Pierwszym krokiem w rozwiązywaniu problemów jest identyfikacja technologii pomiarowej. Zarówno przepływomierze Coriolisa, jak i termiczne przepływomierze masowe zgłaszają przepływ masowy, ale nie ulegają awariom z tych samych powodów. Miernik Coriolisa opiera się na kontrolowanych drganiach rurki, natomiast miernik termiczny opiera się na wymianie ciepła pomiędzy czujnikiem a przepływającym gazem. Thezasada działania pomiaru przepływu masowegozapewnia przydatne tło przed zdiagnozowaniem którejkolwiek technologii.
Problemy z przepływomierzem masowym w skrócie
| Objaw | Prawdopodobna przyczyna | Najbardziej odpowiednia technologia | Pierwsza kontrola |
|---|---|---|---|
| Odczyt przepływu jest zmienny | Porywany gaz, wibracje, pulsacja | Przede wszystkim Coriolisa | Faza procesu i diagnostyka |
| Miernik nie będzie zerowany | Rzeczywisty przepływ, nieszczelność zaworu, naprężenie rury | Coriolisa | Potwierdź prawdziwy stan braku-przepływu |
| Gęstość zmienia się nieoczekiwanie | Pociąganie gazu, powlekanie, zmiana procesu | Coriolisa | Porównaj przepływ, gęstość i warunki procesu |
| Odczyt gazu zmienia się po zmianie receptury | Inny skład gazu | Termiczny | Sprawdź gaz kalibracyjny i współczynnik gazu |
| Czytanie stopniowo dryfuje | Zanieczyszczenie czujnika lub osady | Obydwa | Sprawdź proces i stan czujnika |
| Wynik niskiego-przepływu jest niespójny | Przewymiarowanie, zerowa stabilność, nieodpowiedni zakres | Obydwa | Porównaj rzeczywisty przepływ ze skalibrowanym zakresem |
Dlaczego mierniki Coriolisa i termiczne przepływomierze masowe mają różne problemy
Przepływomierze masowe Coriolisa
Miernik Coriolisa określa przepływ masowy na podstawie zachowania wibrujących rurek pomiarowych. Zmiany ruchu rury są przekształcane na przepływ masowy, a wiele projektów zapewnia również gęstość i temperaturę procesu. Ponieważ pomiar ma charakter mechaniczny i dynamiczny, drgania zewnętrzne, naprężenia rur, pęcherzyki gazu, powłoka i przepływ dwu-fazowy mogą mieć wpływ na wydajność.
FlowTPrzewodnik po zasadach działania przepływomierza Coriolisawyjaśnia związek pomiędzy siłą Coriolisa, ruchem rury i bezpośrednim pomiarem masy, natomiastzalety i ograniczenia przepływomierzy Coriolisazapewniają przydatny kontekst, gdy rozwiązywanie problemów staje się kwestią-wyboru technologii.
Termiczne przepływomierze masowe
Termiczny przepływomierz masowy zwykle mierzy gaz poprzez monitorowanie wymiany ciepła z nagrzanego elementu czujnikowego. Dzięki temu jest on wrażliwy na właściwości termiczne gazu oraz osady na powierzchni czujnika. Skład gazu, wilgotność, warunki ciśnienia i geometria instalacji zasługują zatem na więcej uwagi niż w przypadku miernika cieczy Coriolisa.
Podstawowy mechanizm pomiarowy jest opisany w FlowTzasada działania termicznego przepływomierza masowego.
1. Gaz porwany i przepływ-fazowy
W przypadku zastosowań z cieczą Coriolisa, porwany gaz powinien być jedną z pierwszych rzeczy do zbadania, gdy zarówno przepływ, jak i gęstość stają się niestabilne. Gaz zmienia sposób, w jaki masa płynu oddziałuje z wibrującymi rurkami i może wpływać na tłumienie i rozkład faz wewnątrz czujnika.
Emersonaoficjalne wytyczne dotyczące gazu Coriolisa-podkreśla rozkład pęcherzyków jako kluczowy czynnik zastosowania i zauważa, że lepkość, prędkość i zachowanie pęcherzyków wpływają na wydajność pomiaru.
