淺談金屬管浮子流量計(jì)的原理及常見故障處理方法

金屬管浮子流量計(jì)是基于浮子位置測(cè)量的一種變面積流量?jī)x表。上海上自儀公司采用全金屬結(jié)構(gòu)，具有壓力損失小，量程比大，安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜，惡劣環(huán)境的流量測(cè)量與過(guò)程控制中。

1 工作原理

金屬管浮子流量計(jì)主要由兩部分組成，一部分是錐形管；另一部分是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動(dòng)的浮子。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)通過(guò)金屬管浮子流量計(jì)時(shí)，介質(zhì)從錐形管下端流入，對(duì)浮子產(chǎn)生一個(gè)沖擊力（這個(gè)力的大小隨流量大小而變化），使得浮子上下存在一個(gè)壓力差，這個(gè)壓力差的變化使得浮子在椎管內(nèi)上下移動(dòng)。流體流經(jīng)浮子與錐形管壁間的環(huán)形斷面從上端流出。當(dāng)被測(cè)流體流動(dòng)對(duì)浮子的作用力正好等于浮子在流體中的重量時(shí)，浮子受力處于平衡狀態(tài)而停留在某一高度。分析研究表明：浮子在錐形管中的位置高度，與所通過(guò)的流量有著相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因此，觀測(cè)浮子在錐形管中的位置高度，就可以求得相應(yīng)的流量值，通過(guò)磁耦合傳遞到指針指示裝置，帶電遠(yuǎn)傳流量計(jì)通過(guò)磁耦合轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的（如：電流4~20m A） 信號(hào)傳遞指示流量。

2 安裝與使用

金屬管浮子流量計(jì)必須垂直安裝，流體自下而上流過(guò)流量計(jì)，且垂直度優(yōu)于2°，如果需要水平安裝時(shí)水平夾角優(yōu)于2°，并加U 形管道。儀表應(yīng)安裝在無(wú)震動(dòng)的管道上。安裝時(shí)儀表的直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于5D （D 為儀表管直徑），出口應(yīng)有一定的直管段，以消除渦流影響，保證儀表測(cè)量精度。安裝在工藝管線上的金屬管浮子流量計(jì)應(yīng)加旁路，以便處理故障或吹洗時(shí)不影響生產(chǎn)。新裝管道在儀表安裝前應(yīng)將新管道沖洗干凈，如果被測(cè)介質(zhì)含有雜質(zhì)，則應(yīng)在儀表上游安裝過(guò)濾裝置，安裝時(shí)流體必須從下向上流動(dòng)，若流體從上向下流動(dòng)，則儀表不能工作。當(dāng)用于氣體測(cè)量時(shí)，應(yīng)保證管道壓力不小于5 倍流量計(jì)的壓力損失，以使浮子穩(wěn)定工作。如果被測(cè)介質(zhì)的溫度高或流體溫度過(guò)低易發(fā)生結(jié)晶時(shí)，需采取隔熱保護(hù)措施時(shí)，應(yīng)選用夾套型，以便進(jìn)行冷卻或保溫。為了便于檢修儀表，應(yīng)在儀表上、下游安裝截止閥門和旁通閥門。儀表按規(guī)定安裝好后，應(yīng)先關(guān)閉上、下游閥門；再檢查儀表的接線情況，檢查無(wú)誤后，開啟儀表電源，則瞬時(shí)流量應(yīng)顯示為零。如要正常使用，則應(yīng)先開啟上游閥呈全開后，用流量計(jì)下游調(diào)節(jié)閥由小到大緩慢調(diào)節(jié)流量，則瞬時(shí)流量應(yīng)該有變化。不工作時(shí)，則應(yīng)先關(guān)閉上游閥門、然后關(guān)閉下游調(diào)節(jié)閥門。為了避免由于管道引起的流量計(jì)變形，在流量計(jì)的管道上應(yīng)該加裝固定支架等，使得儀表處于正常使用的環(huán)境。

3 常見故障及處理方法

3.1 指針抖動(dòng)

輕微抖動(dòng)，一般都是由于流體流動(dòng)自然引起的，不影響正常使用，可以在儀表的設(shè)置中適當(dāng)?shù)募哟笞枘釁?shù)。劇烈抖動(dòng)，一般是介質(zhì)波動(dòng)，脈動(dòng)引起，還有一種原因是安裝不正確，安裝工況不符合流量計(jì)的要求，超過(guò)流量計(jì)的可測(cè)量量程。

3.2 指針不動(dòng)

