質量流量計の一般的な問題とそのトラブルシューティング方法

トラブルシューティングの最初のステップは、測定テクノロジーを特定することです。コリオリと熱式質量流量計はどちらも質量流量を報告しますが、同じ理由で故障するわけではありません。コリオリ計は制御された管の振動に依存しますが、熱計はセンサーと流れるガスの間の熱伝達に依存します。の質量流量測定の動作原理いずれかのテクノロジーを診断する前に役立つ背景を提供します。

一目でわかるマスフローメーターの問題

コリオリと熱式質量流量計には異なる問題がある理由

コリオリ質量流量計

コリオリ計は、振動する測定管の挙動から質量流量を測定します。チューブの動きの変化は質量流量に変換され、多くの設計では密度とプロセス温度も提供されます。測定は機械的かつ動的であるため、外部振動、パイプ応力、気泡、コーティング、二相流が性能に影響を与える可能性があります。-。

FlowT'sコリオリ流量計の動作原理ガイドは、コリオリの力、管の運動、および直接質量測定の関係を説明します。コリオリ流量計の利点と限界トラブルシューティングがテクノロジーの選択に関する質問になった場合に役立つコンテキストを提供します。-

熱式質量流量計

熱式質量流量計は通常、加熱された検出素子からの熱伝達を監視することによってガスを測定します。そのため、ガスの熱特性や検出面上の堆積物の影響を受けやすくなります。したがって、ガスの組成、水分、圧力条件、設置形状はコリオリ液体計よりも注意が必要です。

基本的な測定メカニズムは FlowT で説明されています。熱式質量流量計の動作原理.

1. 同伴ガスと二相流-

液体コリオリのアプリケーションでは、流量と密度の両方が不安定になったときに、混入ガスを最初に調査する必要があります。ガスは流体質量と振動管との相互作用の仕方を変化させ、センサー内部の減衰と位相分布に影響を与える可能性があります。

エマーソンの公式のコリオリ同伴ガス誘導-は、重要なアプリケーション要素として気泡の分布を強調し、粘度、速度、気泡の挙動が測定性能に影響を与えると指摘しています。

メーター設定を変更する前に、プロセスの手がかりを探します。

• 問題はタンク交換後に始まりましたか?
• ポンプはタンクレベルが低いところで空気を吸っていますか?
• プロセス圧力は溶解ガスを放出するほど低下しましたか?
• 質量流量が不安定になると同時に密度も低下しますか?
• プロセスが定常運転に達すると問題は解消されますか?

2 つの位相が存在するときは、コリオリ メーターを再ゼロ設定しないでください。{0}まずプロセスを安定させます。

2. 外部振動と機械的応力

コリオリセンサーは意図的に振動するため、外部からの振動により測定が複雑になる可能性があります。ポンプ、コンプレッサー、柔軟な配管、サポートが不十分な配管、および近くの機器が発生源である可能性があります。

有用な診断の手がかりはタイミングです。近くのポンプまたはコンプレッサーが起動したときにのみ流量信号が不安定になる場合は、校正のせいにする前に機械的相互作用を調査してください。

パイプの応力は個別にチェックする必要があります。フランジの位置がずれている場合、メーターをボルトで所定の位置に押し付ける場合、またはセンサーを構造支持体として使用する場合、測定チューブに不要な負荷がかかる可能性があります。配管作業後にメーターがゼロに移動する場合は、電子的な故障ではなく、設置に問題がある可能性があります。

3. コリオリ計はゼロにならない

ゼロ調整により、メーターの無流量ベースラインが確立されます。-それは校正とは異なります。

ゼロ手順を実行する前に、センサーが満杯で本当に流れがないことを確認してください。バルブが閉じていても漏れる可能性があります。自然対流、チューブ内に閉じ込められたガス、不安定な温度、またはパイプの応力も、再現可能なゼロを妨げる可能性があります。

メンテナンス後にゼロの動作が変化した場合は、まず他に何が変化したかを尋ねます: フランジの位置合わせ、サポート、バルブの位置、パイプの温度、またはプロセス段階。原因を特定せずにゼロコマンドを繰り返すと、問題は解決されるどころか隠れてしまう可能性があります。

4. 汚れ、コーティング、部分的な詰まり

堆積物はコリオリと熱計の両方に影響を与える可能性がありますが、その理由は異なります。

コリオリ計では、コーティングにより測定管の質量と機械的動作が変化します。考えられる手がかりとしては、密度シフト、ゼロ変化、駆動力の増加、再現性の徐々に悪化などが挙げられます。

温度計では、汚れによって感知素子からの熱伝達が変化します。したがって、オイルミスト、ほこり、湿気、コンプレッサーのキャリーオーバー、プロセスの堆積物により、ドリフトが遅くなったり、応答が遅くなったりする可能性があります。

