摘要：在長(cháng)輸管道上，由于磁致伸縮液位計具有高可靠性，高精度、低故障率、廣闊的適應范圍，多變量測量、操作簡(jiǎn)單，維護方便等突出優(yōu)點(diǎn)，在長(cháng)輸管道上廣泛應用。本文主要結合現場(chǎng)使用的磁致伸縮液位分析其工作原理，闡述了其主要技術(shù)參數和特點(diǎn)，介紹了磁致伸縮液位計在長(cháng)輸管道上應用與發(fā)展，提出了常見(jiàn)的故障及解決方法。

        關(guān)鍵詞:長(cháng)輸管道;AT100磁致伸縮式液位計;原理;故障分析

1磁致伸縮液位計結構及工作原理

1.1組成

        磁致伸縮式液位計是一種可進(jìn)行連續液位、界面測量，并提供用干監視和控制的模擬信號輸出的高精度的測量?jì)x表，由三部分組成:不銹鋼測量管(帶磁致線(xiàn))，磁浮子和智能電路單元組成。見(jiàn)圖1組成結構圖。

1.2工作原理

        在不銹鋼導管的內部有一根被拉緊的磁致伸縮線(xiàn)，電子部分沿磁致伸縮線(xiàn)發(fā)射出詢(xún)問(wèn)脈沖電流，該脈沖同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，并沿波導管向下傳播，和導管上的浮子內的永磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相遇時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)應變脈沖。應變脈沖沿導波管返回并被電子單元所接收，脈沖傳播的速度是一個(gè)恒定值，因此通過(guò)測量詢(xún)問(wèn)脈沖和返回脈沖的時(shí)間間隔，就可以精que地計算出被測液體的液位或界面，然后通過(guò)全智能化電子裝置將時(shí)間間隔大小信號轉換與被測液位成比例的4 -20m A輸出信號。原理圖見(jiàn)圖2.

2性能參數

        (1)結構簡(jiǎn)單，易于安裝、維護簡(jiǎn)單、維護量少，有利于大幅降低維護成本。

        (2)高精度，滿(mǎn)量程的0.01%。重復性:0.005%

        (3) Mij量范圍:測量管是剛性桿時(shí)，測量范圍不大于6m，用于壓力、溫度較高環(huán)境;

       測量管是柔性桿時(shí)，測量值在3.5-20m，用于壓力、溫度較低環(huán)境。

        (4)壓力范圍:#大207 B ar，標準的是66Bar

        (5)環(huán)境溫度:-40一77°C;介質(zhì)溫度:一195一427°C

        (6)可同時(shí)測量總體液位和界面液位，以及溫度。

3跳線(xiàn)設置

        AT100液位計模塊上有寫(xiě)保護設置、故障模式設置，門(mén)檻電壓設置。見(jiàn)圖3

        (1)右側跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)為寫(xiě)保護跳線(xiàn):當跳線(xiàn)短接環(huán)接在上端時(shí)，寫(xiě)保護關(guān)，變送器可以改變組態(tài);當跳線(xiàn)短接環(huán)接在下端時(shí)，寫(xiě)保護開(kāi)，變送器不可以改變組態(tài)。

        (2)左側跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)為故障模式跳線(xiàn)，當跳線(xiàn)短接環(huán)接在上端時(shí)，為“FAIL LOW”模式;當跳線(xiàn)短接環(huán)接在下端時(shí)，為“FAILHIGH”模式。

        在“FAIL LOW”模式下，當變送器處以故障模式時(shí)電流輸出為3.6mA;

        在“FAIL HIGH”模式下，當變送器處以故障模式時(shí)電流輸出為21mA;

        (3)門(mén)檻電壓是一個(gè)用來(lái)屏蔽噪音信號使返回信號更加清晰的一個(gè)參數，即低于這個(gè)參數的信號一律被認為是噪音，全部濾除，高于這個(gè)參數的信號都被當作有效信號全部返回。

        在模塊下面的底板上，有一個(gè)電位器用于調整門(mén)檻電壓。用萬(wàn)用表插到圖3所示的模塊右上角的兩個(gè)針孔底座中，來(lái)測量門(mén)檻電壓。

 

