大口徑熱量表檢定裝置常見故障及解決對策

岳娜 張校彬 宋志濤

【摘要】大口徑熱量表檢定裝置是對熱量表進行量值傳遞的一種標準裝置，由熱水流量標準裝置、配對溫度傳感器檢定裝置、密封性實驗設(shè)備、壓力測量組件等組成。本文介紹了大口徑熱量表檢定裝置在運行過程中組成設(shè)備出現(xiàn)的問題，重點分析了電子天平、標準表、氣動閥門、夾表器等設(shè)備發(fā)生故障的原因并提出相應(yīng)的解決對策。

【關(guān)鍵詞】大口徑熱量表檢定裝置；電子天平；標準表；氣動閥門；夾表器

【DOI編碼】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

熱量計量是計量科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，準確測量熱量對提高產(chǎn)品質(zhì)量、保障生產(chǎn)安全、改進操作工藝、改善生產(chǎn)條件及開展科學(xué)實驗等都有著重要意義。

大口徑熱量表檢定裝置是常見的液體熱量標準裝置，主要用于熱量表量值傳遞，在貿(mào)易、生產(chǎn)、環(huán)保等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。寧夏計量質(zhì)量檢驗檢測研究院研制的大口徑熱量表檢定裝置，自建成并投入運行以來已完成了大批熱量表的檢校工作。近年來，該裝置在運行過程中陸續(xù)出現(xiàn)了一些問題。針對出現(xiàn)的問題，我們認真分析原因并實施了有效的解決對策。

1裝置工作原理及組成

寧夏計量質(zhì)量檢驗檢測研究院研制的大口徑熱量表檢定裝置由穩(wěn)壓罐、試驗管路、水泵、夾表器、流量調(diào)節(jié)閥、換向器、標準器（電子天平或標準表）、控制臺等主要設(shè)備組成（見圖1）。裝置采用熱水作為標定介質(zhì)，檢定口徑為DN15～DN150，測量范圍為0.1～320 m3/h，可開展熱量表的檢定工作。

裝置工作原理為：裝置通電后，水泵將水箱中的水打入穩(wěn)壓罐，消氣過濾，流場達到穩(wěn)定后，讓熱水連續(xù)滿管流經(jīng)閥門、被檢表、主標準器，進入罐或旁通管道，然后檢測人員比較兩者的輸出熱量值，從而確定熱量表的誤差特性。

2裝置出現(xiàn)的問題及解決對策

裝置在運行一段時間以后，電子天平、閥門、標準表、夾表器等設(shè)備容易出現(xiàn)一些問題和故障，如閥門關(guān)閉不嚴、標準表誤差偏移、夾表器墊圈損壞等。下面詳細介紹幾種常見設(shè)備故障及解決方案。

2.1標準表流量顯示異常

該裝置的標準表采用西門子電磁熱量計，有五種口徑：DN15、DN25、DN40、DN80、DN125。因單位搬遷，整個裝置重新安裝。在開機后還未通水的情況下，我們發(fā)現(xiàn)標準表DN125電磁熱量計始終有9 m3/h的瞬時流量。正常情況下沒有流量時電磁熱量計應(yīng)該顯示為0 m3/h。電磁熱量計流量顯示異常通常有三種原因：一是接錯線路；二是有干擾、接地不好或磁場干擾；三是電磁熱量計出現(xiàn)故障或計量不準。

問題排查及解決。第一步，用萬用表查看后發(fā)現(xiàn)電磁熱量計線路連接沒有問題。第二步，檢查裝置是否有效接地，但是重新按規(guī)范接地后，并沒有解決問題。第三步，將電磁熱量計送去檢測，檢定結(jié)論是合格的。第四步，請專業(yè)人員將線路重新檢查了一遍，發(fā)現(xiàn)連接電磁熱量計表體和顯示部分的電源線路斷接部分太多（同一線路用多根線連接而成）。在重新更換一根完整的電源線后，電磁熱量計恢復(fù)了正常顯示。

標準表是熱量表檢定裝置的重要監(jiān)測設(shè)備，通常會采用電磁熱量計作為標準表。電磁熱量計因搬遷或隨時間的推移等原因會產(chǎn)生一定的示值或重復(fù)性偏差，應(yīng)隨時關(guān)注并監(jiān)測標準表的異動情況。

2.2電子天平顯示異常

電子天平是水流量裝置的主要標準器，常用的品牌有梅特勒托利多和賽多利斯。近幾年，電子天平有過兩次顯示異常，在沒有稱重的情況下，稱量值數(shù)據(jù)突變，從0 kg突然跳到160 kg。造成異常的原因：一是線路接觸不良；二是電子天平墊腳嚴重磨損；三是主控板出問題。

問題排查及解決。第一步，查看所有線路均連接正常，沒有接觸不良問題。第二步，檢查電子天平墊腳嚴重磨損，更換墊腳后電子天平恢復(fù)正常，但是2年后，電子天平又出現(xiàn)了顯示異常，此時墊腳處于正常狀態(tài)。第三步，請專業(yè)人士將電子天平顯示器打開，發(fā)現(xiàn)主板元器件出現(xiàn)故障，更換主板后電子天平顯示器運行正常。

