1、目 錄第 一 章 自動化儀表故障綜合分析1.1 工業儀表故障分析判斷方法1.2 儀表故障的一般規律1.3 應用萬用表分析和解決儀表故障1.4 電動、氣動儀表的故障判斷及維修第 二 章 流量監測儀表故障處理2.1 電磁流量計2.2 超聲波流量計2.3 渦輪流量計2.4 強力巴流量計第 三 章 物位檢測儀表故障處理3.1 雷達物位計3.2 超聲波物位計3.3 液位計第 四 章 壓力檢測儀表故障處理4.1 智能壓力變送器或智能差壓變送器4.2 壓力開關4.3 壓力表第 五 章 溫度檢測儀表故障處理5.1 熱電阻溫度變送器5.2 熱電偶溫度變送器第 六 章 氣動薄膜調節閥故障處理6.1 氣動薄膜調節閥

2、第 七 章 電動執行機構故障處理7.1 電動執行機構第 八 章 電子秤故障處理8.1 電子料斗秤8.2 電子皮帶秤8.3 電子轉子秤8.4 電子地磅/汽車衡第 九 章 分析儀故障處理9.1 HLA-M105C(O2 CO)在線氣體分析系統9.2 SCS-900C煙氣連續監測系統(煙氣分析儀)9.3 GXH-904D型氣體分析系統9.4 CEMS-2000型煙氣分析系統常見儀表故障分析處理及方法第 一 章 自動化儀表故障綜合分析1.1 工業儀表故障分析判斷方法儀表故障分析是一線維護人員經常遇到的工作，根據多年儀表維修經驗，整理了工業儀表故障分析判斷的十種方法，比較原則地介紹如下：1.1.1 調查

3、法通過對故障現象和它產生發展過程的調查了解，分析判斷故障原因的方法。一般有以下幾個方面：1 故障發生前的使用情況和有無什么先兆；2 故障發生時有無打火、冒煙、異常氣味等現象；3 供電電壓變化情況；4 過熱、雷電、潮濕、碰撞等外界情況；5 有無受到外界強電場、磁場的干擾；6 是否有使用不當或誤操作情況；7 在正常使用中出現的故障，還是在修理更換元器件后出現的故障；8 以前發生過哪些故障及修理情況等。采用調查法檢修故障，調查了解要深入仔細，特別對現場使用人員的反映要核實，不要急于拆開檢修。維修經驗表明，使用人員的反映有許多是不正確或不完整的，通過核實可以發現許多不需要維修的問題。1.1.2 直觀檢

4、查法不用任何測試儀器，通過人的感官(眼、耳、鼻、手)去觀察發現故障的方法。直觀檢查法分外觀檢查和開機檢查兩種。外觀檢查內容主要包括： 儀器儀表外殼及表盤玻璃是否完好，指針是否變形或與刻度盤相碰，裝配緊固件是否牢固，各開關旋鈕的位置是否正確，活動部分是否轉動靈活，調整部位有無明顯變動； 連線有無斷開，各接插件是否正常連接，電路板插座上的彈簧片是否彈力不足、接觸不良，對于采用單元組合裝配的儀表，特別要注意各單元板連接螺絲是否擰緊； 各繼電器、接觸器的接點，是否有錯位、卡住、氧化、燒焦粘死等現象； 電源保險絲是否熔斷，電子管是否裂碎、漏氣(漏氣后管子內壁附著一層白色粉末)、損壞，晶體管外殼涂漆是否變

5、色、斷極，電阻有否燒焦，線圈是否斷絲，電容器外殼是否膨脹、漏液、爆裂； 印刷板敷銅條是否斷裂、搭錫、短路，各元件焊點是否良好，有無虛焊、漏焊、脫焊現象； 各零部件排列和布線是否歪斜、錯位、脫落、相碰。開機檢查主要包括：1 機內電源指示燈、各電子管及其他發光元件是否通電發亮；2 機內有無高壓打火、放電、冒煙現象；3 有無振動并發出噼啪聲、摩擦聲、碰擊聲；4 變壓器、電機、功放管等易發熱元器件及電阻，集成塊溫升是否正常，有無燙手現象；5 機內有無特殊氣味，如變壓器電阻等因絕緣層燒壞而發出的焦糊味，示波管高壓漏電打火使空氣電離所發生的臭氧氣味；6 機械傳動部分是否運轉正常，有無齒輪嚙合不好、卡死及嚴

6、重磨損、打滑變形、傳動不靈等現象。直觀檢查一定要十分仔細認真，切忌粗心急躁。在檢查元件和連線時只能輕輕搖拔，不能用力過猛，以防拗斷元件、連線和印刷板銅箔。開機檢查接通電源時手不要離開電源開關，如發現異常應及時關閉。要特別注意人身安全，絕對避免兩只手同時接觸帶電設備。電源電路中的大容量濾波電容在電路中帶有充電電荷，要防止觸電。1.1.3 斷路法將所懷疑的部分與整機或單元電路斷開，看故障可否消失，從而斷定故障所在的方法。儀器儀表出現故障后，先初步判斷故障的幾種可能性。在故障范圍區域內，把可疑部分電路斷開，以確定故障發生在斷開前或斷開后。通電檢查如發現故障消失，表明故障多在被斷開的電路中，如故障仍然

7、存在，再做進一步斷路分割檢查，逐步排除懷疑，縮小故障范圍，直到查出故障的真正原因。斷路法對單元化、組合化、插件化的儀器儀表故障檢查尤為方便，對一些電流過大的短路性故障也很有效。但對整體電路是大環路的閉合系統回路或直接耦合式電路結構不宜采用。1.1.4 短路法將所懷疑發生故障的某級電路或元器件暫時短接，觀察故障狀態有無變化斷定故障部位的方法。短路法用于檢查多級電路時，短路某一級，故障消失或明顯減小，說明故障在短路點之前，故障無變化則在短路點之后。如某級輸出端電位不正常，將該級的輸入端短路，如此時輸出端電位正常，則該級電路正常。短路法也常用來檢查元器件是否正常，如用鑷子將晶體三極管基極和發射極短路