4、常見(jiàn)故障

        4.1 K-TEK液位計LCD沒(méi)有顯示。

        (1)檢查電源是不是出現了問(wèn)題。

        (2)檢查電子模塊是否故障:用已知是好的模塊來(lái)更換問(wèn)題模塊來(lái)排查問(wèn)題，同一種儀表的模塊是可以互換的。

        4.2 K-TEK液位計接上電源之后，兩接線(xiàn)端子之間的電壓差只有14V左右，而未帶負載之前電壓差為24v的標準電壓。

        出現這種情況，#為可能的原因就是端子所在的表頭室由于受潮，不同端子之間出現了短路現象，需更換新的接線(xiàn)端子。

        4.3 AT100磁致伸縮液位計一直輸出21mA, Omm.

                輸出20.96mA的大電流則意味著(zhù)液位計處于故障報警狀態(tài)。產(chǎn)生報警的原因可以總結為以下幾點(diǎn):

        (1)浮球在盲區。磁致伸縮液位計探桿的末端有一段小小的盲區，一旦浮球停留在此，表頭傳感器發(fā)射的脈沖波便不能返回，故而輸出21mA報警。此類(lèi)問(wèn)題在測量點(diǎn)尚未進(jìn)液階段尤為容易出現，一旦有液體進(jìn)入，浮球上升至測量范圍之內問(wèn)題便迎刃而解。

        (2)門(mén)檻電壓過(guò)高。門(mén)檻電壓過(guò)高會(huì )導致有效信號不能正確地被接受，儀表軟件系統會(huì )自認為信號丟失從而產(chǎn)生報警。用戶(hù)可以緩慢減小門(mén)檻電壓，直至輸出正常。

        (3)模塊故障。用一個(gè)已知是好的模塊去替換，看問(wèn)題是否消失。

        (4)浮球問(wèn)題。浮球消磁，不能產(chǎn)生磁場(chǎng)�？蓪Ω∏蜻M(jìn)行磁化。

        (5)傳感器問(wèn)題，傳感器脫焊，需返廠(chǎng)維修。

        4.4 AT100磁致伸縮液位計輸出不穩定，電流時(shí)有時(shí)無(wú)或無(wú)規則跳變。

        (t)線(xiàn)路、浪涌保護器、接線(xiàn)端子進(jìn)行檢查:信號線(xiàn)是否有破損，對地的絕緣性;接線(xiàn)端子絕緣性是否良好;浪涌保護器是否完好;信號通道供電是否正常。

        (2)磁致伸縮液位計的門(mén)檻電壓設定不合適，重新設定。因為門(mén)檻電壓過(guò)低時(shí)，部分噪音信號會(huì )返回并被“正確”的傳回中控室，就會(huì )出現信號跳變。當然，并不是門(mén)檻電壓高了就不會(huì )出現這種問(wèn)題，當門(mén)檻電壓過(guò)高時(shí)，部門(mén)有效信號會(huì )被擋在“門(mén)檻”之外，傳回中控室的信號也會(huì )出現不穩定的情況。

        (3)外在電磁干擾，接地不良。由于測量原理等因素，當磁致伸縮式液位計處于強磁場(chǎng)干擾環(huán)境下，會(huì )使浮子受的磁場(chǎng)力疊加導致消磁。這種情況下只能將液位計整體取出，用磁棒進(jìn)行磁化。

        所以磁致伸縮式液位計的信號線(xiàn)應院秒高壓電源線(xiàn)、強磁場(chǎng)源，至少保證5m以上的距離。并使信號線(xiàn)屏蔽層處于良好接地狀態(tài)，同時(shí)設備外殼也良好接地。

        4.5 AT 100磁致伸縮液位計輸出值不變，而實(shí)際液位一直都是在變化的。

        (1)余磁的問(wèn)題，即探桿某處有殘留的磁場(chǎng)。用磁棒或者浮球自底到頂沿探桿來(lái)回滑動(dòng)幾次即可。

        (2)浮球出現問(wèn)題。雖然液體在波動(dòng)，但浮球卡在某處。

        4.6按鍵不能設定任何參數。

        (t)模塊上的按鍵失靈，只能更換新的模塊。

        (2)寫(xiě)保護跳線(xiàn)被設置為開(kāi)通狀態(tài)。

 

5實(shí)例分析

5.1故障現象

        有4臺液位計LT002 , LT 101, LT 110 , LT7 06，在監控畫(huà)面上顯示液位值出現亂跳;現場(chǎng)檢查液位計顯示值也不正常:電流值為20.97MA，液位值也亂跳。但間隔一段時(shí)間后又恢復正常。