Przed zmianą ustawień licznika poszukaj wskazówek dotyczących procesu:
- Czy problem zaczął się po zmianie zbiornika?
- Czy pompa pobiera powietrze przy niskim poziomie zbiornika?
- Czy ciśnienie procesowe spadło na tyle, aby uwolnić rozpuszczony gaz?
- Czy gęstość spada w tym samym czasie, gdy przepływ masowy staje się niestabilny?
- Czy problem znika, gdy proces osiągnie stabilną pracę?
Nie zeruj ponownie-miernika Coriolisa, gdy obecne są dwie fazy. Najpierw ustabilizuj proces.
2. Wibracje zewnętrzne i naprężenia mechaniczne
Ponieważ czujnik Coriolisa celowo wibruje, wibracje zewnętrzne mogą skomplikować pomiar. Możliwymi źródłami są pompy, sprężarki, elastyczne rurociągi, słabo podparte rurociągi i pobliski sprzęt.
Przydatną wskazówką diagnostyczną jest wyczucie czasu. Jeśli sygnał przepływu staje się niestabilny dopiero po uruchomieniu pobliskiej pompy lub sprężarki, przed złożeniem winy na kalibrację należy zbadać interakcję mechaniczną.
Naprężenia w rurach zasługują na osobną kontrolę. Nieprawidłowo ustawione kołnierze, wciskanie miernika w odpowiednie położenie za pomocą śrub lub używanie czujnika jako podpory konstrukcyjnej może spowodować niepożądane obciążenie rurek pomiarowych. Licznik, który przesuwa zero po naprawie rurociągów, może mieć problem z instalacją, a nie usterkę elektroniczną.
3. Miernik Coriolisa nie zeruje
Zerowanie ustala linię bazową braku przepływu-w liczniku. To nie to samo co kalibracja.
Przed uruchomieniem procedury zerowania należy upewnić się, że czujnik jest pełny i rzeczywiście nie ma przepływu. Zamknięty zawór może nadal przeciekać. Konwekcja naturalna, gaz uwięziony w rurach, niestabilna temperatura lub naprężenia w rurach mogą również uniemożliwić powtarzalne zerowanie.
Jeżeli zachowanie zerowe uległo zmianie po konserwacji, najpierw zapytaj, co jeszcze uległo zmianie: ustawienie kołnierzy, podpory, położenie zaworu, temperatura rury lub faza procesu. Powtarzanie polecenia zera bez zidentyfikowania przyczyny może raczej ukryć niż rozwiązać problem.
4. Zanieczyszczenie, powłoka i częściowe zablokowanie
Osady mogą wpływać zarówno na liczniki Coriolisa, jak i liczniki termiczne, ale z różnych powodów.
W mierniku Coriolisa powłoka zmienia masę i zachowanie mechaniczne rurek pomiarowych. Możliwe wskazówki obejmują przesunięcie gęstości, zerową zmianę, zwiększony wysiłek związany z napędem lub stopniowo pogarszającą się powtarzalność.
W mierniku termicznym zanieczyszczenie zmienia przepływ ciepła z elementu czujnikowego. Mgła olejowa, kurz, wilgoć, pozostałości po sprężarce i osady procesowe mogą zatem powodować powolny dryf lub wolniejszą reakcję.
Dyskusja FlowT na temattermiczny przepływomierz masowy,-stabilność długoterminowama znaczenie, gdy odczyt zmienia się stopniowo, a nie bezpośrednio po uruchomieniu.
5. Kawitacja, flashowanie i ciśnienie procesowe
Miernik Coriolisa nie jest w stanie skorygować cieczy zmieniającej fazę wewnątrz czujnika. Jeśli lokalne ciśnienie spadnie na tyle, że utworzy się para, miernik może faktycznie mierzyć mieszaninę dwu-fazową.
