超聲波流量計(jì)是一種常用不直接接觸被測介質(zhì)的非接觸式流量計(jì),它通過測量超聲波技術(shù)在介質(zhì)內(nèi)的傳播時(shí)問差來測量流體的流速,進(jìn)而計(jì)算出流體的流量,準(zhǔn)確度高.對于專業(yè)的技術(shù)人員來說,難免會(huì)在日常工作中遇到新型儀器、儀表,除了要嚴(yán)格按照儀器、儀表的說明書、安裝手冊等隨機(jī)資料的要求進(jìn)行安裝調(diào)試外,更重要的是理解儀器儀表的測量原理和系統(tǒng)構(gòu)成,將理論知識(shí)與現(xiàn)場實(shí)際相結(jié)合,

超聲波流量計(jì)是一種常用不直接接觸被測介質(zhì)的非接觸式流量計(jì),它通過測量超聲波技術(shù)在介質(zhì)內(nèi)的傳播時(shí)問差來測量流體的流速,進(jìn)而計(jì)算出流體的流量,準(zhǔn)確度高.對于專業(yè)的技術(shù)人員來說,難免會(huì)在日常工作中遇到新型儀器、儀表,除了要嚴(yán)格按照儀器、儀表的說明書、安裝手冊等隨機(jī)資料的要求進(jìn)行安裝調(diào)試外,更重要的是理解儀器儀表的測量原理和系統(tǒng)構(gòu)成,將理論知識(shí)與現(xiàn)場實(shí)際相結(jié)合,才能更好地服務(wù)于現(xiàn)場儀表的安裝.本文通過分析故障現(xiàn)象及原因,總結(jié)出了一套超聲波流量計(jì)故障的診斷和排除方法

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超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)是通過檢測流體流動(dòng)時(shí)對超聲束的作用,以測量體積流量的儀表.超聲波流量儀的傳感器是將傳感器直接捆綁在被測管道的外表面,從而實(shí)現(xiàn)流量測量的一種安裝方式,解決了其它原理的流量儀在安裝時(shí)必須斷管、停產(chǎn)的難題,是超聲波流量儀的基本安裝方式,具有與管徑無關(guān)、安裝簡單、無需停產(chǎn)、無壓力損失等特點(diǎn).超聲波流量計(jì)常用的測量方法為傳播速度差法,其基本原理都是測量超聲波脈沖順?biāo)骱湍嫠鲿r(shí)速度之差來反映流體的流速,從而測出流量.它利用聲波在流體中傳播時(shí)因流體流動(dòng)方向不同而傳播速度不同的特點(diǎn),測量它的順流傳播時(shí)間t1和逆流傳播時(shí)間t2的差值,從而計(jì)算流體流動(dòng)的速度和流量.

 

一、超聲波流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)

 

1.超聲波流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)

 

(1)節(jié)約能源.改儀表可以夾裝在測量管道的外表,不接觸流體,所以不干擾流場,沒有壓力損失,因此是一種比較理想的節(jié)能儀表.特別是大流量計(jì)量時(shí),節(jié)能效益更加顯著.

 

(2)特別適合大口徑的流量測量.其它流量計(jì)隨著口徑的增加,造價(jià)更大幅度增加,而超聲波流量計(jì)的造價(jià)基本上與被測管道的口徑無關(guān).所以,口徑越大,優(yōu)點(diǎn)越顯著.

 

(3)解決流量測量的難題.由于超聲波流量計(jì)是非接觸式儀表,所以,除了用于測量水、石油等一般介質(zhì)外,還能對強(qiáng)腐蝕介質(zhì)、非導(dǎo)電介質(zhì),易爆和放射性介質(zhì)進(jìn)行流量測量,而且不受流體的壓力、溫度、粘度密度的影響.

 

(4)安裝維修方便,無論是安裝還是維修,都不需要切斷流體,不會(huì)影響管道內(nèi)流體的正常流通.安裝時(shí)不需要閥門,法蘭、旁通管路等,因此,安裝方便,費(fèi)用低.

 

(5)通用性好.其它流量計(jì)的儀表結(jié)構(gòu)與管道口徑的大小是密切相關(guān)的,口徑改變時(shí),就需要換用不同尺寸的儀表.對超聲波流量計(jì)來說,無論是管道尺寸的改變,還是流量測量范圍的變化,都有較大的適應(yīng)能力.

超聲波流量計(jì)

2.超聲波流量計(jì)缺點(diǎn)

 

超聲波流量計(jì)是基于集成電路、單片機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的高集成、多功能儀表,*的控制理論和成熟的電路設(shè)計(jì)為流量計(jì)多種功能的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ),如果要提高流量的測量精度,必須進(jìn)一步完善測量線路的設(shè)計(jì),提高對聲速的測量.超聲波流量計(jì)高度集成的電路設(shè)計(jì)勢必會(huì)提高設(shè)計(jì)制造的成本與難度,而一旦發(fā)生故障,維修難度也相應(yīng)增加.另外,受超聲波換能器及傳感器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制,以及高溫下被測流體傳聲速度原始數(shù)據(jù)不全因素的影響,目前還難以將超聲波流量計(jì)應(yīng)用在高溫介質(zhì)的流量測量上.

 

二、超聲波流量計(jì)常見故障分析

 

1.瞬時(shí)流量異常

 

瞬時(shí)流量異?？赡苁怯捎跍刈儔鹤?、通訊電纜、浪涌保護(hù)器、流量計(jì)算機(jī)等故障引起,需要仔細(xì)檢查確認(rèn).通過與其它流量計(jì)的溫變、壓變上傳通訊線對換,判斷是流量計(jì)算機(jī)的問題或是現(xiàn)場線路、儀表的問題.以下以A、B超聲波流量計(jì)舉例說明,A正常,B異常.

