流量计的非常规维修方法

流量作为工业过程检测与过程控制中重要的检测参数，其测量的准确性和长期性是衡量生产是否平顺，是否达到控制要求的重要指标之一。笔者曾在化工企业工作十余年，经过实践与学习，总结出一些实用省钱的维修流量计的方法，能使流量计在满足工控要求的前提下恢复使用功能。

  1.电磁流量计

电磁流量计利用法拉第电磁感应定律，在测量管不导磁的内壁两侧中线位置水平安装一对磁极，在磁场垂直的方向上安装一对检测电极。当具有导电性质的流体流过该管段切割磁力线时，与流体接触的电极产生感应电势与介质流速成正比，如式 1 示 ：

E=BDv （1）

其中，B 为管道内磁感应强度 ；D 为管道内径 ；v 为管道流体的流速 [1]。

由于在该过程中产生的电势为毫伏级信号，极易受到外界噪声或其他电磁信号的干扰，因此，常将电磁流量计利用接地环与流量计外壳进行可靠接地。以测量盐酸流量为例，在选择电磁流量计时，根据被测介质的腐蚀性采用的是钽电极，聚四氟乙烯衬里。由于盐酸流经的管道为非金属管道，因此需要采用接地环。当该接地环断裂、缺损频率时，接地回路无法形成，导致测量有较大的波动和误差，甚至影响正常生产。口径越大的接地环造价越贵，而更换一台特殊材质的电磁流量计整体更是浪费，因此，可对接地环进行修复以节省生产成本。

由于不同的材质导电系数不相同，因此在制作新的接地环时不能采用任意金属材料如常见的不锈钢 304 L 等，而应选取与电极材质相同的钽。钽作为稀有金属比较难在市面上买到，可利用报废的仪器仪表中的零部件进行加工，如法兰式液位计的钽膜片。按照管道周长剪下液位计的钽膜片后，绕在原先接地环的塑料部件上形成环状。必须注意的，接口处不能用其他金属焊条进行焊接，避免改变接地环导电系数，只需将接口处扭接紧实即可。经实际使用验证，新制成的接地环能很好的发挥接地作用，排除干扰，使电磁流量计测量信号稳定准确。

2.金属转子流量计

金属转子流量计基于节流原理而制成。将金属制成具有

上大下小结构的转子，将其置于圆锥形的测量管道中。当被测介质由下至上流经测量管时，对转子产生一个向上的推力。当推力与转子自身重力达到平衡时，转子停留在测量管内的某一位置，通过机械装置在流量刻度盘上指示实时流量。流量与转子在测量管内高度的关系如下式 2 ：

式中，S 为转子最大横截面积；α 为流量系数；ρf 为被测介质密度；ρz 为转子材料密度；g 为重力加速度；V 为转子体积；H 为转子高度；S0 为测量管的环形缝隙的流通面积。

实际工况中，当管道内有焊渣等杂质较大物体随着介质流经转子时，会对转子造成损伤，甚至使得转子在冲击下造成上下部件断裂，无法正常指示出流量，此时可修复转子以解决问题。将转子从测量管内取出，用电焊将脱落的转子点焊固定。点焊后，转子的质量发生了改变，据式 2 可知，对应于同一流量时，转子在测量管内浮起的高度也会随之发生改变，即量程发生改变。需估算后对刻度盘或者 DCS 的量程进行的修改。若需要较为精确测量时，必须对校正系数 K 进行修正。K 值按下式 3 计算 ：

其中，ρ1，ρ1/ 为转子修复前后的密度 ；ρ 为被测介质密度。

K 值与刻度盘标尺上的示值相乘即可得到实际修改量程后的示值。因此，需要在焊接修复转子前后，均需要对转子进行称重。由于焊点非常小，可视为体积不发生改变。计算出密度后，再算出 K 值。根据实际应用证实，经修复的转子流量计能较准确的对被测介质进行测量，可使用在对测量精度要求不高的工况中。

3  旋涡流量计

旋涡流量计是利用流体遇到安装在管道中的旋涡发生体后产生的旋涡来测量流量。

旋涡流量计测量时，为了达到测量精度要求，通常需要温压补偿。旋进式旋涡流量计在使用过程中，最常见的故障就是温度值与现场温度实际值不符合。常规维修方法即更换温度传感器，但难以购买到匹配规格。

温度传感器的核心是 Pt100 铂电阻，可以将原传感器拆除，从 Pt100 热电阻中抽出铂电阻进行更换。若长度不符，可将铂电阻的引出线裁剪至适当长度，保证其与流体间能进行充分接触。采用导热性能较好且能延展性较好的金属制做成直径较细而管壁较薄的保护套套在铂电阻外，保护铂电阻安装时不受到机械损伤，也可保证传热性能。最后将铂电阻插入原温度传感器安装位置。若更换铂电阻后仍无法正常工作，可考虑原有传感器电路板损坏，无法接收信号。此时，将铂电阻外接温度变送器将电阻值转成 4~20mA DC 后再将信号送入流量计中。

在更换过程中，应注意铂电阻与流量计接口部分的密封。若无法保证密封，则可以在原温度传感器插入口处加焊一个外螺纹过程接头，将于其配套的内螺纹螺帽与制作好的保护套管焊接在一起后，再将铂电阻插入套管。完成后，必须加压试漏，确定密封性后才可正式使用。

4 .差压流量计

差压流量计是利用孔板节流原理，在孔板前后形成压差，此时流量与压差的平方根成正比，如式 4 ：

刮碰造成边缘钝化，则流出系数增大，造成附加误差，影响测量的精度，使生产经营成本过高。

在修复钝化孔板边缘前，应记录孔板正反两面的原开孔直径，若因丢失原始资料无法查证数据，可自行测量；再用角度测量仪测量原开孔角度。此时应尽可能提高测量精度，以避免造成人为误差而使修复好的孔板依然无法达到原有的测量精度。对钝化边缘进行打磨时，注意不要让打磨工具划伤孔板表面，应使得孔板表面光滑，边缘足够尖锐。同时还应注意孔板的直径比有一定要求，即 β 在 0.22~0.75 之间。若边缘钝化严重，打磨后 β 超出允许范围，则没有修复的必要。

根据 IS05167 标准，孔板与阻流件之间所要求的直管段比与直径比有关。修复钝化孔板势必改变孔板开孔直径，则其与管道实际内径之比也发生了改变，而孔板前后所需的直管段长度也随之发生改变。由于工艺管道安装完毕后无法任意改变长度，因此在修复时，应该尽可能使开孔直径变动不大。开孔比在某一允许范围内时，可不需要改变直管段长度。修复完成后，由于直径比发生改变，其对应的满量程刻度也随之改变，需要重新计算，予以校正。

5 .结语

在过程检测仪器仪表种类与技术日新月异的今天，维修仪器仪表的方法也要跟上技术的发展，重点在于掌握各种仪器仪表的测量原理。仪器仪表的维修既可以为企业节约生产成本，也可以在维修的过程中提高仪表技术人员的专业素质。