Sprawdź tę możliwość, gdy niestabilność pojawia się tylko przy dużym przepływie, podwyższonej temperaturze lub dużym spadku ciśnienia. Położenie zaworu i dostępne ciśnienie za zaworem mogą mieć większe znaczenie niż zmiana ustawień przetwornika.
Kawitacji i obróbki blacharskiej nie należy traktować identycznie. Kawitacja polega na tworzeniu się pary, po której następuje zapadnięcie się po powrocie ciśnienia; miganie występuje, gdy para pozostaje, ponieważ ciśnienie za zaworem pozostaje poniżej ciśnienia pary- cieczy. W obu przypadkach faza płynna przechodząca przez miernik ma kluczowe znaczenie dla diagnozy.
6. Zmiany składu gazu w pomiarze termicznego przepływu masowego
Jest to jeden z najważniejszych problemów związanych z termicznym przepływomierzem masowym, który można łatwo pomylić z dryftem kalibracyjnym.
Termometr reaguje na właściwości-przenikania ciepła gazu. Jeśli gaz procesowy różni się od gazu kalibracyjnego lub jeśli mieszanina zmienia się znacząco, wskazany przepływ może się przesunąć, nawet jeśli czujnik działa prawidłowo.
Brooks Instrument wyjaśnia, że zmiany gazu mogą wymagać odpowiedniego współczynnika czujnika lub współczynnika korekcji gazu i zauważa, że kalibracja na rzeczywistym gazie zapewnia najwyższą dokładność. Zawarte w nim wytyczne ostrzegają również, że ciśnienie robocze, zakres przepływu i stan gazu mogą mieć znaczenie, gdy proces różni się od pierwotnej konfiguracji kalibracji.
Przed ponowną kalibracją sprawdź:
- Oryginalny gaz kalibracyjny
- Bieżący skład gazu lub-mieszaniny gazów
- Skonfigurowany współczynnik korekcji gazu
- Ciśnienie i temperatura robocza
- Czy receptura procesu została ostatnio zmieniona
Przewodnik FlowT potermiczny pomiar masy mieszanin gazowychrozwija tę kwestię.
7. Błędy w montażu ciepłomierza
Rozwiązywanie problemów z licznikiem temperatury nie powinno kończyć się na składzie gazu. Geometria instalacji ma znaczenie, szczególnie w przypadku projektów wstawiania.
Sonda musi prawidłowo odzwierciedlać przepływający gaz. Nieprawidłowa głębokość zanurzenia, niewłaściwa średnica rury wprowadzonej do przetwornika, poważne zakłócenia na dopływie lub punkt instalacji o złym profilu przepływu mogą powodować stałe odchylenie.
Instrumenty inline i instrumenty wstawiane mają również różne ograniczenia instalacyjne. FlowTPorównanie termicznego przepływomierza masowego wbudowanego i wkładanegojest przydatne przy podejmowaniu decyzji, czy bieżąca architektura instalacji sama w sobie przyczynia się do problemu.
8. Miernik ma niewłaściwy rozmiar lub działa poza użytecznym zakresem
Nie należy wybierać przepływomierza masowego na podstawie samego nominalnego rozmiaru rury.
Przewymiarowany miernik Coriolisa może normalnie pracować w pobliżu dolnej części użytecznego zakresu przepływu, gdzie ważniejsza staje się stabilność zera i niepewność absolutna. Zbyt mały miernik może spowodować niepożądaną utratę ciśnienia.
Termometry również muszą odpowiadać rzeczywistemu przepływowi gazu, stanowi rur i zakresowi kalibracji. Jeśli odczyt jest rozsądny przy większym przepływie, ale staje się słaby dopiero przy minimalnej pracy, dobór miernika powinien znaleźć się wyżej na liście diagnostycznej.
Rozróżnienie pomiędzypomiar przepływu masowego i objętościowegowarto również sprawdzić, gdy zmieniły się warunki procesu lub jednostki inżynieryjne.
9. Którą diagnostykę Coriolisa należy sprawdzić?
Nie polegaj wyłącznie na-przepływie masowym. W zależności od konstrukcji licznika przydatne zmienne diagnostyczne mogą obejmować gęstość, temperaturę procesu, stan zera, diagnostykę związaną z napędem-i alarmy przetwornika.
