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仪表维修实战:涡街流量计故障检查判断及处理

2023年01月26日 09:23:13 来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台阅读量：10

涡街流量计典型故障有显示最小或无显示、零位偏高、显示不稳定及波动和测量误差大几种类型，昌晖仪表在生产和维护中总结了处理这些故障的思路和具体方法，分享给仪表维修工，希望起到抛砖引玉的效果。

昌晖涡街流量计

1、涡街流量计显示最小或无显示故障处理
这种故障是指工艺有流量但涡街流量计没有流量显示值或显示最小，通常是转换器没有信号输出。涡街流量计自身原因有：电源故障，连接电缆故障；传感器或转换器电子元件损坏；工艺原因有：工艺管道内流量过小或没有流量、工艺管道堵塞。

涡街流量计显示最小或无显示按以下方法检查和处理：
①先检查涡街流量计供电是否正常，开关是否合上，熔丝是否熔断。用万用表测量各点电压，DC24V供电、250Ω负载电阻两端的电压、转换器接线端子的电压来判断故障。供电正常，再检查连接电缆及接线是否松动，接线端子有无氧化、腐蚀现象，必要时紧固螺钉。
②用HART手操器测试涡街流量计，进行回路测试(loop test)，观察转换器的输出电流是否为4mA；进行脉冲输出测试(pulse output test)，观察转换器有无脉冲输出，来判断测量回路、流量积算仪是否正常。或者按HART手操器快捷键“1，2，1，1”查看已发生的错误信息，对症处理。
③新安装或检修更换的涡街流量计传感器，应核对传感器口径及箭头与流体方向是否一致，组态参数是否正确。向工艺询问流量是否正常。如果工艺流量很小，流速很慢在传感器内无旋涡产生，转换器将输出跟踪流量的饱和电流，其下限值为3.9mA。涡街流量计有故障的报警输出电流下限值为≤3.75mA。这为判断是流量减小还是仪表故障提供了方便。
④使用时间较长的传感器，应考虑旋涡发生体上是否污物附着太多或结垢，检测元件损坏也会没有输出信号。这类故障只有拆下传感器检查，污物多或结垢可进行清洗。原来使用正常，突然没有信号输出，可能是传感器内壁或旋涡发生体上有黏附物使流态紊乱，或者使传感器的灵敏度大大下降，导致输出信号不正常。
⑤怀疑传感器有问题，先检查传感器同轴电缆是否有裂缝；然后用螺丝刀轻敲检测元件头部，流量积算仪的显示如果有波动，说明检测元件完好，检测元件损坏将无法修复。
⑥涡街流量计检测元件及转换放大器的检查方法
a、检测元件件的检查
表1 横河DY型涡街流量计在常温下的电容参考值

电流输出型涡街流量计检测元件与转换放大器的连接如图1所示。图中端子1、2与检测元件相连，+、-端是放大器的输出端子。怀疑电容检测元件有问题时，可测量电容值来判断是否损坏。表1是横河DY型涡街流量计在常温下的电容参考值。测量红、白两引线间的电容值时不要用手接触被测点，避免把人体的附加电容加入而造成误判。

图1 涡街流量计电流输出回路连接示意图
脉冲频率输出涡街流量计测量元件与转换放大器如图2所示。图中端子1、2与检测元件相连，是放大器的输入端子，+、-端子是放大器的供电端，P端子是脉冲输出端子。怀疑压电检测元件有问题，可以测量电阻值来判断是否损坏。当涡街流量计检测元件为压电式时、用万用表×10k挡，分别测1与2的电阻，1、2与外壳的电阻，阻值应为无穷大，有阻值则检测元件性能下降，如果在几十千欧以下，可能检测元件已损坏。涡街流量计检测元件为电容式的，用数字万用表的电容挡、测1与2的电容值，无流量时电容应在0.15-0.35nF之间恒定不变。有外界振动或流量时电容值应发生变化，且比0.15-0.35nF要大，则检测元件正常。

图2 涡街流量计脉冲输出回路连接示意图
b、涡街流量计转换放大器的检查
转换放大器可用人体感应信号进行检查，用手触摸1或2端子，电流输出型无信号时放大器输出电流为4mA，用手触摸1或2端子放大器输出电流将大于4mA，说明放大器正常。横河DY脉冲输出型，无信号时放大器P的输出电压为23V或0V，用手触摸1或2端子，放大器输出电压为l1V左右说明放大器正常。
⑦横河DY型涡街流量计，可按图3的流程进行检查和处理。
横河DY型涡街流量计有流量无显示的检查及处理步骤

图3 横河DY型涡街流量计有流量无显示的检查及处理步骤

2、涡街流量计零位偏高故障处理
涡街流量计零位偏高是指工艺管道没有流量时涡街流量计有流量显示，即无流量时转换器仍有大于4mA的电流信号，使流量积算仪的读数大于零。涡街流量计自身原因有：传感器或转换器电子元件损坏，有电磁干扰。工艺原因有：工艺管道振动。

