關(guān)于流體測量過程中出現(xiàn)的典型故障的原因與診斷

流體測量系統(tǒng)的概述：

在燃?xì)饣蛘呷芤旱牧黧w測量工作中，流量的精確計(jì)量對于購買或者銷售的物料介質(zhì)流量非常重要。通過流量計(jì)儀表的精確測量可以對于物料的銷售贏利與虧損作出計(jì)算。相反，如果流體測量不精確，甚至產(chǎn)生重大偏差，就會對于企業(yè)的銷售產(chǎn)生損失。如果這種情況出現(xiàn)在生產(chǎn)過程中，則會對于生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)造成嚴(yán)重后果，會直接導(dǎo)致產(chǎn)品的報(bào)廢。

因此，流量計(jì)的正確選擇與精準(zhǔn)穩(wěn)定的測量相當(dāng)生重要，流量測量是怎樣的一個(gè)過程，那些環(huán)節(jié)和問題需要我們關(guān)注，以下簡要跟朋友們作出說明：在工業(yè)生產(chǎn)中系統(tǒng)中，介質(zhì)的流動需要能量，一般情況下是由泵或者壓縮機(jī)作為驅(qū)動力產(chǎn)生壓力差來提供，需要注意的是流量傳感器可以形成微小的流阻，會在很小程度上增加了流程中能量的消耗。所以絕大部分流量計(jì)比如電磁流量計(jì)等需要應(yīng)用在直管當(dāng)中，也可以通過管中的導(dǎo)直葉片進(jìn)行部分補(bǔ)償。

通過流量計(jì)傳感器、變送器、閥門等等也可以組成一個(gè)封閉的控制回路系統(tǒng)，以達(dá)到監(jiān)視和控制液流的目標(biāo)。在一個(gè)理想的流程工藝當(dāng)中，必須保證經(jīng)過的流體保持在規(guī)定值范圍內(nèi)，只允許很小的誤差。只有這樣，測量人員的工作就會在保證設(shè)備使用的前提下，實(shí)現(xiàn)投資收益的最大化。這也可以保證生產(chǎn)商和購買者可以從被測產(chǎn)品中獲得平等的收益。

正如本文后續(xù)部分即將詳細(xì)講述的，現(xiàn)在有多種類型的儀表用于流體測量。

1.電磁流量計(jì)：電磁流量計(jì)的工作原理是法拉第定律，也就是說電流體通過一個(gè)磁場時(shí)產(chǎn)生的電壓，與流體的流速成正比。在這種流量計(jì)中，導(dǎo)管使用的絕緣材料，至少有兩個(gè)電極加載在絕緣壁上。在電磁線圈周圍，有一個(gè)均勻的磁場流動路徑。該技術(shù)的主要問題是，由于碳水化合物導(dǎo)電率較低，它無法用于碳水化合物流體的測量。電磁流量計(jì)在出來了有固體顆粒懸浮物的溶液時(shí)，具有一定的優(yōu)勢。

2.超聲波流量計(jì)：超聲波流量計(jì)可以分為兩類：多普勒流量計(jì)和速度差流量計(jì)。在多普勒流量計(jì)中，安置在管道一側(cè)的同一個(gè)基座上，裝載兩個(gè)傳感器；而速度差流量計(jì)的傳感器則裝載在管道兩側(cè)。該類傳感器的工作原理是：用已知頻率的超聲波信號穿越流體，信號的改變量可以用來確定流速。被測液體必須不能夾帶固體或者氣體，這樣才能減小信號分散。超聲波流量計(jì)可以處理的流體速度和管徑范圍都很寬。

3.渦輪流量計(jì)：渦輪流量計(jì)是一種推導(dǎo)式流量計(jì)，可以測量氣體和油的流速。在渦輪流量計(jì)當(dāng)中，轉(zhuǎn)子安裝在流路上，當(dāng)流體經(jīng)過時(shí)，就會引起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角速度與液體流速成正比。渦輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、工作時(shí)間長，但是它的應(yīng)用場合有一定的局限：需要無腐蝕和清潔的環(huán)境。該類流量計(jì)的另外一個(gè)優(yōu)勢在于，同正排量計(jì)相比，它可以測量高速流體。為了將安裝影響降到最低，渦輪流量計(jì)需要集成流量調(diào)節(jié)器。這種流量計(jì)通常使用在較大的管道當(dāng)中，大部分管道需要超過10cm。

