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摘 要：科氏力质量流量计能直接测量介质的质量，在工业生产、计量交接、经济核算中得到了广泛应用。它具有测量范围宽、应用范围广、测量精度高、可测量多参数、可直接测量质量流量等优点。本文简述了科氏力质量流量计的测量原理结构、安装注意事项、常见故障及处理方法，为质量流量计的日常维护提供有价值的参考。
关键词：科氏力质量流量计;测量原理;安装注意事项;故障处理方法
1 引言
科氏力质量流量计能直接测量介质的质量，它具有测量范围宽、应用范围广、测量精度高、可测量多参数、可直接测量质量流量等优点，在工业生产、计量交接、经济核算中得到了广泛应用。
2 科氏力质量流量计的测量原理和结构
科氏力质量流量计由传感器和变送显示器组成。传感器敏感元件是测量管。测量管的形状有Ω管形、S形管、直形管等。各种传感器的工作原理是一样的：通过激励线圈使测量管振动，流体在振动管内产生科氏力，由于测量管进出侧所受的科氏力方向相反，所以测量管会产生扭曲，进而产生相位差，通过进出侧检测线圈测出流体流过进出侧检测线圈时产生的两个正弦波间的时间差，质量流量与这个时间差成正比，这个时间差经信号运算处理后可得质量流量。变送器把来自传感器的电信号转换输出与流量和密度成比例的4-20mA电流信号，变送器也可通过一定的通讯协议实现与DCS系统的通讯。
在质量流量计中，测量管在激励线圈的激励下，以系统的固有频率作摆振。振动系统的振动频率和管内的流体密度的平方根成反比，通过测量振动频率就可以实现对流体密度的测量。在质量流量计的传感器中装测温热电阻，可补偿测量管因温度变化而引起的刚性变化。
3 科氏力质量流量计的安装注意事项
①流量计在搬运与运输期间，避免跌落碰撞等过度冲击。传感器的两侧安装截止阀便于调零，安装旁路管线便于仪表拆装维护，流量调节阀安装在传感器的下游，工艺管线在完成吹扫后再安装传感器，避免阳光直射传感器。
②对于不一样的测量介质，安装传感器方式有相应要求：测量液体时，要能够始终充满传感器;测量气体时，在传感器内不产生积液;对于含气液体，宜采用传感器垂直安装方式。
③安装地点附近不能有变压器、大功率电动机等磁场较强的设备，并保持距离，以免受到电磁干扰。
④安装地点不能有大的振动源头，并应加固稳定仪表附近管道，工艺管道大的振动会干扰测量，导致测量偏差。
⑤传感器与管道对中连接时不应有应力存在。
⑥传感器尽可能安装到流体静压较高的位置，以防止发生空穴和气蚀现象。
4 科氏力质量流量计常见故障及处理方法
科氏力质量流量计总体来说运行比较稳定、维护量小，但偶尔也会出现—些故障。下面是笔者维护科氏力质量流量计总结出的常见故障及处理方法。
4.1没有流量显示或无输出信号
变送器或转换器已供电，工艺管道中有流量，但仪表没有流量显示或输出信号，通常应从以下几方面着手进行检查。
①先观察仪表有没有报警，先按报警信息提示进行检查和处理。
②科氏力式质量流量计都有驱动线圈，通电后驱动器就会发生振动，因此传感器供电及驱动线圈正常应该有振动感和响声。
③如果没有响声和振动感，先检查供电是否正常，电源是否真的供上。检查电源输出板的熔丝是否熔断。检查电源输出板有没烧现象、传感器检测线圈或驱动线圈有没故障。
④检查接线是否正确紧固，新安装仪表的接线是检查重点，检查传感器与变送器之间电缆有没短路、断路、接地等故障。
⑤检查组态数据是否正确，可重新设置组态参数。
⑥硬件故障可分部进行检查。若被测介质含气量太大，请工艺人员配合解决。
4.2零点漂移
质量流量计新装或回装投用前应进行零位调整，在日常运行维护中，如果发现零点漂移，应进行零位调整。传感器的应力过大或变化、管道振动、测量管内壁黏附沉积物、测量液体密度与原调零时有变化、等都会引起零漂，传感器本身也可能零漂。零点调校步骤如下：
①先通电预热，一般需30分钟。
②打开流量计前后阀门，让测量介质正常稳定流通，关闭流量计下游阀，保证流量静止，保证流量计满管。