8、，觀察集電極電壓變化情況，判斷管子有無放大作用。在TTL(晶體管-晶體管邏輯)數字集成電路中，用短路法判斷門電路、觸發器是否能夠正常工作。將可控硅控制極和陰極短路判斷可控硅是否失效等。另外也可將某些儀表(如電子電位差計)輸入端短路，看儀表指示變化來判斷儀表是否受到干擾。1.1.5 替換法通過更換某些元器件或線路板以確定故障在某一部位的方法。用規格相同、性能良好的元器件替下所懷疑的元器件，然后通電試驗，如故障消失，則可確定所懷疑的元器件是故障 。若故障依然存在，可對另一被懷疑的元器件或線路板進行相同的替代試驗，直到確定故障部位。在進行替換前，要先用一點時間分析故障原因，而不要盲目亂換元器件。如故

9、障是由于短路或熱損壞造成，則替換上的好元件也可能被損害。再如一只二極管燒壞，可能是由于該管的工作電流和反向峰值電壓不夠，若此時換上另一只同型號的二極管也僅僅是把故障暫時做了處理，而未根除。另外，元器件的更換均應切斷電源，不允許通電邊焊接邊試驗。所替換的元器件安裝焊接時，應符合原焊接安裝方式和要求。如大功率晶體管和散熱片之間一般加有絕緣片，切勿忘記安裝。在替換時還要注意不要損壞周圍其他元件，以免造成人為故障。1.1.6 分部法在查找故障的過程中，將電路和電氣部件分成幾個部分，以查明故障原因的方法。一般檢測控制儀表電路可分三大部分，即外部回路(由儀表的接線端往外到檢測元件、控制執行機構為止的全部電

10、路)、電源回路(由交流電源到電源變壓器等全部電路)、內部電路(除外部回路、電源回路以外的全部電路)。在內部電路中又可分為幾小部分(根據其內部電路特點、電氣部件結構劃分)。分部檢查即根據劃分出的各個部分，采取從外到內、從大到小、由表及里的方法檢查各部分，逐步縮小懷疑范圍。當檢查判斷出故障在哪一部分后，再對這一部分做全面檢查，找到故障部位。分部檢查按順序對儀器儀表各部分進行檢查分析判斷，雖比較有條理，但檢修時間長，在檢查中往往抓不住重點，浪費不少時間。此法適應于檢修人員維修經驗較少，對儀器儀表故障現象不太熟悉，且故障較復雜的情況。1.1.7 人體干擾法人身處在雜亂的電磁場中(包括交流電網產生的電磁

11、場)，會感應出微弱的低頻電動勢(近幾十至幾百微伏)。當人手接觸到儀器儀表某些電路時，電路就會發生反映，利用這一原理可以簡單地判斷電路某些故障部位。采用人體干擾法要注意所處的環境。如電氣設備和線路比較少及地下室、部分鋼筋建筑物等，干擾所產生的信號會小些，這時可用一根長導線代替手以獲得較大的干擾信號。另外采用此法在檢查儀器儀表的高壓部分或底板帶電的儀器儀表，務必十分注意安全，以免觸電。1.1.8 電壓法電壓法就是用萬用表(或其他電壓表)適當量程測量懷疑部分，分測交流電壓和直流電壓兩種。測交流電壓主要指交流供電電壓，如交流220V網電壓、交流穩壓器輸出電壓、變壓器線圈電壓及振蕩電壓等；測直流電壓指直

12、流供電電壓、電子管、半導體元器件各極工作電壓、集成塊各引出角對地電壓等。電壓法是維修工作中最基本方法之一，但它所能解決的故障范圍仍是有限的。有些故障，如線圈輕微短路、電容斷線或輕微漏電等，往往不能在直流電壓上得到反映。有些故障，如出現元器件短路、冒煙、跳火等情況時，就必須關掉電源，此時電壓法就不起作用了，這時必須采用其他方法來檢查。1.1.9 電流法電流法分直接測量和間接測量兩種。直接測量是將電路斷開后串入電流表，測出電流值與儀器儀表正常工作狀態時的數據進行對比，從而判斷故障。如發現哪部分電流不正常范圍內，就可以認為這部分電路出了問題，至少受到了影響。間接測量不用斷開電路，測出電阻上的壓降，根

13、據電阻值的大小計算出近似的電流值，多用于晶體管元件電流的測量。電流法比電壓法要麻煩一些，一般需要將電路斷開后串入電流表進行測試。但它在某些場合比電壓法更加容易檢查出故障。電流法與電壓法相互配合，能檢查判斷電路中絕大部分故障。1.1.10 電阻法電阻檢查法即在不通電的情況下，用萬用表電阻檔檢查儀器儀表整機電路和部分電路的輸入輸出電阻是否正常，各電阻元件是否開路、短路，阻值有無變化；電容器是否擊穿或漏電；電感線圈、變壓器有無斷線、短路；半導體器件正反向電阻；各集成塊引出腳對地電阻；并可粗略判斷晶體管值；電子管、示波管有無極間短路，燈絲是否完好等。應用電阻法檢查故障時，應注意以下幾點：1 由于電路中

14、有不少非線性元件，如晶體管、大容量的電解電容等，采用電阻法測量某兩點間的電阻時，因這些非線性元件連接著，所以要注意萬用表的紅、黑表筆極性，因為不極性所測出的結果是不同的；2 要避免用1檔(電流較大)和10k檔(電壓較高)直接測量最普通小電流和耐壓低的晶體管、集成電路塊，以免造成損壞；3 儀器儀表中被測元件大多在電路上要牽連(串聯或并聯)許多其他元件。因此，對于不是直接擊穿而是漏電或電阻阻值比較大的場合，要把被測元件脫開后再進行檢查測量。對于只有兩個引出線的電阻、電容器等元件，只要脫開一個引線即開，而對于具有三根線如晶體三極管等，則應脫開兩根引出線。1.2 儀表故障的一般規律1.2.1 一般規律

