GE超声波流量计原理以及故障分析

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1、GE超声波流量计原理以及故障分析周世军（独山子石化炼油厂仪表车间，克拉玛依，833600）摘要本文就GE超声波流量计工作原理，以及在实际应用过程中出现的故障进行分析处理。关键词超声波流量计原理通讯故障分析1、引言：ＧＥ超声波流量计在炼油厂部分装置已经投入使用了一段时间，本文对超声波流量计原理以及安装注意事项做了详细的说明。在使用的过程中出现了一些问题，在这里进行分析和总结。2工作原理封闭管道用USF按测量原理分类有：①传播时间法；②多普勒效应法；③波束偏移法；④相关法；⑤噪声法。本文将讨论用得最多的传播时间法和多普勒效应法的仪表。2.1传播时间法声波

2、在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速，称之传播时间法。按测量具体参数不同，分为时差法、相位差法和频差法。2.2多普勒（效应）法多普勒（效应）法USF是利用在静止（固定）点检测从移动源发射声波多产生多普勒频移现象。（1）流速方程式发送器向流体发的超声信号,如果流体中有固体颗粒或气泡存在,则会产生散射.当测量管道内的流体流动时,散射出来的声波信号的频率和发射声波频率是不一样的,即会产生多普勒频移,频移量和流体的流速成正比。如图所示，超声换能器A向流体发出频率

3、为fA的连续超声波，经照射域内液体中散射体悬浮颗粒或气泡散射，散射的超声波产生多普勒频移fd，接收换能器B收到频率为fB的超声波。3超声波流量计的应用3.1正确选择 这是超声波流量计能够正常工作的基础。如果选型不当，或会造成流量无法测量，或者用户使用不做便等后果。具体选型原则，前面已做了详细的介绍。3.2合理安装 换能器安装不合理是超声波流量计不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外，尤其要注意换能器尽量避开有变频调速嚣、电焊机等污染电源的场合。在安装方式上，主要有对贴安装方式和

4、V方式、Z方式三种，如图3。多谱勒式超声波流量计采用对贴式安装方式，时差式超声波流量计采用V方式和Z方式，通常情况下，管径小于300mm时，采用V方式安装，管径大于200mm时，采用Z方式安装。对于即可以用V方式安装又可以方式安装的换能器，尽量选用Z方式。实践表明，Z方式安装的换能器超声波信号强度高，测量的稳定性也好.3.3及时核校 对于现场安装固定式超声波流量计数量大、范围广的用户，可以配备一台同类型的便携式超声波流量计，用于核校现场仪表的情况。一是坚持一装一校，即对每一台新装超声波流量计在安装调试时进行核校，确保选位好、安装好、测量准；二是对在线

5、运行的超声波流量计发生流量突变时，要利用便携式超声波流量计进行及时核校，查清流量突变的原因，弄清楚是仪表发生故障还是流量确实发生了变化.3.4定期维护与其他流量仪表相比，超声波流量计的维护量是比较小的。对于外贴换能器超声波流量计，安装以后无水压损失，无潜在漏水，只需定期检查换能器是否松动，与管道之间的粘合剂是否良好即可；定期维护可以确保超声波流量计的长期稳定运行。4超声波流量计故障分析4.1流向是否正常：变送器现场指示流量值正确，但为负值，传递到DCS显示为0值，经过检查发现是探头信号线缆到变送器接反导致，调整过后正常。4.2进行信号诊断：信号强度S

6、Sup;SSdn、声速SNSP：50-55偏低可能不稳定•55-60低一点,可以接受•60-65好•65-75非常好•75-99信号饱和,分辨率可能降低•0.电缆线开路•100.控制器故障在一块GE变送器投用后需检查它的信号强度，一般情况都在60-65之间，随着时间的推移和天气的变化，信号强度有偏低的情况，这大多是由探头部分的问题，在测量循环水、低温热水、高温热水的探头遇到信号强度偏低的情况中有探头部分松动引起的、也有耦合剂缺失引起的，把这几个方面的问题整改后这种情况会消失，信号强度恢复到60-65之间。声速SNSP在1450比较好，在现场声速偏低的

7、情况有耦合剂的原因，也有工况的原因，流速过低也会引起声速过低的情况。4.3变送器硬件出现故障：a.在开工初期，曾出现变送器显示屏不显示，故障灯FAULT亮，经检查是由于集成卡件到显示屏的一根传输线断，这是由于这根细小的传输线过于靠近变送器前盖，在旋转盖子的情况下很容易由于作业人员的疏忽而压断这根传输线，这个问题的解决可以用电烙铁焊接。b.在设备运行的过程中，也出现变送器显示屏出现条格状，变送器输出不正常，变送器有明显的焦糊味，经测量24V供电正常，所以在处理的过程首先以为是显示屏出现了问题，经过详细检查发现是电源板出现了问题，电源板的电感损害导致，更

8、换电源板则显示输出正常。4．4输出有源、无源的问题：在回路联校的过程中，由于此装置GE超声波选用四线制，DC