一般是浮子卡死，不能隨著流體流動(dòng)而上下移動(dòng)。我廠的多臺(tái)金屬管浮子流量計(jì)均出現(xiàn)過(guò)這種現(xiàn)象，通過(guò)拆檢，發(fā)現(xiàn)是浮子卡死引起的。進(jìn)一步分析原因?yàn)?，浮子的?dǎo)向軸由于長(zhǎng)年磨碎形成凹槽，導(dǎo)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與D 形固定環(huán)卡住，導(dǎo)致浮子不能移動(dòng)。我們的處理方法是將D形孔擴(kuò)成圓形孔使得浮子能上下移動(dòng)，使得儀表在不更換的情況下回復(fù)運(yùn)行。還有一種原因是浮子上的磁鋼吸附介質(zhì)中的鐵磁性物質(zhì)，日積月累，形成水垢狀結(jié)合體，導(dǎo)致浮子移動(dòng)不靈活甚至不能移動(dòng)。這種情況是加裝過(guò)濾裝置，及時(shí)清理，定期維護(hù)方能正常使用。

3.3 流量計(jì)沒有顯示

可能是電源接觸不良或接線脫落，查看電源供應(yīng)是否正常，接線是不是緊固，正負(fù)極是不是接反等。還有就是流量計(jì)內(nèi)部電路損壞，顯示組件損壞，處理方法是更換電路板顯示部件等。

3.4 實(shí)際流量與指示流量不一致

一般是浮子受介質(zhì)腐蝕造成浮子的質(zhì)量體積等發(fā)生變化，造成儀表系數(shù)與出廠標(biāo)定的數(shù)值不一樣，所以顯示的流量與實(shí)際相測(cè)得的的流量存在誤差。還有就是錐管內(nèi)直徑尺寸變化，與浮子變化一樣，都是改變了儀表的系數(shù)，與出廠標(biāo)定的數(shù)值不一樣等。解決辦法是更換成耐腐材料，或者重新標(biāo)定，或者換新的浮子。如果還不能解決，那只能更換流量計(jì)了。浮子、椎管附著水垢污臟等異物層，那么就要對(duì)內(nèi)部進(jìn)行清洗蒸汽吹掃，還要防止損傷椎管內(nèi)表面和浮子，保持浮子原有光潔度。還有就是流體本身發(fā)生變化，與原來(lái)的密度相比發(fā)生變化，不能準(zhǔn)確測(cè)的流量。那么使用時(shí)只能修改內(nèi)部參數(shù)使得適應(yīng)新流體的密度等特性。氣體、蒸汽、壓縮性流體溫度壓力變化，那么溫度壓力等運(yùn)行條件變化對(duì)流量測(cè)量值影響頗為靈敏，按新條件作換算修正。流體脈沖，氣體壓力急劇變化，指示值波動(dòng)，那么雖然浮子偶發(fā)跳動(dòng)影響不大，但周期性振蕩，管道系統(tǒng)必須設(shè)置緩沖裝置，或者改用有阻尼的儀表。液體中混入氣泡，氣體中混入液滴，那么混入物改變密度等影響，做必要改進(jìn)排除之。用于液體時(shí)儀表內(nèi)部死角存留氣體，影響浮子部件浮力，那么對(duì)小流量?jī)x表及運(yùn)行在低流量時(shí)影響顯著，排除氣體。

3.5 指針指示呆遲

浮子和導(dǎo)向軸間有微粒等異物或?qū)蜉S彎曲等原因卡住，解決方法是拆卸檢查，清洗，鏟除異物，校直導(dǎo)向軸等。導(dǎo)向軸彎曲的原因大多是閥門快速啟閉，浮子急劇升降沖擊所致。磁耦合浮子組件磁鐵四周附著鐵粉或顆粒，解決辦法是拆卸清洗使之運(yùn)行自如，不卡頓。運(yùn)行初期利用旁路管，充分沖洗管道。為防止長(zhǎng)期使用時(shí)管道可能產(chǎn)生鐵銹，可在表前裝設(shè)過(guò)濾器。指示部分連桿或者指針卡住，解決辦法是手動(dòng)試磁鐵耦合連接的運(yùn)動(dòng)連桿，有卡頓阻尼部位調(diào)整之。檢查旋轉(zhuǎn)軸與軸承間是否有異物阻礙運(yùn)動(dòng)，解決辦法是清除義務(wù)或更換零件。磁耦合的磁鐵磁性下降，解決辦法是拆卸下儀表，用手上下移動(dòng)浮子，確認(rèn)指示部分指針等平穩(wěn)地跟隨移動(dòng)；不跟隨或者跟隨不穩(wěn)定則換新零件。

4 結(jié)束語(yǔ)

嚴(yán)格按照說(shuō)明書確認(rèn)各項(xiàng)指標(biāo)是否符合要求，準(zhǔn)確的啟用儀表，上海上自儀公司定期的維護(hù)將使儀表的可靠性進(jìn)一步提高。而隨著科技的發(fā)展，新材料新工藝的運(yùn)用，將使我們的維護(hù)工作更加輕便，省心。