15、當一臺儀表在運動中發生故障時，應該首先從以下一些方面去考慮。1 對氣動儀表而言，大部分故障出在漏、堵、卡三個方面。漏因為氣動儀表的信號源來自壓縮空氣，所以任何一部分泄漏都會造成儀表的偏差和失靈。易漏的部分有儀表接頭、橡皮軟管、密封圈、墊，特別是一些尼龍件、橡膠件，在使用數年后容易老化造成泄漏。通過分段憋壓的方法很容易找到泄漏點。堵因為儀表用空氣中仍含有一定水汽、灰塵和油性雜質，長期運行過程中，會使一些節流部件堵塞或半堵，如放大器節流孔、噴嘴、擋板等處，只要沾上一點灰塵，就會程度不同地引起輸出信號改變，特別是在潮濕天氣，空氣中濕度大，更應注意這一點?？ㄒ驗闅庑盘栻寗恿匦?，只要某一部位摩擦力增大

16、，都會造成傳動結構卡住或反應遲鈍。常見部位有連桿、指針和其他機械傳動部件。電動儀表因輸出力矩大，這種現象相對少一些。 對電動儀表而言，大部分故障出在接觸不良、斷路、短路、松脫等四個方面。接觸不良儀表插件板、接線端子的表面氧化、松動以及導線的似斷非斷狀態，都是造成接觸不良的主要原因。斷路因儀表引線一般較細，在拉機芯或操作過程中稍有相碰，都會造成斷路，保險絲的燒毀、電氣元件內部斷路也是一個方面。短路導線的裸露部分相碰，晶體管、電容擊穿是短路的常見現象。松脫主要是機械部分，諸如滑線盤、指針、螺釘等，氣動儀表也有類似現象。1.2.2 故障處理的一般方法下面結合實例加以說明(如一臺XDD-400電動記錄

17、調節儀，測量范圍為50150，測量指針跑到終點)。1 先觀察后動手 當儀表失靈時，不要急于動手，可先觀察一下記錄曲線的變化趨勢。若指針緩慢到達終點，一般是工藝原因造成；若指針突然跑到終點，一般是感溫元件或二次儀表發生故障。另外還可參照其他相關儀表加以確定。在基本確認是儀表故障后，即可開始動手。2 先外部后內部 故障究竟是發生在二次儀表的內部還是外部，一般的檢查方法是先外部后內部，即先排除儀表接線端子以外的故障，然后再處理儀表內部故障。如可在XDD-400記錄儀背面短接“A”、“B”端子，如測量針跑最小值，則為二次表外部故障，諸如電阻體芯線斷或“A”線斷；如測量針仍在終點，則為二次表內部故障。另

18、外還可從二次表背部端子處加信號檢查或用備用機芯換上試一試?？筛鶕a現場條件用多種方法迅速區分內部還是外部的毛病。3 先機械后線路 在生產中發現，一臺儀表機械部分故障的可能性比線路(電、氣信號傳遞放大回路)多得多，且機械性故障比較直觀，也容易發現。所以在確認是儀表內部故障需檢查機芯時，應先查機械部分，后查線路部分。機械部分重點查有無卡、松脫、接觸不良等；線路部分重點查放大器。4 先整體后局部 在排除機械故障的可能性后，就要檢查整個電、氣傳遞放大回路。因線路部分有輸入、比較、變換、放大、輸出、驅動等多級組成。所以首先要綜觀整臺表的現象，可從大段到小段步步壓縮，迅速而準確地判斷故障出在哪個環節。故

19、障范圍限定在很小的局部，處理起來就十分方便。1.3 應用萬用表分析和解決儀表故障1.3.1 電壓測試法所謂電壓測試法，就是通過測試儀表電壓與額定數值加以比較，判斷儀表故障部位的一種測試方法。該方法方便，不用斷開儀表線路，可直接測試。圖1-1 電型變送器測試如圖1-1以現場電型變送器為例，已知電源為24VDC，信號電流420mA，電型儀表為二線制供電，其供電線又是信號線。我們測量A、B間電壓，根據測試結果加以分析判斷。a、 VAB24VDC時，則肯定是儀表電源出現異常，導致電壓升高。b、 VAB在24VDC左右時，基本上儀表能正常工作，但是當儀表內部開路時，電源會略高于24VDC，要確定故障還需

20、用電流測試法測試電流。c、 VAB =0時，則可能出現兩種情況：其一，線路開路，相當于I0構不成回路，沒有電流流過，因而VAB =0或儀表沒送電；其二，線路短路，相當于R0，這時電流很大，VAB =0。若要分清是儀表供電線路還是儀表內部短路，還要斷開線路，然后測試VAB，若仍為零，則是供電線路開路或沒送電，否則為儀表內部短路或接線反(變送器并有二極管，反向接線二極管導通，也測不出電壓來)。d、 VAB在012VDC之間，則多為線路或儀表存在短路性故障，使電路R降低，導致V=RI下降，要想判斷是線路還是儀表故障，也需開線路測試。1.3.2 電流測試法所謂電流測試法就是將電流表串接在線路中，通過測

21、量流過線路電流的大小來判斷儀表故障的方法。這種方法需斷開線路，與電壓測試法結合更能準確地判斷故障部位，舉例加以說明。圖1-2 電型電氣閥門定位器測試法圖1-2以電型電氣閥門定位器為例，已知線圈內阻R=250，電流信號420mA，通過測試結果加以分析。a、 IAB20 mA時，負載短路或電壓升高，導致I=V/R。b、 IAB在420mA時，儀表工作正常。c、 IAB0時，則必為開路性故障，有兩種情況：其一，線路開路或電源沒有送電，導致I0；其二，若斷開線路，測電壓為24V DC，則為R，導致I=V/R0。這里需要特別說明，在正常時，測試VAB應該為15V DC而不是24V DC【因為V=RI=2

