大口径热量表检定装置常见故障及解决对策

岳娜 张校彬 宋志涛

【摘要】大口径热量表检定装置是对热量表进行量值传递的一种标准装置，由热水流量标准装置、配对温度传感器检定装置、密封性实验设备、压力测量组件等组成。本文介绍了大口径热量表检定装置在运行过程中组成设备出现的问题，重点分析了电子天平、标准表、气动阀门、夹表器等设备发生故障的原因并提出相应的解决对策。

【关键词】大口径热量表检定装置；电子天平；标准表；气动阀门；夹表器

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.03.065

The Common Troubles of Large-caliber Heat Meter Verification Device and the Countermeasures

YUE Na， ZHANG Xiaobin， SONG Zhitao

（Ningxia Institute of Metrology， Quality Inspection and Testing， Yinchuan 750200， China）

Abstract： The calibrating device of large-caliber heat meter is a standard device for the value transfer of heat meter， the utility model is composed of a hot water flow standard device， a paired temperature sensor verification device， a sealing experimental device， a pressure measuring component， etc. This article introduces the problems occurred during the operation of the large-caliber heat meter verification device， focusing on analyzing the causes of malfunctions in electronic scales， standard meters， pneumatic valves， meter clamps， and other equipment， and proposes corresponding solutions.

Keywords： large caliber heat meter verification device； electronic balance； standard meter； pneumatic valve； meter clip

0引言

热量计量是计量科学技术的重要组成部分，准确测量热量对提高产品质量、保障生产安全、改进操作工艺、改善生产条件及开展科学实验等都有着重要意义。

大口径热量表检定装置是常见的液体热量标准装置，主要用于热量表量值传递，在贸易、生产、环保等领域发挥着重要的作用。宁夏计量质量检验检测研究院研制的大口径热量表检定装置，自建成并投入运行以来已完成了大批热量表的检校工作。近年来，该装置在运行过程中陆续出现了一些问题。针对出现的问题，我们认真分析原因并实施了有效的解决对策。

1装置工作原理及组成

宁夏计量质量检验检测研究院研制的大口径热量表检定装置由稳压罐、试验管路、水泵、夹表器、流量调节阀、换向器、标准器（电子天平或标准表）、控制台等主要设备组成（见图1）。装置采用热水作为标定介质，检定口径为DN15～DN150，测量范围为0.1～320 m3/h，可开展热量表的检定工作。

装置工作原理为：装置通电后，水泵将水箱中的水打入稳压罐，消气过滤，流场达到稳定后，让热水连续满管流经阀门、被检表、主标准器，进入罐或旁通管道，然后检测人员比较两者的输出热量值，从而确定热量表的误差特性。

2装置出现的问题及解决对策

装置在运行一段时间以后，电子天平、阀门、标准表、夹表器等设备容易出现一些问题和故障，如阀门关闭不严、标准表误差偏移、夹表器垫圈损坏等。下面详细介绍几种常见设备故障及解决方案。

2.1标准表流量显示异常

该装置的标准表采用西门子电磁热量计，有五种口径：DN15、DN25、DN40、DN80、DN125。因单位搬迁，整个装置重新安装。在开机后还未通水的情况下，我们发现标准表DN125电磁热量计始终有9 m3/h的瞬时流量。正常情况下没有流量时电磁热量计应该显示为0 m3/h。电磁热量计流量显示异常通常有三种原因：一是接错线路；二是有干扰、接地不好或磁场干扰；三是电磁热量计出现故障或计量不准。

问题排查及解决。第一步，用万用表查看后发现电磁热量计线路连接没有问题。第二步，检查装置是否有效接地，但是重新按规范接地后，并没有解决问题。第三步，将电磁热量计送去检测，检定结论是合格的。第四步，请专业人员将线路重新检查了一遍，发现连接电磁热量计表体和显示部分的电源线路断接部分太多（同一线路用多根线连接而成）。在重新更换一根完整的电源线后，电磁热量计恢复了正常显示。

标准表是热量表检定装置的重要监测设备，通常会采用电磁热量计作为标准表。电磁热量计因搬迁或随时间的推移等原因会产生一定的示值或重复性偏差，应随时关注并监测标准表的异动情况。

2.2电子天平显示异常

电子天平是水流量装置的主要标准器，常用的品牌有梅特勒托利多和赛多利斯。近几年，电子天平有过两次显示异常，在没有称重的情况下，称量值数据突变，从0 kg突然跳到160 kg。造成异常的原因：一是线路接触不良；二是电子天平垫脚严重磨损；三是主控板出问题。