FlowT のディスカッション熱式質量流量計の長期安定性-測定値が試運転直後ではなく徐々に変化する場合に関係します。

5. キャビテーション、フラッシング、プロセス圧力

コリオリ計は、センサー内で位相が変化する液体を補正できません。局所的な圧力が蒸気が形成されるほど低下した場合、メーターは実質的に二相混合物を測定している可能性があります。-。

高流量、高温、または大きな圧力降下でのみ不安定性が現れる場合は、この可能性を確認してください。バルブの位置と利用可能な下流圧力は、トランスミッターの設定を変更することよりも重要な場合があります。

キャビテーションとフラッシングを同一のものとして扱うべきではありません。キャビテーションは蒸気の形成とその後の圧力回復時の崩壊を伴います。フラッシングは、下流の圧力が液体の蒸気圧条件を下回っているため、蒸気が残っているときに発生します。-。いずれの場合も、メーターによる液相が診断の中心となります。

6. 熱質量流量測定におけるガス組成の変化

これは熱式質量流量計の最も重要な問題の 1 つであり、校正ドリフトと間違われやすい問題です。

温度計はガスの熱伝達特性に反応します。{0}}プロセスガスが校正ガスと異なる場合、または混合物が大幅に変化した場合、センサーが正しく機能していても、示された流量が変化する可能性があります。

Brooks Instrument は、ガスの変化には適切なセンサー係数またはガス補正係数が必要になる可能性があると説明し、実際のガスでの校正が最高の精度を提供すると指摘しています。そのガイダンスでは、プロセスが元の校正設定と異なる場合には、動作圧力、流量範囲、およびガス状態が重要になる可能性があることも警告しています。

再調整する前に、次のことを確認してください。

• オリジナルの校正ガス
• 現在のガスまたはガス混合物の組成-
• 設定されたガス補正係数
• 使用圧力と温度
• プロセスレシピが最近変更されたかどうか

FlowT のガイド混合ガスの熱質量測定この問題についてさらに詳しく説明します。

7. 温度計の取り付けエラー

温度計のトラブルシューティングは、ガス組成にとどまるべきではありません。取り付け形状は、特に挿入設計の場合に重要です。

プローブは流れるガスを正確に表現する必要があります。不適切な挿入深さ、トランスミッターに入力された間違ったパイプ直径、上流での重大な外乱、または不適切な流量プロファイルの設置ポイントにより、一貫したバイアスが発生する可能性があります。

インライン機器と挿入機器には、設置上の制約も異なります。 FlowT'sインライン型と挿入型熱式質量流量計の比較現在のインストール アーキテクチャ自体が問題の原因となっているかどうかを判断する場合に役立ちます。

8. メーターのサイズが間違っているか、有効範囲外で動作している

配管の呼び径だけで質量流量計を選定しないでください。

特大のコリオリ計は、有効流量範囲の底値付近で通常動作を行う場合があり、ゼロ安定性と絶対的な不確実性がより重要になります。メーターのサイズが小さすぎると、不要な圧力損失が発生する可能性があります。

温度計も同様に、実際のガス流量、パイプの状態、校正範囲と一致する必要があります。測定値が高流量では妥当であるが、最小動作付近でのみ低下する場合は、メーターのサイジングを診断リストの上位に移動する必要があります。

間の区別質量流量と体積流量の測定プロセス条件や工学単位が変更された場合にも検討する価値があります。

9. どのコリオリ診断をチェックすべきですか?

質量流量の数値だけに依存しないでください。-メーターの設計に応じて、有用な診断変数には、密度、プロセス温度、ゼロ ステータス、ドライブ関連の診断、送信機アラームなどが含まれる場合があります。{2}}

1 つの孤立した値ではなく相関関係を探します。たとえば、密度の低下を伴う不安定な流れは、密度は一定だが機械的振動が強い不安定な流れとは異なる方向を指します。

簡単な診断シーケンスは次のとおりです。

1. 設定を変更する前に、フローの症状を記録します。
2. 密度と温度を予想されるプロセス値と比較します。
3. メーターのアラームと利用可能なドライブ診断を確認します。
4. 症状がポンプ、バルブ、またはバッチ操作の変更に続いて発生するかどうかを確認します。{0}}
5. その後初めて、ゼロ調整、クリーニング、または校正が正当であるかどうかを判断します。

10. キャリブレーション、ゼロ調整、構成、検証は同じではありません

これら 4 つのアクションは互換性があるものとして扱われるため、多くの不必要な再調整が発生します。

構成単位、範囲、ガスデータ、出力、その他の機器パラメータを設定します。ゼロ調整ノーフローベースラインを確立します。-較正定義された条件下でメーターを基準と比較します。現場検証インストールされた測定値が実際のプロセスでも信頼できるかどうかを尋ねます。

NISTの液体流量校正ドキュメントは、この区別が重要な理由を示しています。校正の不確かさには、基準標準だけでなく、テスト対象の計器の再現性も含まれます。

トレーサビリティとフィールドチェックのより広範な説明については、FlowT の記事を参照してください。流量計校正ガイド。熱アプリケーションもレビューすることで恩恵を受けることができます熱式質量流量計の不確かさそして熱式質量流量計の再現性.