22、50(420)= 15V DC】。負載的狀態不同，判斷故障時要認真加以分析，才能得到正確結論。同樣，通過測試電阻的方法，也能判斷出儀表故障。1.3.3 儀表電路在線維修所謂儀表在線維修，是不將元件從印刷電路板上脫焊下來，直接在儀表正常工作基礎上進行測量的一種測試方法。在修理中常被采用。在進行在線測試時，應選擇合適的方法，并對測試結果加以分析，常用的方法有斷路測試法、短路測試法和加電測試法等。下面介紹斷路測試法。斷路測試法就是選擇合適部位，斷開電路某一元件，測試另一元件工作狀態來判斷儀表故障的一種方法。圖1-3 斷路測試法如圖1-3所示，電路中存在上偏置電阻Rb,切斷Rb，使Rb上沒有電流流過，

23、這樣三極管基極b和發射極e電位相同，則三極管被切斷，這時，流過電路的電流I=0，VR=IR=0，則VAB=Ec-VR=Ec。若測出VABEc，則推斷三極管是壞的。1.4 電動、氣動儀表的故障判斷及維修1.4.1 電動儀表以XWD系列儀表為例，這類儀表在裝表前，應首先檢查儀表的不靈敏區。因為不靈敏區的大小，除直接影響儀表的示值誤差外，還影響到儀表的阻尼特性。所以不靈敏區的調整與校驗，應結合阻尼特性進行。不靈敏區和阻尼特性調整好后，方可進行示值校驗。而且日常需做如下的維修工作；日常注意電源是否正常，如電源指示燈不亮，應首先檢查保險絲是否有故障，電源開關和燈泡是否損壞。如二次表指示不準或失靈，應首先

24、檢查二次表本身是否有故障。首先把二次表的正負輸入信號短接，如指針指向標尺的始端，表明表內部無問題，故障出在表的外部，如出在該點的熱電偶，補償導線的絕緣外皮損壞，使裸露出的金屬部分的正負線不規則地短路，或不規則地與保護蛇皮管相接觸所致。如二次表的正負輸入信號線短路后指針不回零，證明二次表的內部有問題?？墒紫葯z查橋路部分是否正常，具體方法是：用萬能表測量橋路系統的等效電阻是否為167歐。因為上支路電阻為250歐，下支路電阻為500歐等效電阻為上下支路電阻的并聯值。如橋路部分正常，但問題仍未解決，可檢查放大器部分，用萬能表R10檔或R100檔給放大器輸入端加輸入信號。如二次表的指針向某一方向指示，然

25、后把萬用表表筆對調，又向另一方向指示，則表明放大器無問題。如向放大器輸入一不平衡信號，其放大器輸出電壓為715V，則可證明放大器工作正常。如果問題仍未解決，還可以檢查被測信號是否正常，可用VJ-1電阻與二次表的指示是否一致，以判斷信號線是否接地或短路。此外，如走紙機構或打印部分失靈，應首先檢查各傳動齒輪是否卡住，同步電機或異步電機是否斷路或損壞。滑線電阻要定期用小刷蘸酒精刷掉滑線上的金屬沫等污物。為保護和延長大滑線的使用壽命，使大滑線和電刷接點不至于磨損太厲害，多點電位差計或電橋表背后的信號接線端子可不按溫度點序號的先后順序來接，應按照溫度由低到高的順序依次接到表盤后的信號接線端子上。如某點由

26、于故障暫時不能用，也應把與該點溫度接近的那點用導線并上，而不應把該點的信號線直接在接線端子處短接，致使該點溫度指示為零。上述儀表的檢查維護方法也適應于其他同類型電動儀表。1.4.2 氣動儀表這類儀表的維修較直觀，但有些問題是較易被忽視的。如差壓變送器量程雖然符合技術要求，但靜壓性能不好，仍不能真實地反映出被測參數。所以在校驗差壓變送器時，既要保證精度、量程符合要求，還要保證靜壓達到技術指標。因為量程是在常壓下的差壓校驗，而靜壓則是指變送器在額定工作壓力下，由于裝配應力而產生的附加誤差。所以在室內檢修變送器時，要首先保證靜壓合格，否則此表不合乎要求。另外，差壓變送器的正負壓室沖入非被測介質，改變

27、了被測介質的比重，也會使指示不準，這時應排放一下。第 二 章 流量監測儀表故障處理2.1 電磁流量計圖2-12.1.1 電磁流量計基本原理電磁流量計是基于電磁感應定律而工作的流量測量儀表。電磁流量計是由變送器和轉換器組成。電磁流量變送器將流量轉換成統一的標準信號輸出(420mA DC)，能測量具有一定電導率的液體或液體、固體混合物的體積流量。2.1.2 調校內容a、外觀檢查：應無損傷，附件齊全；b、儀表通電預熱30分鐘；c、檢驗步驟： 根據設計進行范圍設定，調出流量計功能菜單，依各功能進行設定(量程、阻尼特性、單位、流體方向、輸出方式420mA)； 檢查在空管情況下，輸出是否為4mA； 做小流

28、量切除，一般為110%范圍內調節。2.1.3 技術要求 應無損傷，附件齊全；2 無異常；3 供電電源：220V5%AC2.1.4 檢測工具及方法工具：五位半數字萬用表方法：直接測量法2.1.5 電磁流量計常見故障及處理故障現象故障原因處理方法流量計無顯示電源線是否連接、上電連接好電源線，送電保險絲是否斷路更換保險絲轉換器損壞更換傳感器勵磁報警勵磁線圈電阻值是否正常，更換勵磁線圈勵磁信號線開路重新接好線路空管報警是否有水流過，管道應充滿水保證管道里充滿流體檢查電極是否正常更換同型號電極測量流量不準確流體是否充滿管道保證管道里充滿流體信號線連接是否正確重新確認信號線DCS系統量程與流量計不符修改流

