科里奥利流量计校验的好帮手

作者：艾默生公司

欢迎访问e展厅 展厅 12 流量计展厅 涡轮流量计, 涡街流量计, 旋涡流量计, 电磁流量计, 罗茨流量计, ... 科里奥利流量计由1至2根流量管组成，在驱动线圈的作用下以一定频率振动，当流体通过管道，其流动方向与振动方向垂直，管道会因为科里奥利效应轻微扭曲，管道的偏转程度与质量流量成正比，这也就是我们在质量流量计算中使用的相位差。 由于流量管道振动的频率和流体的密度有关，因此科里奥利仪表还可以用来测量密度，通过振动频率计算密度。 科里奥利流量计适用于液体和气体的测量，它的优点在于它是直接的质量流量测量，与温度、压力、密度、粘度和流速等参数无关，而且精度高，可重复计量。 但是腐蚀和侵蚀会使科里奥利流量计管道内壁变薄，严酷的工况也会改变管道的刚度，致使其变形，从而影响传感器对质量和密度的反应，偏离量程。频繁的标定既费时又费钱，而且需要中断生产，问题是如果标定的频率达不到一定的量，又会影响产品质量。 标定选项 传统的流量计标定方法需要借助昂贵的设备，包括标准流量计、车载校验设备和磅秤，还要配备熟练的技术人员，把流量计从生产线上拆下，整个过程非常费时，还要中断生产。 在线仪表自校验的方式显然更为理想，这是一种对科里奥利流量计结构完整性进行校验的方法，它通过电子装置来确定科里奥利流量计的刚度是否因侵蚀、腐蚀或变形而改变。 科里奥利流量计组件的刚度是通过一种独特的信号来测量的，这种信号是在响应一系列经过严格选择的测试音中产生的，用测得的刚度与原有刚度相比较，来判断传感器管道的结构是否有任何形式的变化或损坏。采用多种测试频率可使诊断不受密度和流量的影响，这样就能应用于任何一种过程流体，不一定要使用与工厂标准一样的流体。 如果流量管道的刚度与原始数据并无差别，那就不可能发生任何侵蚀、腐蚀或塑性变形的情况，同时也表明流量计的状态良好，操作人员和维修人员可以把时间放到检查其它过程和仪表的故障上面。 只有当管道刚度发生很大变化时才需要进行故障检查，这种变化表明仪表本身甚至是整个过程中存在问题，解决这些问题后，流量计可重新标定继续工作，并按照新的基准来检测刚度的变化。 实现智能化 智能仪表自校验完全可以内置于科里奥利流量计，无需其它外接设备，技术人员也无需将流量计拆下注入测试液体，因此不会影响过程的运行。智能仪表自校验的整个过程仅需90秒钟，而且可以在任何时间进行，甚至是远程操控，只要按一下键盘就可以了，也不再需要长时间观察趋势。 由于有了HART 、基金会现场总线以及Wireless HART等数字通讯协议，智能仪表自校验可在控制室的维护工作站中远程完成，技术人员无需前往现场进行操作。 电子设备描述语言（EDDL）使所有支持EDDL的控制系统都能进行智能仪表自校验，如今常用的控制系统都已安装了由流量计厂商提供的EDDL使用向导，分步指导用户使用，无需任何专门的培训就可以进行仪表自校验，工作完成百分比直接显示在屏幕上，提示技术人员等待的时间。 有了仪表自校验向导，测试结果的好坏一目了然，没有繁复的数据或图表，而是直接提示用户要做什么。如检定的结果是“未通过”，那么系统会提示用户检查过程，或立即安排标定，或替换故障流量计；如果检定的结果是“通过”，那么就不需要马上进行标定。 在线仪表自校验比标定的速度更快，而且不需要中断生产流程，避免了不必要的标定工作，每年为工厂节省大量运行成本。仪表自校验还能帮助工厂以更少的标定工作和更低的成本来满足某些行业的特定法规。 维护人员得知科里奥利流量计的结构没有发生变化后，会延长两次标定之间的时间间隔。由于减少了标定次数，停机次数也相应减少，工厂效率就会提高。通过仪表自校验，还能让工作人员在过程受到影响前就发现流量计的问题。 在合适的时间进行标定可提高生产质量，避免因原料的质量而造成的返工和废品；由于标定好的流量计设定点可调至极限状态，以使过程运行效率达到最佳，因而还能提高产量，尤其是那些依赖于精确物料平衡的过程。 发现活塞流 液体中产生气泡是因为抽水泵漏水或是由于在搅拌过程中有气体漏进管道，也就是我们常说的夹气、瞬变流、两相流或活塞流。这会改变科里奥利流量计传感器的流体动态，并扰乱它的驱动电路。 有些科里奥利流量计具有精密的机械设计和快速的驱动控制程序，可解决由小气泡和活塞流引起的干扰，如果只存在很小的问题，它依然能继续运行，但是如果问题不及时排除，产生气泡的根本起因很可能会逐步导致更为严重的故障，因此维护人员需要获得相关的预警。 