則可能是接線極性有誤。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)量流量計傳感器的驅(qū)動電壓為零也會出現(xiàn)負(fù)流量顯示，可測量驅(qū)動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，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)量流量計流量顯示不準(zhǔn)確
流量顯示不準(zhǔn)確是指顯示流量與實際流量有較大的偏差。對質(zhì)量流量計的零點進行檢查，還應(yīng)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(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，不熟練而出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置錯誤；變送器有故障等都會引發(fā)流量顯示不準(zhǔn)確。
質(zhì)量流量計流量顯示不準(zhǔn)確可按以下步驟檢查及處理：
①零點檢查：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)量流量計的零點是否正常，否則進行調(diào)零操作。
②管道介質(zhì)的實際工作壓力與設(shè)計值是否出入太大，以確定是否需要進行補償。
③檢查質(zhì)量流量計設(shè)置的流量系數(shù)及其他參數(shù)是否正確，否則進行更正。
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，對傳感器管子造成不平衡振動，將會影響傳感器的性能和準(zhǔn)確度，而出現(xiàn)質(zhì)量流量計顯示不準(zhǔn)確。工藝介質(zhì)的不滿管情況，應(yīng)會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，應(yīng)采取固定或支撐措施。
(5)質(zhì)量流量計顯示和輸出值波動
質(zhì)量流量計流量顯示有波動或波動范圍較大，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)動電壓的波動情況及振動頻率是否穩(wěn)定。懷疑驅(qū)動放大器不穩(wěn)定時，可用相同型號的代換以確定故障；如果阻尼時間設(shè)定小了，可以適當(dāng)加大。
如果變送器周圍有較強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。
流量顯示波動可按下圖的步驟檢查和處理。