29、量計量程2.1.6 容器內局部阻力變化對流量的干擾裝置內另有一個電磁流量計，其原設計安裝位置如圖2-2所示。圖2-2 電磁流量計FT-377安裝示意圖電磁流量計FT-377其前后直管段長度及接地均符合要求，但是開車后其流量示值一直跳動，且查不出原因。一個偶然的機會，母液罐內的攪拌器停運后卻發現流量示值穩定了。經檢查發現，此攪拌器是側壁安裝，且其位置距流量計管線出口位置僅約1米。很顯然，是攪拌器槳葉所翻起的浪波改變了管道出口的阻力。流量計出口到容器壁的距離D約1.5米，由于距離太短，攪拌浪波使管道出口壓力波動，從而使流量計出口流速不穩，使流量示值產生跳動。后將流量計從A位置改到B位置，距原安裝位

30、置約10米，流量計才得以正常運行。2.1.7 溫度對流量示值的干擾裝置中有一工藝路線如圖2-3所示，其中FT-114、FT-126、FT-127均為電磁流量計。工藝流體經流量計FT-114后再經兩個流量計FT-126、FT-127進入反應器。在正常時，FT-114的示值應等于FT-126及FT-127流量之和，但有時發現誤差很大。在工藝人員的配合下，發現原來在投料初期，流經FT-127的一股流體要經過一個換熱器E(根據工藝條件有時要對這股流體加熱，把原來約100左右的工藝介質升溫到180)。由于這一股流體的溫度升高引起液體體積膨脹，使流經FT-127的流束的速度加快。由于電磁流量計本質上是速度

31、式流量計，因而使這股流束所指示的流量數值加大，從而使分流量之和大大超過總流量計的示值。根據溫度情況對這股流量進行修正，從而使問題得以解決。圖2-3 溫度對流量示值干擾的實例2.2 超聲波流量計2.2.1 超聲波流量計基本原理超聲波時差測量法是根據超聲波在順流時的傳播速度比逆流時快這一原理進行的，時差與流速成比例。由于是測順逆流傳播的時間間隔，所以，介質的粘度和溫度對精度沒有影響。2.2.2 調校內容a、外觀檢查：應無損傷，附件齊全；b、儀表通電預熱30分鐘；c、檢驗步驟：零流量的檢查 當管道液體靜止，而且周圍無強磁場干擾、無強烈震動的情況下，表頭顯示為零，此時自動設置零點，消除零點飄移，運行時

32、須做小信號切除，通?？闪髁啃∮跐M程流量的5%，自動切除。同時零點也可通過菜單進行調整；儀表面板鍵盤操作 啟動儀表運行前，首先要對參數進行有效設置，例如，使用單位制、安裝方式、管道直徑、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流體類型、兩探頭間距、流速單位、最小速度、最大速度等。只有所有參數輸入正確，儀表方可正確顯示實際流量值；流量計的定期校驗 為了保證流量計的準確度，應進行定期的校驗，通常采用更高精度的便攜式流量計進行直接對比，利用所測數據進行計算:誤差=(測量值-標準值)/標準值，利用計算的相對誤差，修正系數，使得測量誤差滿足2%的誤差，即可滿足計量要求。該操作簡單方便，可有效提高計量的準確度。2.

33、2.3 技術要求 應無損傷，附件齊全； 無異常； 供電電源：220V10%AC 2.2.4 檢測工具及方法檢測工具：五位半數字萬用表或便攜式超聲波流量計方法：直接測量法(固定式超聲波流量計，通常都有420mA信號輸出等功能，供遠傳顯示使用。)2.2.5 超聲波流量計常見故障及處理故障現象故障原因處理方法讀數不穩定變化劇烈安裝超聲波流量傳感器的管道振動大或存在改變流態裝置(如流量計安裝在調節閥、泵、縮流孔的下流)將流量傳感器改裝在遠離振動源的地方或移至改變流態裝置的上游讀數不準確，誤差大超聲波流量計傳感器裝在水平管道的頂部和底部的沉淀物干擾超聲波信號。將傳感器裝在管道兩側。超聲波流量計傳感器裝在

34、水流向下的管道上，管內未充滿流體。將傳感器裝在充滿流體的管段上。存在使流態強列烈波動的裝置如：文氏管、孔板、渦街、渦輪或部分關閉的閥門，正好在傳感器發射和接收的范圍內，使讀數不準確。將傳感器裝在遠離上述裝置的地方，傳感器上游距上述裝置30D，下游距上述裝置10D或移至上述裝置的上游。超聲波流量計輸入管徑與管道內徑不匹配。修改管徑，使之匹配。傳感器是好的，但流速偏低或沒有流速由于管道外的油漆、鐵銹未清除干凈。重新清除管道，安裝傳感器。管道面凹凸不平或超聲波流量計安裝在焊接縫處。將管道磨平或遠離焊縫處。管道圓度不好，內表面不光滑，有管襯式結垢。若管材為鑄鐵管，則有可能出現此情況。選擇鋼管等內表面光

35、滑管道材質或襯的地方。被測介質為純凈物或固體懸浮物過低。選用適合的其它類型儀表。傳感器安裝纖維玻璃的管道上。將玻璃纖維除去。傳感器安裝在套管上，則會削弱超聲波信號。將傳感器移到無套管的管段部位上。傳感器與管道耦合不好，耦合面有縫隙或氣泡。重新安裝耦合劑。當控制閥門部分關閉或降低流量時讀數反會增加傳感器裝的過于靠近控制閥下游，當部分關閉閥門時流量計測量的實際是控制閥門縮徑流速提高的流速，因口徑縮小而流速增加。將傳感器遠離控制閥門，傳感器上游距控制閥30D或將傳感器移至控制閥上游距控制閥5D。超聲波流量計工作正常，突然超聲波流量計不再測量流量了被測介質發生變化。改變測量方式。被測介質由于溫度過高產