電子天平雖然每年都要被檢定，但在日常使用過程中使用者也要隨時關(guān)注其顯示是否異常。作為重要的主標準器，電子天平的正常使用關(guān)系到熱量表檢定的準確性。

2.3氣動閥門故障

該裝置的氣動閥門包括三種：三通閥、左端閥和右端閥。三通閥用來連接穩(wěn)壓罐、試驗管路和水箱管路；左端閥安裝在三通閥和試驗管路間，用來啟停水流；右端閥安裝在被檢熱量表的下游，用來啟停水流和切換水流至水箱。具體見圖2。

在檢定熱量表時發(fā)現(xiàn)，關(guān)閉三通閥后，被檢熱量表的累積熱量值依然不斷增加，切換到瞬時流量時，被檢熱量表的流量顯示為0.07 m3/h。最初以為是被檢表出現(xiàn)問題，更換已檢合格的熱量表夾裝到試驗管道后，發(fā)現(xiàn)累積熱量也在增加，瞬時流量值仍然為0.07 m3/h。經(jīng)過與裝置廠家溝通后，判斷可能是閥門出現(xiàn)了問題。

問題排查及解決。第一步，查看關(guān)閉三通閥門后，標準器有無水流經(jīng)過。將換向器切換到電子天平上的稱量罐，發(fā)現(xiàn)秤的重量在不斷增加，說明三通閥確實存在漏水情況。第二步，查看左端閥是否也存在漏水情況。將三通閥和左端閥同時關(guān)閉，這時連接稱量罐的電子天平顯示重量沒有繼續(xù)累加，說明左端閥不存在漏水問題。找到問題后，及時購買并更換三通閥門，解決了閥門漏水問題。

閥門是裝置的重要組成部分，水質(zhì)問題以及電動閥門的頻繁使用都會造成閥門關(guān)閉不嚴、控制器失靈等問題。在裝置的使用過程中應(yīng)及時關(guān)注閥門使用是否正常，建議對常用閥門進行備貨，以免裝置臨時停擺造成損失。

2.4試驗管道出現(xiàn)氣泡

裝置產(chǎn)生氣泡的因素有很多，其中穩(wěn)壓容器、彎頭、閥門、夾表器（見圖3）等局部阻力件作為大口徑熱量表檢定裝置的重要組成部件和過流部件，其自身結(jié)構(gòu)和工作過程都可能會導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生，如穩(wěn)壓罐內(nèi)隔板漏水、穩(wěn)壓罐管道與試驗管道連接不平整、夾表器密封出現(xiàn)問題等。

問題排查及解決。第一步，打開穩(wěn)壓罐，查看內(nèi)部構(gòu)造，確認安裝位置正確，隔板焊縫完好，不會出現(xiàn)穩(wěn)壓罐因大面積漏水導(dǎo)致不能穩(wěn)壓而產(chǎn)生氣泡的情況。第二步，沿穩(wěn)壓罐延伸管路一路排查，發(fā)現(xiàn)左端閥這一路管道向下傾斜，用叉車將管道抬起與地面平行再次試驗，發(fā)現(xiàn)試驗管道依舊有氣泡。第三步，打開夾表器，發(fā)現(xiàn)密封圈因頻繁的夾表運動而斷裂，進而將夾表裝置中氣動管路的氣體帶入水流中，產(chǎn)生了氣泡。更換夾表裝置密封圈后，發(fā)現(xiàn)管路氣泡消失。

夾表器的密封圈是橡膠制品，在反復(fù)夾裝表后會出現(xiàn)密封圈磨損的情況。在檢定過程中應(yīng)時刻注意水流情況，隨時關(guān)注裝置是否產(chǎn)生氣泡，及時解決問題，以免造成裝置失準現(xiàn)象。

3裝置其他設(shè)備常見故障及運行維護

大口徑熱量表檢定裝置由多種設(shè)備組成，常年使用后除出現(xiàn)上述典型問題，還存在其他一些問題。例如：因?qū)幭乃|(zhì)偏硬會腐蝕穩(wěn)壓罐和管路而導(dǎo)致漏水問題；換向器依靠活塞在氣缸內(nèi)切換方向運動，時間久了，活塞因堵塞出現(xiàn)換向不到位問題；變頻器因為受潮造成元器件損壞問題。

為了延長裝置的使用壽命，對裝置的維護十分重要。第一，應(yīng)定期讓廠家人員進行維護保養(yǎng)；第二，定期清洗水箱，更換純凈水，保持管路清潔；第三，加裝凈水設(shè)備，軟化水源，讓水箱和管道不易結(jié)垢；第四，在檢定過程中不斷注意異常情況，做到有問題及時發(fā)現(xiàn)并解決。

4結(jié)束語

大口徑熱量表檢定裝置作為計量標準器具，在使用過程中會出現(xiàn)各種故障。本文羅列了一部分典型設(shè)備常見故障及解決方案，為大家及時排查裝置問題提供一些參考和借鑒。

【參考文獻】

[1]液體流量標準裝置：JJG 164—2000[S].

[2]熱能表：JJG 225—2001[S].

[3]熱量表檢定裝置：CJ/T 357—2010[S].

【作者簡介】

岳娜，女，1983年出生，高級工程師，學(xué)士，研究方向為流量容量計量。

（編輯：李加鵬）