Szukaj korelacji, a nie jednej izolowanej wartości. Na przykład przepływ niestabilny, któremu towarzyszą opadające punkty gęstości w innym kierunku niż przepływ niestabilny o stałej gęstości, ale silnymi wibracjami mechanicznymi.
Prosta sekwencja diagnostyczna to:
- Przed zmianą ustawień zanotuj objawy przepływu.
- Porównaj gęstość i temperaturę z oczekiwanymi wartościami procesu.
- Przejrzyj alarmy licznika i dostępną diagnostykę napędu.
- Sprawdź, czy objaw pojawia się po zmianach-pracy pompy, zaworu lub wsadu.
- Dopiero wtedy zadecyduj, czy zasadne jest zerowanie, czyszczenie lub kalibracja.
10. Kalibracja, zerowanie, konfiguracja i weryfikacja to nie to samo
Wiele niepotrzebnych ponownych kalibracji ma miejsce, ponieważ te cztery działania są traktowane zamiennie.
Konfiguracjaustawia jednostki, zakresy, dane gazu, wyjścia i inne parametry przyrządu.Zerowanieustanawia punkt odniesienia dotyczący braku-przepływu.Kalibrowanieporównuje licznik z wzorcem w określonych warunkach.Weryfikacja terenowapyta, czy zainstalowany pomiar pozostaje wiarygodny w rzeczywistym procesie.
NISTdokumentacja kalibracji przepływu cieczypokazuje, dlaczego to rozróżnienie ma znaczenie: niepewność kalibracji obejmuje nie tylko wzorzec odniesienia, ale także odtwarzalność testowanego miernika.
Szersze wyjaśnienie identyfikowalności i kontroli terenowych można znaleźć w dokumencie FlowTinstrukcja kalibracji przepływomierza. Przeglądy mogą również przynieść korzyści w zastosowaniach termicznychniepewność przepływomierza masy termicznejIpowtarzalność termicznego przepływomierza masowego.
Praktyczny scenariusz rozwiązywania problemów
Rozważmy miernik cieczy Coriolisa, który staje się niestabilny natychmiast po zmianie zbiornika. Przepływ masowy zmienia się, a zmierzona gęstość maleje w tym samym czasie. Przed zmianą licznik był stabilny.
Lepszą pierwszą reakcją nie jest ponowna kalibracja. Sprawdź, czy podczas przesyłu powietrze dostało się do przewodu ssącego pompy, czy czujnik pozostał pełny i czy proces ustabilizuje się, gdy warunki w zbiorniku i pompie powrócą do normy. Połączenie czasu, niestabilnego przepływu i spadającej gęstości sprawia, że porwany gaz jest bardziej prawdopodobną pierwszą hipotezą niż nagłe niepowodzenie kalibracji.
Jest to ilustracyjny przykład diagnostyczny, a nie przypadek klienta. Jego celem jest pokazanie, jak kilka zmiennych razem może zawęzić pierwotną przyczynę.
Krok-po-procesie rozwiązywania problemów z przepływomierzem masowym
- Zidentyfikuj technologię.Sprawdź, czy miernik jest Coriolisa, czy termiczny.
- Zdefiniuj objaw.Rekordowo wysoki odczyt, niski odczyt, wahania, błąd zera, zmianę gęstości lub alarm.
- Sprawdź proces.Przejrzyj ciśnienie, temperaturę, fazę, skład gazu i ostatnie zmiany operacyjne.
- Przejrzyj diagnostykę.Wykorzystaj gęstość, temperaturę, zero i dostępną diagnostykę urządzenia.
- Sprawdź instalację.Sprawdź, czy nie występują wibracje, naprężenia rur, nieprawidłowa orientacja i problemy z położeniem-sondy termicznej.
- Weź pod uwagę zanieczyszczenie.Zapytaj, czy mogła nagromadzić się powłoka, olej, kurz lub wilgoć.
- Sprawdź konfigurację.Potwierdź wybór gazu, jednostki, zakresy i skalowanie mocy.