涡街流量计零位偏高可按以下方法检查和处理：
①确保涡街流量计的流体流量确实为零，这是涡街流量计校对零点的基础。工艺阀门关闭后能做到无内漏是很难的，所以校对零点时，要确认工艺阀门是真的已关严，否则调校零点将无法进行或适得其反。
②涡街流量计放大器损坏会使输出电流大于4mA，可用电流表串入转换器输出回路检查或判断。
③到现场观察工艺管道的振动状态，属于机械振动应采取减振措施，用支架固定管道，或采用橡胶垫片、橡胶接头减少振动的影响。有轻微振动可调整电气参数来消振，横河DY型涡街流量计，先将参数K25噪声平衡模式(N.B.MODE)选择为手动模式，MANUAL为(1)。顺时针调整K26噪声平衡(N.B)，再调K10触发电平(TLA)，最后调整K20增益(db)。上述参数的调整，都会影响流量的下限，特别是增益的调整，因此调整时要逐步微调。振动剧烈的现场、采取抗振措施无效果时，只有改变传感器的安装位置。
④传感器前置放大是采用可变增益放大器，在零流量时易引入干扰。应检查是否有电磁干扰，尤其是工频干扰，克服干扰的有效措施是使转换器外壳接地。没有条件接地可采取转换器浮空的方法来克服干扰。对N.B、TLA、db参数略作调整已会有效果。原来使用正常，突然不正常了，则到现场观察，涡街流量计附近是否有电焊机或变频器，其产生的高频谐波对放大器会造成干扰，也会出现无流体有流量信号的故障。
⑤CD、E系列涡街流量计把输出信号方式搞错，也会出现仪表零位偏高的故障。要求为电流输出设定成了脉冲信号输出，由于脉冲输出的静态电流大约有8mA。新安装或更换的分体型涡街流量计的传感器、应检查传感器与转换器连接电缆的红线、白线(旋涡检测输入端)，黑线(公共端)是否接错，对症处理。现场接线盒进水也会引发本类故障，可对症处理。

3、涡街流量计显示不稳定及波动故障处理
涡街流量计自身原因有参数设定错误，传感器或转换器连接线路接触不良，放大器的电子元器件损坏，传感器或密封垫片安装不同心，发生体上有缠绕物，有电磁干扰等。工艺原因有：工艺流量不稳定波动大，流体没有充满管道，管道振动，管道的直线段不符合要求，被测介质为两相流或脉动流。

涡街流量计显示不稳定及波动可按以下方法检查和处理。
①用HART手操器检查涡街流量计的设定参数，对设定错误的参数进行更正。怀疑放大器有故障，用正常的放大器进行代换来确定故障。检查现场及控制室该测量回路接线端子及接线，是否有腐蚀、氧化、螺钉松动现象，对症处理。
②涡街流量计很多故障与参数设定有关。如横河DY型涡街流量计，D10低切除流量值(LOW CUT)，K10触发电平(TLA)，K20信号电平(SIGNALLEVEL)，K26噪声比率(NOISE RATIO)等参数，会对流量显示的稳定性产生影响，可适当对参数进行微调使流量显示稳定。
③检查判断传感器与工艺管道是否同心。密封垫片内径过小突入管道内，发生体上有缠绕物，都会影响流体的流动状态使显不波动。这类故障只能停表拆下检查或处理。传感器前、后直线段不符合要求，需要改变传感器安装位置、以保障涡街流量计测量准确性。对工艺管道前、后直线段的要求是测量气体时传感器前20D，后10D；测量液体时传感器D，后5D。管道上有调节阀、球阀、90°弯头、缩径、扩径等管件时，涡街流量街传感器前、后直线段，要在上述基础上再加长2倍以上。
④涡街流量计只能测量单相流，被测液体带有气体，或者被测气体带有液体，对于气固两相流，涡街流量计是测不准的，而且输出信号还会出现波动现象。被测流体是否为两相流，只能请工艺配合来判断。液体出现液固两相流，可在传感器的上游加装过滤器；对液气两相流，可在传感器的上游加装消气器。
⑤涡街流量计与流量控制系统配用，流量显示有波动，要考虑流量控制系统是否产生振荡，将控制系统切换至手动，手动调节阀门的开度，观察流量的变化曲线，如果流量曲线比较稳定或波动幅度很小，说明存在系统振荡，可重新对控制系统的PID参数进行整定，看能否解决问题。
⑥没有发现明显故障原因，应考虑是否有电磁干扰或工频干扰。克服干扰的措施就是使仪表一点接地。原来正常现在突然显示有波动，应到现场观察，涡街流量计附近是否有电焊机、变频器在使用，其产生的高频谐波对涡街流量计放大器造成干扰、也会出现流量信号波动的故障。
⑦涡街流量计是最怕振动的仪表，工艺管道的机械振动会影响到涡街流量计输出信号的波动，消振措施可参考本节：“2、涡街流量计零位偏高”中的③小节。
调整阻尼时间，或放大器的增益(灵敏度)有助于改善流量显示不稳定或波动故障，根据实际情况适当地调整试一试。

4、涡街流量计测量误差大故障处理
涡街流量计常会出现显示与实际流量不符的问题如显示偏高，或是显示偏低；大流量时显示还可以，小流量时无显示、流量有变化但显示变化缓慢等现象。涡街流量计自身原因有：参数设定错误，模拟放大器不稳定造成的零点漂移，设定参数不正确，仪表的量程设置有误，仪表长时间没有进行检定或校准等。工艺原因有：工艺管道的直线段不符合要求，传感器与工艺管道不同心，发生体上有缠绕物，都会出现流量的测量误差。

涡街流量计测量误差大可按以下方法检查和处理：
①本文“3、仪表显示不稳定及波动”中的③、④、⑥ 、⑦小节中的故障，也会造成涡街流量计测量误差大，对相似的故障可参照上一节中的检查和处理方法。
②对涡街流量计的零点及量程进行校准，观察仪表的零点是否稳定，有没有零点漂移现象，新安装及更换使用的涡街流量计应检查量程、测量单位、被测介质密度的设定是否正确。

涡街流量计选型很重要，为保证您选型无误，了解产品并获得工程师技术支持。

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