问题排查及解决。第一步，查看所有线路均连接正常，没有接触不良问题。第二步，检查电子天平垫脚严重磨损，更换垫脚后电子天平恢复正常，但是2年后，电子天平又出现了显示异常，此时垫脚处于正常状态。第三步，请专业人士将电子天平显示器打开，发现主板元器件出现故障，更换主板后电子天平显示器运行正常。

电子天平虽然每年都要被检定，但在日常使用过程中使用者也要随时关注其显示是否异常。作为重要的主标准器，电子天平的正常使用关系到热量表检定的准确性。

2.3气动阀门故障

该装置的气动阀门包括三种：三通阀、左端阀和右端阀。三通阀用来连接稳压罐、试验管路和水箱管路；左端阀安装在三通阀和试验管路间，用来启停水流；右端阀安装在被检热量表的下游，用来启停水流和切换水流至水箱。具体见图2。

在检定热量表时发现，关闭三通阀后，被检热量表的累积热量值依然不断增加，切换到瞬时流量时，被检热量表的流量显示为0.07 m3/h。最初以为是被检表出现问题，更换已检合格的热量表夹装到试验管道后，发现累积热量也在增加，瞬时流量值仍然为0.07 m3/h。经过与装置厂家沟通后，判断可能是阀门出现了问题。

问题排查及解决。第一步，查看关闭三通阀门后，标准器有无水流经过。将换向器切换到电子天平上的称量罐，发现秤的重量在不断增加，说明三通阀确实存在漏水情况。第二步，查看左端阀是否也存在漏水情况。将三通阀和左端阀同时关闭，这时连接称量罐的电子天平显示重量没有继续累加，说明左端阀不存在漏水问题。找到问题后，及时购买并更换三通阀门，解决了阀门漏水问题。

阀门是装置的重要组成部分，水质问题以及电动阀门的频繁使用都会造成阀门关闭不严、控制器失灵等问题。在装置的使用过程中应及时关注阀门使用是否正常，建议对常用阀门进行备货，以免装置临时停摆造成损失。

2.4试验管道出现气泡

装置产生气泡的因素有很多，其中稳压容器、弯头、阀门、夹表器（见图3）等局部阻力件作为大口径热量表检定装置的重要组成部件和过流部件，其自身结构和工作过程都可能会导致气泡产生，如稳压罐内隔板漏水、稳压罐管道与试验管道连接不平整、夹表器密封出现问题等。

问题排查及解决。第一步，打开稳压罐，查看内部构造，确认安装位置正确，隔板焊缝完好，不会出现稳压罐因大面积漏水导致不能稳压而产生气泡的情况。第二步，沿稳压罐延伸管路一路排查，发现左端阀这一路管道向下倾斜，用叉车将管道抬起与地面平行再次试验，发现试验管道依旧有气泡。第三步，打开夹表器，发现密封圈因频繁的夹表运动而断裂，进而将夹表装置中气动管路的气体带入水流中，产生了气泡。更换夹表装置密封圈后，发现管路气泡消失。

夹表器的密封圈是橡胶制品，在反复夹装表后会出现密封圈磨损的情况。在检定过程中应时刻注意水流情况，随时关注装置是否产生气泡，及时解决问题，以免造成装置失准现象。

3装置其他设备常见故障及运行维护

大口径热量表检定装置由多种设备组成，常年使用后除出现上述典型问题，还存在其他一些问题。例如：因宁夏水质偏硬会腐蚀稳压罐和管路而导致漏水问题；换向器依靠活塞在气缸内切换方向运动，时间久了，活塞因堵塞出现换向不到位问题；变频器因为受潮造成元器件损坏问题。

为了延长装置的使用寿命，对装置的维护十分重要。第一，应定期让厂家人员进行维护保养；第二，定期清洗水箱，更换纯净水，保持管路清洁；第三，加装净水设备，软化水源，让水箱和管道不易结垢；第四，在检定过程中不断注意异常情况，做到有问题及时发现并解决。

4结束语

大口径热量表检定装置作为计量标准器具，在使用过程中会出现各种故障。本文罗列了一部分典型设备常见故障及解决方案，为大家及时排查装置问题提供一些参考和借鉴。

【参考文献】

[1]液体流量标准装置：JJG 164—2000[S].

[2]热能表：JJG 225—2001[S].

[3]热量表检定装置：CJ/T 357—2010[S].

【作者简介】

岳娜，女，1983年出生，高级工程师，学士，研究方向为流量容量计量。

（编辑：李加鹏）