- Porównaj z wiarygodną referencją.Należy to zrobić w stabilnych warunkach, gdy uzasadnia to znaczenie pomiaru.
- Dokonuj ponownej kalibracji tylko wtedy, gdy potwierdzają to dowody.
Kiedy należy ponownie-wybrać glukometr?
Rozwiązywanie problemów nie może skorygować zasadniczo nieodpowiedniej aplikacji. Należy ponownie rozważyć technologię lub rozmiar miernika, jeśli przepływ dwu-fazowy jest normalny, a nie sporadyczny, skład gazu różni się od akceptowalnego zakresu korekcji termicznej, czujnik wielokrotnie ulega zanieczyszczeniu, utrata ciśnienia jest nadmierna lub nie można osiągnąć wymaganej niepewności w rzeczywistym zakresie przepływu.
W przypadku zastosowań gazowych, szerszyporównanie technologii termicznych przepływomierzy masowychmoże pomóc w ustaleniu, czy pomiar termiczny jest nadal właściwym podejściem.
Często zadawane pytania
Dlaczego mój przepływomierz masowy Coriolisa się waha?
Typowe przyczyny to uwięziony gaz,-przepływ dwufazowy, wibracje, zmieniające się ciśnienie procesowe, naprężenia w rurach lub powłoka czujnika. Porównaj przepływ z gęstością, temperaturą i dostępną diagnostyką, zanim założysz, że kalibracja się nie powiodła.
Czy pęcherzyki powietrza mogą wpływać na przepływomierz masowy Coriolisa?
Tak. Porywany gaz może zmienić interakcję pomiędzy płynem procesowym a wibrującymi rurkami pomiarowymi. Rozkład pęcherzyków, prędkość i stan płynu wpływają na to, jak poważny staje się efekt.
Dlaczego miernik Coriolisa nie wskazuje zera?
Możliwe przyczyny obejmują rzeczywisty przepływ przez czujnik, nieszczelność zaworu, uwięziony gaz, niestabilną temperaturę, naprężenia mechaniczne lub nieprawidłową procedurę zerowania. Najpierw potwierdź pełny czujnik i rzeczywisty stan zerowego-przepływu.
Czy skład gazu wpływa na termiczny przepływomierz masowy?
Tak. Pomiar masy termicznej zależy od właściwości-przenikania ciepła gazu. Zmiana gazu lub mieszaniny gazów może wymagać współczynnika korekcyjnego, innej konfiguracji lub kalibracji dla rzeczywistego gazu procesowego.
Kiedy należy dokonać ponownej kalibracji przepływomierza masowego?
Ponowna kalibracja jest odpowiednia, gdy po wykluczeniu przyczyn procesu, instalacji, skażenia i konfiguracji utrzymuje się trwałe odchylenie pomiaru lub gdy system jakości, program konserwacji lub aplikacja o znaczeniu krytycznym-pomiarowym wymaga identyfikowalnej kalibracji.
Co się stanie, jeśli miernik będzie dokładny przy dużym przepływie, ale słaby przy niskim przepływie?
Sprawdź dobór miernika, stabilność zera, zakres roboczy i sposób określenia dokładności. Miernik przewymiarowany do normalnej pracy może dawać akceptowalne wyniki przy większym przepływie, oferując jednocześnie mniej użyteczną wydajność w dolnym obszarze działania.
Ostateczne dania na wynos
Rozwiązywanie problemów z przepływomierzem masowym działa najlepiej, gdy proces, instalacja i przyrząd są traktowane jako jeden system pomiarowy. W przypadku mierników Coriolisa należy najpierw skupić się na stanie fazowym, wibracjach, zera, naprężeniu rury i zanieczyszczeniu. W przypadku liczników termicznych dodaj do listy skład gazu, zanieczyszczenie i geometrię instalacji. Zdefiniuj objaw, poszukaj skorelowanych zmian w procesie i zweryfikuj zastosowanie przed podjęciem decyzji o konieczności ponownej kalibracji lub wymiany.