5.2檢修過(guò)程

        (1)液位計LT101

        檢查了線(xiàn)路情況:信號線(xiàn)進(jìn)行絕緣檢測，完好無(wú)破損;浪涌保護器完好;信號通道供電正常。檢查顯示模塊、底板，正常無(wú)損壞。再檢查接線(xiàn)端子，發(fā)現端子處有銹蝕痕跡，初步判斷為端子絕緣性不好到致反饋電流波動(dòng)。更換新接線(xiàn)端子并重新調整門(mén)檻電壓后，液位計現場(chǎng)顯示及遠傳信號均正常。

        原因分析:液位計使用年限過(guò)長(cháng)、端子質(zhì)量不佳、環(huán)境惡劣

致接線(xiàn)端子絕緣性不好，引起顯示異常。

        (2)液位計LT002

        檢查過(guò)程與液位計LT101基本一樣:信號線(xiàn)進(jìn)行絕緣檢測，完好無(wú)破損;浪涌保護器完好。檢查顯示模塊、底板，正常無(wú)損壞。檢查接線(xiàn)端子，完好無(wú)銹蝕。在對信號通道供電檢測，發(fā)現接線(xiàn)端子處電壓負極接線(xiàn)存在接地現象，再次對線(xiàn)路進(jìn)行檢查未見(jiàn)異常，更換浪涌保護器后，負極仍然存在接地情況，于是更換信號通道后負極對地問(wèn)題消除，但液位計顯示故障扔存在，確認液位計探桿已故障需要更換。更換新探桿及重新調整門(mén)檻電壓后，液位計現場(chǎng)顯示及遠傳信號均正常。

        原因分析:信號通道故障導致負極接地，長(cháng)期以來(lái)對探桿內部磁致線(xiàn)造成損傷，直至探桿故障，引起顯示異常。

        (3)液位計LT110

        檢查了線(xiàn)路情況:全部完好;顯示模塊、底板，正常無(wú)損壞;接線(xiàn)端子無(wú)銹蝕。觀(guān)察液位計使用的現場(chǎng)情況，發(fā)現距離液位計4M左右有高壓線(xiàn)，初步判斷為磁致伸縮式液位計處于強磁場(chǎng)干擾環(huán)境下，使浮子受的磁場(chǎng)力疊加導致消磁。將液位計整體取出后，用磁棒從探桿底部開(kāi)始到表頭處進(jìn)行磁化，重復2遍。完成后回裝液位計，上電并觀(guān)察2天使用情況，液位計現場(chǎng)顯示及遠傳信號均正常。

 

        在取出液位計過(guò)程發(fā)現另一個(gè)問(wèn)題:現使用的液位計探桿為剛性硬桿，對液位計進(jìn)行檢修時(shí)必須使用吊車(chē)，吊裝過(guò)程中探桿易變形彎曲及存在一定的高處作業(yè)風(fēng)險。如在后續檢修發(fā)現類(lèi)似情況，建議將剛性硬桿更換軟纜。軟纜的維護、檢修更簡(jiǎn)單方便。

        原因分析:磁致伸縮式液位計處于強磁場(chǎng)干擾環(huán)境下，液位計探桿消磁，導致無(wú)法正常檢測到浮子。

        (4)液位計LT706

        檢查了線(xiàn)路情況:全部完好;顯示模塊、底板，正常無(wú)損壞;接線(xiàn)端子無(wú)銹蝕。觀(guān)察液位計使用的現場(chǎng)情況:液位計安裝在一個(gè)露天循環(huán)水池內，在池內水滿(mǎn)時(shí)，水位基本與液位計表殼底部齊平;在露天環(huán)境下使用探桿上容易結垢。初步判斷為液位計長(cháng)期浸泡在露天水池內，整體絕緣性下降;探桿消磁。在用砂紙打磨掉探桿上的結垢并用磁棒進(jìn)行磁化后，故障仍在。只能對液位計進(jìn)行了整體更換并適當的加長(cháng)了探桿長(cháng)度，提高液位計的防護等級(至少I(mǎi)P66以上)。

        原因分析:磁致伸縮式液位計處于露天水池內，液位計探桿消磁、整體絕緣性下降，導致無(wú)法正常檢測到浮子。

 

6結語(yǔ)

        本文對磁致伸縮液位計的工作原理、結構特點(diǎn)及故障處理進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，結合長(cháng)輸管道實(shí)際使用經(jīng)驗，以實(shí)例著(zhù)重說(shuō)明磁致伸縮液位計應用中容易出現的故障，并給出解決辦法，為磁致伸縮液位計在長(cháng)輸管道應用提供有益幫助。

 

相關(guān)文章tuijian：壓力變送器安裝