実践的なトラブルシューティングのシナリオ

タンクを切り替えた直後に不安定になる液体コリオリ計を考えてみましょう。質量流量は変動し、同時に測定密度は低下します。交換前はメーターも安定していました。

より良い初期応答は再調整ではありません。移送中にポンプ吸引ラインに空気が入ったかどうか、センサーが満杯のままかどうか、タンクとポンプの状態が正常に戻った後にプロセスが安定するかどうかを確認してください。タイミング、不安定な流れ、密度の低下の組み合わせにより、突然の校正失敗よりも、同伴ガスの方が最初の仮説として妥当性が高くなります。

これは診断例であり、お客様の事例ではありません。その目的は、いくつかの変数を組み合わせることで根本原因をどのように絞り込むことができるかを示すことです。

-ステップバイ-質量流量計のトラブルシューティング プロセス

1. テクノロジーを特定します。メーターがコリオリ式かサーマル式かを確認してください。
2. 症状を定義します。高い読み取り値、低い読み取り値、変動、ゼロエラー、濃度変化、またはアラームを記録します。
3. プロセスを確認してください。圧力、温度、相、ガス組成、および最近の動作の変更を確認します。
4. 診断を確認します。密度、温度、ゼロ、および利用可能なデバイス診断を使用します。
5. 設置を検査します。振動、パイプの応力、間違った方向、サーマル プローブの位置に問題がないか確認してください。{0}}
6. 汚染を考慮してください。コーティング、油、ほこり、湿気が蓄積していないか確認してください。
7. 構成を確認します。ガスの選択、単位、範囲、出力スケーリングを確認します。
8. 信頼できるリファレンスと比較してください。測定の重要性が正当である場合は、安定した条件下でこれを実行してください。
9. 証拠がそれを裏付ける場合にのみ再調整してください。

いつメーターを再選択する必要がありますか?{0}

トラブルシューティングでは、根本的に不適切なアプリケーションを修正することはできません。二相流が時折ではなく正常である場合、ガス組成が許容可能な温度補正範囲を超えて変化する場合、汚染がセンサーに繰り返し影響を与える場合、圧力損失が過剰である場合、または実際の流量範囲にわたって必要な不確かさが達成できない場合には、技術またはメーターのサイズを再検討してください。

ガス用途では、より広範な熱式質量流量計の技術比較熱測定が依然として正しいアプローチであるかどうかを判断するのに役立ちます。

よくある質問

コリオリ質量流量計が変動するのはなぜですか?

一般的な原因には、混入ガス、二相流、振動、プロセス圧力の変化、パイプの応力、センサー コーティングなどが含まれます。{0}キャリブレーションが失敗したと判断する前に、流量を密度、温度、および利用可能な診断と比較してください。

気泡はコリオリ質量流量計に影響を与える可能性がありますか?

はい。混入ガスにより、プロセス流体と振動する測定管の間の相互作用が変化する可能性があります。気泡の分布、速度、流体の状態は、影響がどれほど深刻になるかに影響します。

なぜコリオリ計はゼロにならないのでしょうか?

考えられる原因には、センサーを通過する実際の流量、バルブの漏れ、閉じ込められたガス、不安定な温度、機械的ストレス、または不適切なゼロ手順が含まれます。まずセンサーがフルで、流量が完全にゼロであることを確認してください。-

ガス組成は熱式質量流量計に影響しますか?

はい。熱質量の測定は、ガスの熱伝達特性に依存します。-ガスまたはガス混合物が変化すると、補正係数、実際のプロセスガスの異なる構成または校正が必要になる場合があります。

質量流量計はいつ再校正する必要がありますか?

再キャリブレーションは、プロセス、設置、汚染、構成の原因が排除された後も測定偏差が持続する場合、または品質システム、メンテナンス プログラム、または測定の重要なアプリケーションで追跡可能なキャリブレーションが必要な場合に適切になります。{0}

メーターが高流量では正確でも、低流量では精度が悪い場合はどうなりますか?

メーターのサイズ、ゼロ安定性、動作範囲、精度の指定方法を確認してください。通常の動作に対して大きすぎるメーターは、より高い流量では許容可能な結果を​​提供する可能性がありますが、より低い動作領域付近では有用な性能が低下します。

最終的なポイント

質量流量計のトラブルシューティングは、プロセス、設置、機器を 1 つの測定システムとして扱う場合に最も効果的です。コリオリ計では、まず位相状態、振動、ゼロ、パイプの応力、汚れに焦点を当てます。温度計を使用すると、ガスの組成、汚染、設置形状をリストに追加できます。症状を定義し、関連するプロセスの変化を探し、再調整または交換が必要であると判断する前にアプリケーションを検証します。