③用变送器上的调零按钮或475手操器进行调零，调零可反复做几次，直至实际零点在零附近小范围波动。调零时把小流量切除值改为零。
④零点标定后，根据需要设置小信号切除值，打开下游阀，让介质正常流通。
4.3显示和输出波动大
显示和输出波动大时，检查驱动电压的波动情况及振动频率是否稳定，怀疑驱动放大器不稳定时，可用相同型号的放大器代换以确定故障。如果阻尼时间设定小了，可以适当加大。如果流量计周围有较强的电磁场干扰，应让流量计远离电磁场干扰或采取屏蔽及接地措施。管道振动应加固支撑件，支撑件最好固定在水泥墩上。传感器管道堵塞或有污物积垢，检查并清洗传感器。调整介质压力和流量计背压，避免被测液体中夹气。
4.4测量值不准
流量显示不准确是指显示流量与实际流量有较大的偏差，可按以下步骤检查及处理。
①零点检查及调零。
②管道介質的实际工作压力与设计值是否出入太大，是否需要进行补偿。
③检查设置的流量系数及其他参数是否正确，否则进行更正。检查变送器有没有故障及报警。
④被测介质是否处于满管，或被测介质有两相流状态。
⑤检查工艺管道或者支撑件是否变形，使传感器受到应力的影响。工艺管道有较大振动时，应采取固定或支撑措施。
⑥测量管内壁结垢偏差大时，应拆下传感器吹扫或清洗处理。
4.5与批控器或DCS无信号连接
①用电流信号发生器模拟4-20mA信号，排除DCS通道故障。
②质量流量计或批控器DCS的通讯电路板故障，需更换新的通讯电路板。
5 结语
虽然科氏力质量流量计价格相对较高，但其技术先进、精度高、性能稳定、维护方便、故障率低，将给企业带来长远利益，在各个领域的应用也日益广泛。但是，质量流量计有较多因素会影响数值偏差和较多故障原因，所以对于质量流量计的认识需要有全面的认知，才能使质量流量计的作用最大化。
参考文献：
[1]纪纲，朱炳兴，王森.仪表工试题集：现场仪表分册.3版.北京：化学工业出版社，2015.1。
[2]黄文鑫.教你成为一流仪表维修工.北京：化学工业出版社，2018.3。
[3]《石油化工仪表自动化培训教材》编写组.测量仪表.北京：中国石化出版社，2009。
作者简介：
黄兴俊（1984.06—），男，广东湛江人，本科，助理工程师，仪表检维修主管，专业方向：仪表自动化。
（洛阳三隆安装检修有限公司，河南 洛阳 471012）
关键词：科氏力质量流量计;测量原理;安装注意事项;故障处理方法
1 引言
科氏力质量流量计能直接测量介质的质量，它具有测量范围宽、应用范围广、测量精度高、可测量多参数、可直接测量质量流量等优点，在工业生产、计量交接、经济核算中得到了广泛应用。
2 科氏力质量流量计的测量原理和结构
科氏力质量流量计由传感器和变送显示器组成。传感器敏感元件是测量管。测量管的形状有Ω管形、S形管、直形管等。各种传感器的工作原理是一样的：通过激励线圈使测量管振动，流体在振动管内产生科氏力，由于测量管进出侧所受的科氏力方向相反，所以测量管会产生扭曲，进而产生相位差，通过进出侧检测线圈测出流体流过进出侧检测线圈时产生的两个正弦波间的时间差，质量流量与这个时间差成正比，这个时间差经信号运算处理后可得质量流量。变送器把来自传感器的电信号转换输出与流量和密度成比例的4-20mA电流信号，变送器也可通过一定的通讯协议实现与DCS系统的通讯。
在质量流量计中，测量管在激励线圈的激励下，以系统的固有频率作摆振。振动系统的振动频率和管内的流体密度的平方根成反比，通过测量振动频率就可以实现对流体密度的测量。在质量流量计的传感器中装测温热电阻，可补偿测量管因温度变化而引起的刚性变化。
3 科氏力质量流量计的安装注意事项
①流量计在搬运与运输期间，避免跌落碰撞等过度冲击。传感器的两侧安装截止阀便于调零，安装旁路管线便于仪表拆装维护，流量调节阀安装在传感器的下游，工艺管线在完成吹扫后再安装传感器，避免阳光直射传感器。
②对于不一样的测量介质，安装传感器方式有相应要求：测量液体时，要能够始终充满传感器;测量气体时，在传感器内不产生积液;对于含气液体，宜采用传感器垂直安装方式。
③安装地点附近不能有变压器、大功率电动机等磁场较强的设备，并保持距离，以免受到电磁干扰。