36、生氣化降溫被測介質溫度超過傳感器的極限溫度。降溫傳感器下面的耦合劑老化或消耗了。重新涂耦合劑。由于出現高頻干擾使儀表超過自身濾波值。遠離干擾源。2.2.6 超聲波流量計使用中的問題解決某臺時差式超聲波流量計采用了先進的微處理數字技術，適用于對干凈流體和單一介質的測量。二次表采用一體式鍵墊，顯示屏顯示輸入的變量參數，如管徑、材料、壁厚和流體介質類型。可用該表對在線使用的流量表進行對比測量或對介質直接測量。故障現象 該流量計盡管有許多優點，如測量精度高、免維護、不易損壞等，但由于使用不當，也會出現不少問題。故障分析及解決方法總結引起這些問題的主要原因，涉及到以下幾個方面。1 在測量點的選擇方面 有

37、些測量點位置選擇在壓力不足的垂直管段或水平管段未充滿狀態，這樣使得信號丟失、接收信號變弱，這主要同以下問題有關：a、指示不準；b、始終無指示；c、聲波的接收信號弱。 有些測量點位置選擇在有泵、控制閥或套管彎曲段處，上下游直管段的長度沒有達到要求，導致流動狀態不穩定，信號不穩定。這主要同以下問題有關：a、指示不準；b、始終無指示；c、流量指示波動大。 有些測量點選擇在管道內部有腐蝕或銹斑的管段，使得信號失真。這主要同下問題有關：a、指示不準。以上、條如果是由人為因素造成的，完全可以避免，必須按要求嚴格選擇測量點。如果是工藝或環境未滿足條件，就必須同工藝協商解決。第條要盡量避開這些管段或測量人員熟

38、悉管道內部結構，把誤差減到最小。2 探頭的安裝方面 在探頭與管道的接觸面上，由于管道上的銹斑和油漆，影響信號接收：或者探頭與接觸面耦合劑涂不均勻，有氣泡存在不能充分接觸。同以下問題有關：a、始終無指示，b、聲波的接收信號弱。這是人為因素造成的，完全可以避免。要求發射器的安裝位置清潔干凈，去掉銹斑或油漆，耦合劑涂均勻； 在水平管段上，發射器的安裝偏離了管側面的正側線，這樣容易受管道底部沉淀物和管道上部氣泡、氣穴影響，引起信號失真。同指示不準和聲波的接收信號弱問題有關。解決的方法只有將發射器嚴格安裝在正側線上。3 發射器的電纜連接方面 發射器有上游發射器和下游發射器，由兩根電纜連接，如果安裝顛倒了

39、，那么測量的將是相反的流量。同指示流量為負值有關。上游發射器電纜接收器為紅色，下游發射器電纜接收器為藍色，連接二次表的BNC接收器時，上面接上游發射器電纜，下面接下游發射器電纜。4 回路線路連接問題 有時候，連接線路表面上看似很好，仔細檢查接頭實際已松動造成回路中斷；有時看似連接但是虛假連接也使回路中斷。這主要同始終無指示和聲波的接收信號弱問題有關。解決了相應的線路連接問題，存在的問題也相應解決了。5 數據設置方面的錯誤 有時由于管子的一些參數提供不正確，例如管壁厚度或管子內徑必須用千分尺才能測出準確數據，但介質輸送中不允許中斷，更不允許割斷管子獲取數據，只能根據資料提供的查找某一范圍的參考數

40、據，導致儀表計算的發射器間距產生誤差，聲波傳播速率產生誤差，也就是說1%的管內徑會產生2%的體積誤差。這方面的原因同指示不準、聲波的接收信號弱和指示流量過大或過小問題有關。這樣必須要求設置常數準確無誤。6 發射器安裝方法的選擇方面 由于該超聲波流量計可測的管徑范圍很廣，在25mm5m，因此選擇合適的發射器安裝方法至關重要，否則導致信號減弱或無法接收。同始終無指示、聲波的接收信號弱和指示流量過大或過小問題有關。管徑大小適中時通常采用V法；在管徑很小發射器間距很短時要用W法安裝；在介質的單一性較差時，要用Z法安裝。2.3 渦輪流量計2.3.1 渦輪流量計基本原理當流體流入流量計時，在前導流體(整流

41、器)的作用下得到整流并加速，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產生轉動力矩，在克服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開始旋轉。在一定的流量范圍內，渦輪旋轉的角速度與流體體積流量成正比。根據電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同步轉動的參考輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經放大、濾波、整形后送入智能體積修正儀，與溫度、壓力等信號一起進行運算處理，分別顯示于LCD屏上。2.3.2調校內容a、外觀檢查：應無損傷，附件齊全；b、儀表通電預熱30分鐘；c、檢驗步驟：零流量的檢查 關閉流量計管道的閥門，確認管道內沒有流量，接通流量計電源；串入電流表，監視流量計的輸出電流；微調轉換器電路板上的電

42、位器，使輸出電流回到4mA；儀表面板鍵盤操作 啟動儀表運行前，首先要對參數進行有效設置，例如，使用單位制、安裝方式、管道直徑、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流體類型、兩探頭間距、流速單位、最小速度、最大速度等。只有所有參數輸入正確，儀表方可正確顯示實際流量值；流量計的定期校驗 為了保證流量計的準確度，應進行定期的校驗，通常采用更高精度的便攜式流量計進行直接對比，利用所測數據進行計算:誤差=(測量值-標準值)/標準值，利用計算的相對誤差，修正系數，使得測量誤差滿足2%的誤差，即可滿足計量要求。該操作簡單方便，可有效提高計量的準確度。2.3.3 技術要求 應無損傷，附件齊全； 無異常； 供電電源

