超声波流量计出现的问题与不足

姜金国,邱乾伟

独山子石化公司炼油厂仪表车间，新疆克拉玛依 833600

1 超声波流量计原理简介

超声波流量计是非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。使用超声波流量计，不用在流体中安装测量元件，故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行，因而是一种理想的节能型流量计。

2 超声波流量计在独山子石化公司炼油厂应用中出现的问题

独山子石化公司炼油厂炼油热水站共使用12台GE-XMT-868型号的超声波流量计。从开工到现在两年多的时间，出现过以下问题：

1）故障1：测量介质中含气泡导致测量数据出错，多次，其中两块表长时间不能正常工作，探头选型为115 Standard不适合本工况条件下使用；

2）故障2：换能器位置松动或缺少耦合剂，出现四次，其中微调调整换能器位置3次，加耦合剂一次；

3）故障3：现场流量显示负值，原因为探头接线反，出现次数一次，将探头信号线互换后，显示正常；

4）故障4：变送器显示屏出现条格状，输出信号不正常，出现一次，原因为电源板坏；

5）故障5：变送器显示屏不显示出现一次，由于集成卡件到显示屏的一根传输线断；

6）故障6：流量计的设备号不能更改，导致不能与PRM通讯所有超声波液位计仪表与厂家联系，但是不能解决。

3 常见问题的解决方案

3.1 测量介质中含气泡导致测量数据出错

此问题在热水装置出现的次数最多，开始出现问题时并没有想到是气泡太多的原因。我们根据表头显示的错误代码一一排除故障原因，最后确定是气泡太多导致不能正常测量。

GE超声波的故障代码：

E0：无错误 E1：信号太低 E2：声速错误

E3：流速超出范围 E4：信号质量太差 E5：流速变化太大

1998年，扒锅街最大的两棵榕树还在，郁郁葱葱的，爬满了知了，许飞就从知了声中甩着手飞奔进扒锅街，边跑边喊，陈胖子，你妈拿着锅铲来了，快躲起来！

在确定原因后工艺人员调整操作解决此问题，但还有两台长时间不能正常工作。

3.2 换能器位置松动或缺少耦合剂

此问题应该是超声波流量计最容易出现的问题，随着时间的增加故障率会越来越多。在老炼油厂焦化装置平均每两个月会出现一起，本装置运行两年出现的4次这类问题，有3次是最近一年出现的。

解决方法很简单，一个人看着表头信号强度，另一个人将换能器在计算出来的安装位置微调，达到使用条件的信号即可。

信号强度 ：

?

3.3 现场流量显示负值，探头接线反

此问题出现在开工初期，DCS显示值为零，现场检查表头显示有量但为负值，将两根换能器的信号电缆互换重接后正常。

3.4 变送器显示屏出现条格状，输出信号不正常

首先是以为液晶显示屏出现故障，但是打开变送器后闻到明显的焦糊味，经检查发现电源板的电感出现问题。更换电源板后仪表恢复正常。

3.5 流量计的设备号不能更改，导致不能与PRM通讯

PRM（工厂资源管理系统）是对现场总线仪表，HART仪表，其他仪表作集中的管理与维修。 PRM是一套总括性的资产管理解决方案，它将预测诊断得到的信息提供给用户。PRM支持多个协议，能够将厂商的各种不同智能现场设备传输出的数据统合在一起。现场设备的维护信息均通过各种标准现场协议收集在一起，并保存在中央数据库中。

本装置所用的GE-XMT-868型超声波流量计带有HART板，可以进行HART通讯。PRM是通过HART通讯读取DEVICE ID来进行分辨不同的仪表。然而热水装置的所有超声波的DEVICE ID均为0，这就使得PRM只能读出1块超声波仪表。我们试着用厂家给的方法更改设备号，但没能成功。厂家现场试验更改也没能成功。这个问题有待厂家进一步给出解决方案。

3.6 变送器显示屏不显示

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。我们用电烙铁重新焊接后显示正常。

4 对超声波流量计的几点建议

4.1 增加测量介质状态的参数

故障1出现的问题时故障代码E1～E5都会出现，此时故障代码不但不会对维护工作起到提示的作用，反而会干扰维护人员的判断。所以建议增加测量介质的状态，并在错误代码中体现出来，这样不但降低维护人员的工作难度，也能增加维护人员对工艺的说服力。

4.2 改进固定换能器的方法

目前固定换能器的固定方法是用一条钢带将换能器与工艺管线固定一起，但随使用的时间、管线的振动、外部条件变化等原因，固定不可避免的会发生松动，随之而来的就是测量的准确性下降。如果能进一步改进换能器的固定方法，会大大降低超声波的故障率，降低维护量。

4.3 本装置的超声波流量计参数组态问题

1）通过HART375（275）通讯进行浏览和更改参数；

2）通过超声波流量计自带的485口与笔记本通过IDM软件进行更改。

由于超声波流量计的组态需要更改很多参数如：传感器类型、管道材质、管道外径OD、壁厚Wall、传播距离P、轴向距离L、传感器类型、流体类型、温度、密度、单位量程范围、单位、安装方式等很多参数，所以一个好的通讯软件很重要。GE公司的IDM软件是基于DOS系统的一种应答式软件，对于现在人们常用的WINDOWS系统来说已经过时了，应该开发一款功能更多，使用更方便的软件。

4.4 合理的分布、连接各电路板

故障6出现的问题，虽然是维护人员不细心旋转盖子压坏数据线，但是厂家如果能够更合理的布线就不会发生。建议厂家能够更合理的分布、连接各电路板。

5 结论

GE超声波在独山子石化公司炼油厂总体来说使用情况还是比较好的，测量精度也很高，厂家的维护人员也很敬业，给我们很多的技术指导。希望GE超声波流量计能够进一步发展，测得更准，故障更少，维护也更方便。