 

1)儀表及線路故障判斷

 

把A和B的溫變、壓變通訊線對換后,B的顯示正常,A顯示異常,可判斷A的溫變、壓力通訊線路或儀表存在問題.溫變和壓變都支持HART通訊協(xié)議,通過以下方法判斷:斷開二次儀表的電源,用FLUK供電,并檢查二次儀表,如檢測不到或數(shù)據(jù)異常,判斷是儀表故障,更換儀表恢復(fù)正常生產(chǎn).

 

如果能夠檢測到儀表值并且顯示正常,那么恢復(fù)向現(xiàn)場儀表的24V供電,逐段檢測到流量計(jì)算機(jī)的通訊電纜如在某段檢測不到信號(hào)或信號(hào)異常,可以判斷是該段電纜破損,更換該段電纜恢復(fù)正常通訊.如果在經(jīng)過浪涌保護(hù)器后信號(hào)異常,可判斷是浪涌保護(hù)器故障,更換浪涌保護(hù)器恢復(fù)數(shù)據(jù)正常傳遞.

 

2)流量計(jì)算機(jī)Hart板故障

 

把A和B的溫變、壓變通訊線對換后,A顯示正常,B顯示異常,說明B的流量計(jì)算機(jī)故障.檢查流量計(jì)算機(jī)Hart板LED指示燈狀態(tài),正常情況下是綠色閃爍,如果顯示紅色常亮或不亮等其它狀態(tài),說明溫變和壓變對應(yīng)的Hart板通道損壞.解決辦法有兩個(gè),一是直接更換Hart板,不用刷新組態(tài);二是更改刷新組態(tài),請技術(shù)工程師更改組態(tài),更改溫變和壓變對應(yīng)Hart板的通道.一般在夏季雷雨天氣下容易出現(xiàn)流量計(jì)算機(jī)被雷擊損壞的情況,特別是Hart板,更容易損壞,需要格外留意.

 

超聲波流量計(jì)

 

2.無瞬時(shí)流量

 

1)CPU板故障

 

CPU板LED指示燈不亮或顯示紅色.檢查方法:筆記本電腦首先安裝相關(guān)組態(tài)軟件并激活,用網(wǎng)線連接,把筆記本電腦的IP地址更改,建立通訊局域網(wǎng),下載組態(tài)備用.更換使用備用CPU板,把組態(tài)刷到備用CPU板中,冷啟動(dòng),檢查指示燈狀態(tài).

 

2)流量計(jì)故障

 

CPU板LED指示燈不亮或顯示紅色,表示流量計(jì)與流量計(jì)算機(jī)之間的通訊異常,需要檢查流量計(jì)的超聲換能器和信號(hào)放大單元.檢查方法:筆記本電腦安裝相關(guān)軟件,通過數(shù)據(jù)線與流量計(jì)的端口相連,通過軟件檢查在帶壓下四個(gè)聲道是否有報(bào)警,如果是表示所有超聲換能信號(hào)全部沒有上傳上來,需要拆卸下表頭,緊固信號(hào)放大器,如果信號(hào)還傳遞不上去,表示信號(hào)放大器損壞,需要更換新的.

 

如果檢查發(fā)現(xiàn)聲道報(bào)警、信噪比異常、聲道增益信號(hào)異常,可能是聲道換能器損壞或信號(hào)放大器損壞,可以通過交叉接線的方法判斷.超聲波流量計(jì)的4對聲道分別是A、B、C、D,如果C聲道正常,D聲道異常,把C1與D1、C2與D2分別對換,如果C聲道異常,D聲道正常,表示超聲換能器損壞,可以拆卸、清洗信號(hào)放大器,如果仍然異常,則需要更換同型號(hào)的超聲換能器;如果C聲道正常,D聲道異常,表示信號(hào)放大器損壞,需要更換同型號(hào)的信號(hào)放大器.

超聲波流量計(jì)

三、超聲波流量計(jì)結(jié)論與認(rèn)識(shí)

流量儀表大都需要適合的測量介質(zhì)和工況條件為依托方可發(fā)揮正確作用,只有優(yōu)勢而*的流量儀表現(xiàn)今是不存在的,合理的選擇儀表對于現(xiàn)場工程師和管理者是至關(guān)重要的.在工業(yè)裝置中要正確和有效地選擇,使用流量測量方法和儀表,必須熟悉流量儀表和生產(chǎn)過程流體特性這兩方面的技術(shù),同時(shí)還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)因素.

 

基于不同原理,適用于不同場合的各種形式的超聲波流量計(jì)已相繼出現(xiàn),其測量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),也使其成為化工行業(yè)測量流速的首工具.由于超聲波流量計(jì)具有抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高、無壓損、量程比寬、維護(hù)量小等特點(diǎn),近幾年,得到了大力的應(yīng)用.在實(shí)際生產(chǎn)中,超聲波流量計(jì)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題,需要我們做到以下幾個(gè)方面:一是結(jié)合實(shí)際情況,建立合理的維護(hù)保養(yǎng)制度,半年對超聲換能器進(jìn)行檢查,半年使用軟件檢查;二是儲(chǔ)備適量的備件和組態(tài),在出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)更換更新;三是技術(shù)人員需要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí),提高自身的技能水平和解決問題的能力.只有這樣,才能大限度的減少因超聲波流量計(jì)故障造成的影響,降低企業(yè)運(yùn)營成本.