两相流的密度是由液体和气体的密度组成的，而不仅仅是液体的密度。活塞流会影响低流量读数和密度，因此对于操作人员来说，知道什么时候会产生活塞流也是很重要的。 第一代科里奥利流量计还无法诊断出气泡流和活塞流，因此相对应的一些故障也无法发现，操作人员根本不知道测量数据也会产生误导。现在有些高级的科里奥利流量计已经能够诊断、发现气泡或活塞流，并直接向操作人员和维护人员的工作站发送报告。操作人员可获得如何查看流程的具体提示，而技术人员则可以获得如何排除故障的具体提示。 通过使用标准的EDDL（IEC61804-3）来搭建菜单系统，同时增加图形、向导和处理数据相关性的条件，流量计的使用变得十分直观，而且可以支持所有功能。正是由于诊断功能可以发现早期的问题，令废品和返工大为减少，有效提高了生产质量和产量。 在线诊断 大多数过程工厂都拥有成千上万台现场设备，其中有很多是安装在难以到达的地方，或是在危险区域。一旦某些设备发生故障，就会对整个过程产生负面影响，如影响产品质量、降低过程效率甚至是引发过程停车。尽管操作人员会定时在工厂中巡查，依然不可能顾及所有设备。 在过去，除非操作人员认为有问题才会对设备进行检查，现在设备具有了自诊断的功能，但是技术人员还是需要到现场去通过现场通讯器来检测设备是否存在问题。这种维护方法属于反应式维护，它不如预测性维护来得有效，因为技术人员需要依赖现场的读数，而不能充分利用科里奥利流量计内置的智能功能。 现在，数字工厂利用HART、基金会现场总线或WirelessHART等网络结构可与科里奥利流量计等仪表建立起永久的数字通讯。智能设备管理软件是资产管理方案的一部分，它可用来连续监测所有联网的设备。足不出户就能远程查看流量计的状态，技术人员则能投入更多精力关注需要关注的设备，从而减少故障和过程停车。 技术人员不需要去现场查看仪表读数来判断是否有活塞流或其它故障，他们只需双击鼠标就能从操作员站或维护工作站上看到诊断信息。此外，当自诊断功能发现问题后会立即发出报告，以便及时采取相应措施。科里奥利流量计的厂商使用的EDDL文件都是文本格式，它指导用户快速解决问题。 现代控制系统通过采用基金会现场总线或HART技术可以获得高级的流量计功能，即使工厂中的老系统并不支持开放的总线协议，也能使用智能仪表自校验来实现活塞流的诊断。 这需要在科里奥利流量计上加装一个WirelessHART适配器，由无线网关和智能设备管理软件共同实现仪表自校验，在指定的电脑上对诊断信息进行监测。无线网关也可通过Modbus与工厂的DCS连接，这样不需要额外的接线就能获得更多的参数，如科里奥利流量计的密度、容积流量和温度等。 这种简单的无线网络一旦建好，就能实现很多功能。目前已推出的无线仪表包括压力、温度、液位、pH和电导率测量。无线适配器还可与控制阀门定位器等设备配合使用，以获取有价值的诊断信息。 标准化软件 仪表技术人员经常需要管理各种型号的设备，以用于贸易交接和流量控制的仪表为例，技术人员就需要掌握来自于不同厂商、不同通讯协议的各种流量计的测量技术。 有了EDDL，在统一的设备管理软件中对科里奥利流量计进行设置、组态和诊断将成为可能，该软件也用于工厂中的其它设备，它对于所有设备的显示和操作都是一致的。 例如，技术人员都能够熟练地使用编辑、打印、帮助、放大/缩小图片和图表等按钮，点击鼠标和敲打键盘，对于他们来说早已习惯成自然，不会弄错，因此在设备管理软件中操作科里奥利流量计时没有任何特别之处需要留意，即便设备有很多种版本，也很容易处理。其它的设备集成技术都无法达到这种一致性和易用性的程度，因为用户界面总是不一样。 信息链 由于标定是一项常规工作，因此对于智能仪表自校验系统的投资是很值得的，通过这项技术，只要对需要标定的设备进行标定就可以了，这将显著降低运行和维护成本。技术人员无需亲临现场，通过活塞流诊断就可以发现以前无法发现的问题。 这些先进的新功能界面友好，正是因为EDDL技术把所有复杂的内容已经植入到设备中，并且由流量计的厂商来设计操作指南，从此获取不同设备的智能信息再不需要更换设备管理软件了。用户唯一需要做的是把原来的DD文件升级到增强型的EDDL文件。 数字工厂能够借助现场智能仪表的功能提高工厂运行性能，它通过连接智能流量计及其它设备，利用数字网络和统一的设备管理软件向相关的工作人员及时传递精确的、可执行的信息。(end)

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