4.靶式流量計(jì)：正如同它的名字，靶式流量計(jì)有一個(gè)“靶子”，它通常是懸浮管道內(nèi)流經(jīng)區(qū)域的一個(gè)帶有凸起的圓盤，可以連接變送器（可以電子的也可以是液壓的）。作用在圓盤上的力的平方與流經(jīng)管道的液體的體積或者質(zhì)量成正比，變送器通過感應(yīng)作用力信號來確定液體流速。當(dāng)使用靶式流量計(jì)的時(shí)候，很重要的一點(diǎn)是要確保流體不會污染或者粘附在靶盤上，否則靶盤就會變重、對于流速的反應(yīng)會變得遲緩，進(jìn)而影響測量的準(zhǔn)確性。因此，這種流量計(jì)不適合高粘度的液體或者泥漿。靶式流量計(jì)在流程工業(yè)中主要用于測量冷卻和處理水溶液，還可以測量低溫和腐蝕性液體。它的優(yōu)勢在于可以測量多個(gè)方向和斷續(xù)的流體。

5.科里奧利流量計(jì)：科里奧利流量計(jì)根據(jù)流經(jīng)管道的流體的質(zhì)量來測定流速，它是由一個(gè)或者多個(gè)振管組成。通過在電磁驅(qū)動上加載一個(gè)正弦波電壓，讓振管產(chǎn)生振動、圍繞一個(gè)中心旋轉(zhuǎn)。當(dāng)液體加速流出中心時(shí)，就會產(chǎn)生一個(gè)與運(yùn)動反方向的科式力，生成正弦波，這個(gè)波是可測的，并可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量讀數(shù)?？评飱W利流量計(jì)的應(yīng)用場合主要包括煉化加工工廠，那里需要石油產(chǎn)品通過卡車或者傳輸管道傳送到反應(yīng)器。該類流量計(jì)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是可以直接測量質(zhì)量流，而無需借助溫度和壓力，其質(zhì)量流測量擁有很高的準(zhǔn)確性和很好的可重復(fù)性。

普遍問題：在真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境中，進(jìn)行有效的流體測量會存在各種各樣的障礙
1、流體中的灰塵：通常，由于腐蝕或者分離不徹底，液體流中會夾帶灰塵，這也會從負(fù)面影響到流體的測量。舉例來說，沖刷和腐蝕會導(dǎo)致管道產(chǎn)生碎屑，這會降低流量計(jì)的過濾效率，因此限制了正常的流動，從而影響到排放系數(shù)的準(zhǔn)確性和測量的氣體流動參數(shù)。為了避免這些誤差，需要在流量計(jì)的上游裝備微型尺寸的過濾器。

2、選擇不當(dāng)：流程工業(yè)的專家們指出，安裝的流量計(jì)中有超過70%表現(xiàn)不盡如人意，而這些問題中的超過80%是由選擇不當(dāng)造成的。在挑選流量計(jì)的過程中，確認(rèn)流量計(jì)的功能可以滿足要求是非常重要的，選擇時(shí)需要考慮的基本因素包括：1）流體是渾濁、潔凈還是高粘稠度的？
2）流體可以導(dǎo)電嗎？
3）流量測量需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)或者過程控制嗎？
4）流量計(jì)是否由遠(yuǎn)程信號控制而使用本地指示？
5）考慮流程中的溫度、流速和壓力。
為了延長流量計(jì)高精度測量的生命周期，必須要確定每種問題的原因。

3、帶液問題：如談到氣體的流量測量，我們必須要小心謹(jǐn)慎保證測量的只是氣體而不是氣液混合物。在通過管道傳輸氣體的時(shí)候，大量正在輸送的氣體必須是所謂的“干管質(zhì)量氣體”，也就是說沒有任何液體。隨意流動和粘附的液體會導(dǎo)致流量計(jì)的測量發(fā)生扭曲，進(jìn)而加大測量誤差。液體既導(dǎo)致測量讀數(shù)變大、也可能導(dǎo)致變小，必須盡快加以處理。氣體流中的液體消除的越徹底，測量就越準(zhǔn)確。為了避免帶液問題，需要使用氣/液分離器和理想的工作環(huán)境。除此之外，氣體的溫度限制在規(guī)定范圍之內(nèi)也非常關(guān)鍵。