超聲波流量計(jì)是一種常用不直接接觸被測(cè)介質(zhì)的非接觸式流量計(jì),它通過測(cè)量超聲波技術(shù)在介質(zhì)內(nèi)的傳播時(shí)問差來(lái)測(cè)量流體的流速,進(jìn)而計(jì)算出流體的流量,準(zhǔn)確度高.對(duì)于專業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),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(shuō)明書、安裝手冊(cè)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(cè)量原理和系統(tǒng)構(gòu)成,將理論知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合,才能更好地服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)儀表的安裝.德普瑞小編通過分析故障現(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。

西門子超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)工作原理

超聲波流量計(jì)是通過檢測(cè)流體流動(dòng)時(shí)對(duì)超聲束的作用,以測(cè)量體積流量的儀表.超聲波流量?jī)x的傳感器是將傳感器直接捆綁在被測(cè)管道的外表面,從而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的一種安裝方式,解決了其它原理的流量?jī)x在安裝時(shí)必須斷管、停產(chǎn)的難題,是超聲波流量?jī)x的基本安裝方式,具有與管徑無(wú)關(guān)、安裝簡(jiǎn)單、無(wú)需停產(chǎn)、無(wú)壓力損失等特點(diǎn).超聲波流量計(jì)常用的測(cè)量方法為傳播速度差法,其基本原理都是測(cè)量超聲波脈沖順?biāo)骱湍嫠鲿r(shí)速度之差來(lái)反映流體的流速,從而測(cè)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(cè)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?shī)A裝在測(cè)量管道的外表,不接觸流體,所以不干擾流場(chǎng),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(cè)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(cè)管道的口徑無(wú)關(guān).所以,口徑越大,優(yōu)點(diǎn)越顯著.

(3)解決流量測(cè)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(cè)量水、石油等一般介質(zhì)外,還能對(duì)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(cè)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(wú)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(duì)超聲波流量計(jì)來(lái)說(shuō),無(wú)論是管道尺寸的改變,還是流量測(cè)量范圍的變化,都有較大的適應(yīng)能力.

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,先進(jìn)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(cè)量精度,必須進(jìn)一步完善測(cè)量線路的設(shè)計(jì),提高對(duì)聲速的測(cè)量.超聲波流量計(jì)高度集成的電路設(shè)計(jì)勢(shì)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(cè)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(cè)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)流量異常可能是由于溫變壓變、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(duì)換,判斷是流量計(jì)算機(jī)的問題或是現(xiàn)場(chǎng)線路、儀表的問題.以下以A、B超聲波流量計(jì)舉例說(shuō)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(duì)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(cè)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(cè)到儀表值并且顯示正常,那么恢復(fù)向現(xiàn)場(chǎng)儀表的24V供電,逐段檢測(cè)到流量計(jì)算機(jī)的通訊電纜如在某段檢測(cè)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(duì)換后,A顯示正常,B顯示異常,說(shuō)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(shuō)明溫變和壓變對(duì)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(qǐng)技術(shù)工程師更改組態(tài),更改溫變和壓變對(duì)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.

2.無(wú)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(lái),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(duì)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(duì)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.

三、超聲波流量計(jì)結(jié)論與認(rèn)識(shí)

流量?jī)x表大都需要適合的測(cè)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(shì)而沒有缺點(diǎn)的流量?jī)x表現(xiàn)今是不存在的,合理的選擇儀表對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量方法和儀表,必須熟悉流量?jī)x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(chǎng)合的各種形式的超聲波流量計(jì)已相繼出現(xiàn),其測(cè)量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),也使其成為化工行業(yè)測(cè)量流速的首選工具.由于超聲波流量計(jì)具有抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、無(wú)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(duì)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,才能最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(yíng)成本.

德國(guó)Hydrotechnik流量計(jì)在線商城：ebpc.cn/brand/hydrotechnik