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图2 时差式超声波流量计工作原理

3 超声波流量计在装置上的使用及所出现的故障

目前一联合常减压装置共使用了九台超声波流量计：

FIC115 测量去电精制常一线油流量；

FI134 测量去电精制常一线油流量；

FI135 测量常压蒸馏塔底油流量；

FI137 测量常压一中回塔顶油流量；

FC1209 测量去电脱盐一路油流量；

FC1209A 测量去电脱盐二路油流量；

FC1210 测量去电脱盐三路油流量；

FC1214A 测量减压蒸馏塔一线油流量；

FC1214B 测量减压蒸馏塔二线油流量。

本装置使用的超声波流量计测量的流体都是液体（原油），且流体相对比较清洁，密度较小，在0.6~0.9粘度也比较小。流量计利用的都是时差式测量原理。其中FIC115经常出现的故障现象是：有时波动比较大，过一段时间自动恢复正常。FI1209A出现的故障为：测量值很小，长期偏离实际值，且测量值几乎不变化。

4 超声波流量计的故障分析判断及处理

针对超声波流量计FIC115出现的故障，去现场查看，没有报警显示信息，查看声速设定值为800，与设计值一样，再查看超声波信号强度为58.6，也正常，检查信号线与电源线没有发现松动现象。平时测量正常，有时出现短时间的大幅度波动，可能是超声波流量计的核心处理器系统短时间故障，处理不过来，这种可能性比较小；很有可能是工艺原因，管道内的原油短时间出现不满管的现象，导致出现气液两相的情况，使得超声波的传播速度发生变化，测量出现大幅度波动；还有可能是管道内有固体颗粒、结垢或管道被腐蚀。仔细察看，发现换能器安装在管道的最高处，这样就很容易出现管道内断流现象，因为只要上游瞬间出现断流，就必然会导致换能器处断流发生，如果把换能器安装在最高处的下端，上游瞬间出现断流，其换能器处位置相对较低，由于重力作用，不会马上出现断流现象。所以FIC115应该是换能器安装位置太高，只要将其位置移至较低的地方，目前的故障就会解决。

对于FI1209A出现的故障，查看声速设定值为900，与设计值一样，再查看超声波信号强度为38.7，与其他几台超声波流量计相比偏低，其他几台均在60左右，于是就将耦合剂加到换能器的变送器与衬里之间，加强超声波信号的接收，提高超声波的信号强度。由于现场安装条件的限制，换能器的另一端拆不下来，紧帖着换热器的保温壁，于是只加了其中一个换能器的耦合剂，其超声波强度提高到42.4，还是没有消除故障。是不是介质密度发生了变化，于是就将原来的介质密度设定值改变，经过数次的改变，发现测量结果还是不正确。检查现场换能器的安装情况，没有松动现象，仪表接线正常。怀疑是超声波流量计的核心处理器电路板有故障，于是就将超声波流量计FI1209A的两根信号线拆下接到旁边的超声波流量计FI1209上，其指示值与FI1209几乎一样，所以超声波流量计的电路板是好的。联系厂家，说是超声波信号强度不能低于45，原来就是耦合剂干涸，影响了换能器对超声波信号的发射与接收，导致超声波信号强度不够，所以测量不能正常进行。

5 结束语

通过对超声波流量计原理的进一步了解与现场超声波流量计故障分析与判断，得出自己的一些见解，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方式的选择和位置的确定两个问题。在安装方式上，时差式超声波流量计的换能器主要有W型、V型、Z型与X型四种。根据不同的管径和流体特性来选择安装方式，通常W型适用于小管径（25～75mm），V型适用于中管径（25～250mm），Z型适用于大管径（250mm以上），X型适用于中管径（25～250mm）测量精确度要求高的场合。总之，为了提高测量的准确性和灵敏度，选择合适的安装方式，使得测量信号（即差值）与二次仪表相匹配。目前除FI137用了V型安装（管径75mm），其余均采用Z型安装。为了保证仪表的测量准确度，应选择满足一定条件的场所定位：通常选择上游10D、下游5D以上直管段；上游30D内不能装泵、阀等扰动设备。尤其要注意换能器尽量避开有变频调速器、电焊机等污染电源的场合。换能器也不要安装在管道最高处，以保证管道内流体满管。换能器安装位置应该留有适当的空间，便于维修或添加耦合剂时的拆装。在维护方面：定期检查信号及电源线，定期加耦合剂，保证超声波信号发射与接收强度。另外，建议配一便捷式超声波流量计，便于在由于工艺方面原因引起的故障的判断与处理。

参考文献
[1]朱炳兴，王森．仪表工习题集（第二版）[M]．北京：化学工业出版社，2002，7．
[2]施引萱，王丹君．仪表维修工[M]．北京：化学工业出版社，2005．(end)

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关键词： 超声波流量计 减压装置 多普勒式