气体质量流量计是一种用于精确测量气体质量流量的仪器,它基于热式、振荡式或压降式等测量原理,通过检测气体流动引起的物理量变化(如热传递、振动频率或压力差)来计算质量流量。其原理以热式气体质量流量计为例,其传感元件包含两个热电阻(铂RTD),一个作为速度传感器被加热至恒定温度,另一个用于补偿气体温度变化。当气体流过速度传感器时,会带走热量导致其温度下降,系统通过增加加热电流维持温度恒定,电流变化量与气体流速成正比,从而计算出质量流量。
第一步:安装前准备
确认选型正确:
核对流量计的量程、管径、过程连接方式(如NPT、G、VCR、法兰等)、材质(316L不锈钢、哈氏合金等)是否符合应用要求。
确认流量计标定的气体类型(如N₂、O₂、Air、CO₂、Ar等)与实际使用气体一致。
检查仪表状态:
检查流量计外观有无损坏,传感器探头(热式)或流量管(科里奥利)是否清洁。
检查电气接口、接线端子是否完好。
第二步:安装
选择安装位置:
安装在振动小、无强电磁干扰的区域。
确保有足够的前后直管段(通常10D,后5D,D为管径),以保证流场稳定,减少测量误差。
避免安装在管道的最高点(易积气)或z低点(易积液)。
管道安装:
管道式:将流量计按流向箭头指示方向,通过法兰或螺纹连接到管道中。使用合适的垫片,均匀拧紧螺栓,防止泄漏和应力。
插入式:在管道上开孔,安装球阀和安装底座,然后将流量计探头插入并固定。
注意:安装时避免对流量计本体施加机械应力。
电气连接:
按照说明书连接电源线(通常为24V DC或220V AC)。
连接输出信号线(如4-20mA、RS-485等)到PLC、DCS或显示仪表。
确保接地良好,屏蔽电缆的屏蔽层单端接地,以减少干扰。
第三步:通电与初始化
开启电源:
给流量计供电。
观察仪表指示灯或显示屏是否正常启动。
预热与自检:
多数流量计需要30秒到2分钟的预热时间,内部电子元件和传感器达到稳定状态。
仪表通常会进行自检,显示屏可能显示“INIT”、“CAL”或归零过程。
检查零点:
在管道内无气体流动(阀门关闭)的情况下,观察流量读数是否为零或接近零。
如果零点漂移较大,可能需要进行零点校准(见第四步)。
第四步:零点校准(必要时)
注意:此操作必须在无流量、系统稳定的条件下进行。
确认条件:
关闭上下游阀门,确保管道内无气体流动。
等待1-2分钟,让系统稳定。
执行零点校准:
方法一(面板操作):按住流量计外壳上的“ZERO”或“CAL”按钮3-5秒,直到显示屏闪烁或归零。
方法二(软件操作):通过HART手操器、Modbus或专用软件发送零点校准指令。
校准完成后,仪表会自动保存新的零点值。
第五步:运行与测量
缓慢开启阀门:
缓慢打开流量计上游的截止阀,让气体逐渐流入管道。
避免压力或流量的剧烈冲击,以防损坏传感器。
监控读数:
观察流量计显示屏上的瞬时流量、累计流量(如有)是否正常。
检查输出信号(如4-20mA)是否与显示值对应。
系统集成:
如果连接到控制系统,确认PLC/DCS接收到正确的流量信号,并能进行控制或记录。
第六步:停机与维护
正常停机:
缓慢关闭上游阀门,停止气体流动。
流量计读数应回零。
可保持供电(用于监控或待机),或按需断电。
定期维护:
清洁:定期检查传感器探头是否被油污、粉尘或冷凝物污染。必要时,按说明书要求进行清洁(如用w水酒精擦拭)。
检查泄漏:定期检查管道连接处和密封件是否有泄漏。
验证校准:根据使用频率和工况,定期(如每年)送计量部门进行校准验证。
长期停用:
排空管道内的气体和冷凝液。
断开电源。
用堵头封住接口,防止灰尘或湿气进入。