43、：24V DC2.3.4 檢測工具及方法檢測工具：五位半數字萬用表方法：直接測量法2.3.5渦輪流量計常見故障及處理故障現象故障原因處理方法流體正常流動時無顯示，總量計數器字數不增加檢查電源線、保險絲、功能選擇開關和信號線有無斷路或接觸不良用歐姆表排查故障點檢查顯示儀內部印刷版，接觸件等有無接觸不良印刷板故障檢查可采用替換“備用版”法，換下故障板再作細致檢查檢查檢測線圈做好檢測線圈在傳感器表體上位置標記，旋下檢測頭，用鐵片在檢測頭下快速移動，若計數器字數不增加，則應檢查線圈有無斷線和焊點脫焊檢查傳感器內部故障，上述1-3項檢查均確認正常或已排除故障，但仍存在故障現象，說明故障在傳感器流通通道內

44、部，可檢查葉輪是否碰傳感器內壁，有無異物卡住，軸和軸承有無雜物卡住或斷裂現象去除異物，并清洗或更換損壞零件，復原后氣吹或手撥動葉輪，應無摩擦聲，更換軸承等零件后應重新校驗，求得新的儀表系數未作減小流量操作，但流量顯示卻逐漸下降過濾器是否堵塞，若過濾器壓差增大，說明雜物已堵塞消除過濾器流量傳感器管段上的閥門出現閥芯松動，閥門開度自動減少從閥門手輪是否調節有效判斷，確認后再修理或更換傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進入異物，阻力增加而減速減慢卸下傳感器清除，必要時重新校驗流體不流動，流量顯示不為零，或顯示值不穩傳輸線屏蔽接地不良，外界干擾信號混入顯示儀輸入端檢查屏蔽層，顯示儀端子是否良好接地管道振動

45、，葉輪隨之抖動，產生誤信號加固管線，或在傳感器前后加裝支架防止振動截止閥關閉不嚴泄露所致，實際上儀表顯示泄漏量檢修或更換閥顯示儀內部線路板之間或電子元件變質損壞，產生的干擾采取“短路法”或逐項逐個檢查，判斷干擾源，查出故障點顯示儀示值與經驗評估值差異顯著傳感器流通通道內部故障如受流體腐蝕，磨損嚴重，雜物阻礙使葉輪旋轉失常，儀表系數變化葉片受腐蝕或沖擊，頂端變形，影響正常切割磁力線，檢測線圈輸出信號失常，儀表系數變化：流體溫度過高或過低，軸與軸承膨脹或收縮，間隙變化過大導致葉輪旋轉失常，儀表系數變化。查出故障原因，針對具體原因尋找對策傳感器背壓不足，出現氣穴，影響葉輪旋轉查出故障原因，針對具體原

46、因尋找對策管道流動方面的原因，如未裝止回閥出現逆向流動旁通閥未關嚴，有泄漏傳感器上游出現較大流速分布畸變：（如因上游閥未全開引起的）或出現脈動液體受溫度引起的粘度變化較大等查出故障原因，針對具體原因尋找對策顯示儀內部故障查出故障原因，針對具體原因尋找對策檢測器中永磁材料元件時效失磁，磁性減弱到一定程度也會影響測量值更換失磁元件傳感器流過的實際流量已超出該傳感器規定的流量范圍更換合適的傳感器2.3.6 渦輪流量計故障實例分析2.4 強力巴流量計2.4.1 強力巴流量計基本原理由高壓取壓口和低壓取壓口感測到的壓力分別傳送到檢測桿內部的高壓腔和低壓腔，在這里平均后獲得“平均總壓力”和“平均背壓力”分

47、別傳送到差壓變送器(羅斯蒙特2051流量變送器)的高壓室和低壓室，兩者的差壓信號轉換成電流信號，經顯示儀表運算處理后即可得知流體的流量。其中流量系數K要利用流體標定的方法實驗得出。本產品的結構簡單、形狀規則、容易做到精確加工、準確檢驗，因此同一規格的K值基本相同。可以把“逐臺實流標定”發展為“同一批次、同一規格的檢測桿抽樣實流標定，其它進行尺寸檢驗”，在規定的偏差范圍內套用那些實流標定得到的流量系數。2.4.2 調校內容在系統調試之前要檢查所有設備、管道、閥門、接頭、導線、接線端子、信號插頭等是否齊全、正確、牢靠，管道和設備有無堵塞、泄露現象，導線和信號接插點有無接錯、短路、斷線、接觸不良等問

48、題，經檢查確認無誤后方可進行系統調試，其調試步驟如下：1、引壓管排污：(1)將強力巴兩側取壓閥打開(注意：必須將閥全部打開)；(2)將三閥組兩側的正負壓閥關閉、中間的平衡閥打開；(3)將引壓管兩側正負壓派無閥打開，進行排污。清潔引壓管。2、引壓管冷凝：(1)關閉排污閥，讓介質在引壓管中自然冷凝，直到整個管道內全部充滿冷凝水為止(大概需要4個小時)。(2)當引壓管中已有足夠的冷凝水時，可將三閥組兩側的正負壓閥打開(此時中間的平衡閥仍處于開啟狀態)，讓冷凝水分別進入差壓變送器正負壓室中。由于冷凝水的積沉需要一定的時間，因此開始差壓變送器的顯示值不會準確，等冷凝水完全充滿整個測量系統(包括取壓體、引

49、壓管和差壓變送器的正負壓室)后，差壓變送器的指示機會趨于正常(大概需要2個小時)。3、差壓變送器的排氣：為保證差壓變送器正負壓腔中的殘余空氣排除干凈，將變送器正負壓室上的排氣氣。4、差壓變送器調零：a)關閉差壓變送器正負壓室上排氣閥。b)將三閥組兩側的正負壓閥關閉(此時中間的平衡閥仍處于開啟狀態)。(見下圖)注：差壓變送器調零注意事項：(1)零位調整螺釘和量程調整螺釘切勿搞混、搞錯。安裝現場切勿進行差壓變送器的量程調整；(2)變送器調零時正負壓室及兩側引壓管溫度必須相同，如果兩側有溫差則調整的零點會隨時間產生漂移；(3)若在現場用變送器進行正、負遷移補償，則應在偷運狀態下做零位調整若遷移量過大