④安装地点不能有大的振动源头，并应加固稳定仪表附近管道，工艺管道大的振动会干扰测量，导致测量偏差。
⑤传感器与管道对中连接时不应有应力存在。
⑥传感器尽可能安装到流体静压较高的位置，以防止发生空穴和气蚀现象。
4 科氏力质量流量计常见故障及处理方法
科氏力质量流量计总体来说运行比较稳定、维护量小，但偶尔也会出现—些故障。下面是笔者维护科氏力质量流量计总结出的常见故障及处理方法。
4.1没有流量显示或无输出信号
变送器或转换器已供电，工艺管道中有流量，但仪表没有流量显示或输出信号，通常应从以下几方面着手进行检查。
①先观察仪表有没有报警，先按报警信息提示进行检查和处理。
②科氏力式质量流量计都有驱动线圈，通电后驱动器就会发生振动，因此传感器供电及驱动线圈正常应该有振动感和响声。
③如果没有响声和振动感，先检查供电是否正常，电源是否真的供上。检查电源输出板的熔丝是否熔断。检查电源输出板有没烧现象、传感器检测线圈或驱动线圈有没故障。
④检查接线是否正确紧固，新安装仪表的接线是检查重点，检查传感器与变送器之间电缆有没短路、断路、接地等故障。
⑤检查组态数据是否正确，可重新设置组态参数。
⑥硬件故障可分部进行检查。若被测介质含气量太大，请工艺人员配合解决。
4.2零点漂移
质量流量计新装或回装投用前应进行零位调整，在日常运行维护中，如果发现零点漂移，应进行零位调整。传感器的应力过大或变化、管道振动、测量管内壁黏附沉积物、测量液体密度与原调零时有变化、等都会引起零漂，传感器本身也可能零漂。零点调校步骤如下：
①先通电预热，一般需30分钟。
②打开流量计前后阀门，让测量介质正常稳定流通，关闭流量计下游阀，保证流量静止，保证流量计满管。
③用变送器上的调零按钮或475手操器进行调零，调零可反复做几次，直至实际零点在零附近小范围波动。调零时把小流量切除值改为零。
④零点标定后，根据需要设置小信号切除值，打开下游阀，让介质正常流通。
4.3显示和输出波动大
显示和输出波动大时，检查驱动电压的波动情况及振动频率是否稳定，怀疑驱动放大器不稳定时，可用相同型号的放大器代换以确定故障。如果阻尼时间设定小了，可以适当加大。如果流量计周围有较强的电磁场干扰，应让流量计远离电磁场干扰或采取屏蔽及接地措施。管道振动应加固支撑件，支撑件最好固定在水泥墩上。传感器管道堵塞或有污物积垢，检查并清洗传感器。调整介质压力和流量计背压，避免被测液体中夹气。
4.4测量值不准
流量显示不准确是指显示流量与实际流量有较大的偏差，可按以下步骤检查及处理。
①零点检查及调零。
②管道介質的实际工作压力与设计值是否出入太大，是否需要进行补偿。
③检查设置的流量系数及其他参数是否正确，否则进行更正。检查变送器有没有故障及报警。
④被测介质是否处于满管，或被测介质有两相流状态。
⑤检查工艺管道或者支撑件是否变形，使传感器受到应力的影响。工艺管道有较大振动时，应采取固定或支撑措施。
⑥测量管内壁结垢偏差大时，应拆下传感器吹扫或清洗处理。
4.5与批控器或DCS无信号连接
①用电流信号发生器模拟4-20mA信号，排除DCS通道故障。
②质量流量计或批控器DCS的通讯电路板故障，需更换新的通讯电路板。
5 结语
虽然科氏力质量流量计价格相对较高，但其技术先进、精度高、性能稳定、维护方便、故障率低，将给企业带来长远利益，在各个领域的应用也日益广泛。但是，质量流量计有较多因素会影响数值偏差和较多故障原因，所以对于质量流量计的认识需要有全面的认知，才能使质量流量计的作用最大化。
参考文献：
[1]纪纲，朱炳兴，王森.仪表工试题集：现场仪表分册.3版.北京：化学工业出版社，2015.1。
[2]黄文鑫.教你成为一流仪表维修工.北京：化学工业出版社，2018.3。
[3]《石油化工仪表自动化培训教材》编写组.测量仪表.北京：中国石化出版社，2009。
作者简介：
黄兴俊（1984.06—），男，广东湛江人，本科，助理工程师，仪表检维修主管，专业方向：仪表自动化。
（洛阳三隆安装检修有限公司，河南 洛阳 471012）