50、，則不能再差壓變送器上進行遷移補償。將三閥組兩側的正負壓閥打開，中間的平衡閥關閉，進入測量狀態(見下圖)2.4.3 技術要求 應無損傷，附件齊全； 無異常； 供電電源：24V DC2.4.4 檢測工具及方法檢測工具：五位半數字萬用表方法：直接測量法(420mA信號)2.4.5 強力巴流量計常見故障及處理強力巴流量計維護工作少，一體化強力巴流量計免維護。配套的二次儀表日常維護量很小，只需作些零點檢查、量程檢驗的等正常維護。但是，對某些場合，被測介質的使用條件與設計條件偏離較大時，就需作些現場參數修正等工作。舉出幾種情況如下：生產過程不連續，時停時開的場合。應注意流量計維護。當生產過程停產時，應該

51、將三閥組的平衡閥打開，高壓閥P1和低壓閥P2關閉，差壓變送器處于無差壓輸入狀態。當生產過程恢復時，應重新將P1和P2打開后，關閉平衡閥，差壓變送器恢復有差壓輸入測量狀態。對于某些含塵量多的被測介質，例如粗煤氣 (末清洗)、工業用水 (含砂)、潮濕氣體 (含塵)等，預計可能堵塞探頭取壓孔時，應定時進行吹洗。吹洗方法用壓縮空氣引入傳感器反吹，把高壓孔和低壓孔粘上的塵粒吹掉， 防止堵塞現象發生。每次吹洗時間不超過30秒，在這段時間應把通向差壓變送器的引壓管路關閉，吹洗完畢再重新開啟。在個別不允許吹入壓縮空氣的場合，例如高溫煤氣，則可用蒸汽進行吹洗。被測介質的使用條件與設計條件偏離較大的場合，應按不同

52、時情況，進行參數調整，舉例如下： a、被測介質最大流量超過設計值。出現的現象是差壓變送器輸出差壓電流超過20mADC (通常稱為頂表現象)，表示傳感器產生的差壓已經超過設計的最大差壓Pmax。解決的辦法通常是增大變送器量程，適應最大流量使用要求。例如，被測空氣設計提供的最大流量Qmax = 5000m3/h，設計最大差壓Pmax = 0.6KPa，差壓變送器量程調校為OO.6KPa，實際使用時，空氣最大流量Qmax = 6000m2/h，假設其它條件(空氣壓力溫度、管道、直徑等)不變，則對應的最大差壓Pmax = (6000/5000)2 X 0.6 = 0.864KPa。這樣應該將差壓變送器

53、的量程調校為OO.864KPa，對應空氣流量O6000m3/h，這時，流量積算儀給定的流量上限和差壓上限數據也應相應改變。 b、被測介質的壓力和溫度偏離設計值。出現的現象是測量顯示的流量不準確，不符合工藝生產要求。解決辦法是進行溫度、壓力的補償。當利用公式計算的方法進行補償時。如：設計空氣最大流量Qmax = 5000m3/h，溫度T1 =473.l5K，壓力P1 = 103.33KPa (絕壓)，使用時空氣實際溫度T1= 523.l5K，壓力P1=102.93KPa，其它條件 (最大差壓Pmax, 管徑D等)假設不變，這時實際最大流量Qmax為多少？Qmax=Qmax,將上述數據代入，可求出

54、Qmax= 5268m3/h。為此需將流量上限改為5268m3/h，差壓上限Pmax不變。當壓力、溫度變化頻繁時，應采用智能流量積算儀的自動補償功能，使其測量值在允許誤差范圍內。第 三 章 物位檢測儀表故障處理3.1 雷達物位計3.1.1 雷達物位計基本原理雷達物位計天線發射極窄的微波脈沖，這個脈沖以光速在空間傳播，遇到被測介質表面，其部分能量被反射回來，被同一天線接收。發射脈沖與接收脈沖的時間間隔與天線到被測介質表面的距離成正比。雷達物位計是基于發射-反射-接收工作原理。雷達傳感器的天線以束波的形式發射電磁波信號。發射波在被物料表面產生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。信號經智能處理后距

55、離后得出介質與探頭之間的距離，輸出4-20mADC送終端顯示器進行顯示、報警、操作等。它由發射裝置和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板部件組成。3.1.2 調校內容3.1.3 技術要求3.1.4 檢測工具及方法3.1.5 雷達物位計常見故障及處理故障現象故障原因處理方法輸出不穩定信號線路接觸不良緊固控制室和現場接線端子無顯示、黑屏電源故障檢查電源應為24VDC儀表內部電源板損壞更換物位計線路斷路、短路、接地檢查線路情況顯示不準確零點漂移標定零點DCS的量程與現場儀表量程不一致修改DCS量程當空罐時顯示跳躍至最高天線上或天線附近結垢清洗天線導致回波衰減啟用近場抑制功能3.1.6 雷達物位計故障實例分析1)雷達物位計一般性檢查，使用萬用表直流電壓檔測量料位計接線端子，電壓應為24VDC，再用萬用表的直流電流檔，串聯在信號線正極，萬用表應在空罐時為4mADC，滿罐時應為20mADC，顯示也應對應電流值，儀表工作正常，如下圖2）料位顯示最大雷達物位計顯示波動，最后顯示最大。故障檢查、分析：分析有儀表本身故障、料倉料位突變、工藝工況變化三種原因，檢查儀表電源正常，儀表本身無故障，料倉料位經觀察，儀表應指示一半，在現場發現料倉口粉塵非常大，將儀表拆開，將儀表導波口拆下發現，探頭處積灰。故障處理：將