磁致伸缩水位计罕见毛病的成因、检测判别办法
磁致伸缩水位计作为当前流程工业普遍运用的水位计, 在运转中的缺点判别方法遭到了际外运用者的关注。德化工测量与调理技术标准化委员会NAMUR 曾在磁致伸缩水位计运用者和制造者中间作过磁致伸缩水位计在运用进程中主要缺点及其成因的统计, 就调查结果汇总了8 种典型缺点, 并按缺点发作而影响磁致伸缩水位计运用的重要程度撰写VDI- NAMUR- WIB 2650 导则, 其中的第3 部分2..2 节为磁致伸缩水位计的缺点在线诊断要求( 如表1 所列) , 包括了理论运用中的大多数缺点类型。作者根据多年实际, 对磁致伸缩水位计的这些稀有缺点的成因、检测判别方法以及对缺点的处置方式作简明阐述, 仅供宽广读者参考。表1 .. 磁致伸缩水位计的缺点在线诊断要求优先程度典型的缺点1 液体中含有气泡2 电腐蚀2 电导率过低3 衬里变形3 电结垢4 外部磁场或电场4 电短路( 金属颗粒)。 1 液体中含有气泡的现象 液体中含有气泡的现象招致测量不准或测量值坚定( 输出坚定)。成因: 液体中泡状气体的构成有从外界吸入和液体中溶解气体( 空气) 转变成游离状气泡两种途径。若液体中含有较大气泡, 则因擦过电时能遮盖整个电, 使液位信号输入回路瞬间开路, 招致输出信号出现晃动。判别方法: ***复杂的判别方法是当遇到晃动时, 切断磁场的励磁回路电流, 假设此时仪表依然有显示且不动摇时, 说明大多是由于泡影响构成。假设此时以指针式万用表测量电电阻, 可测量到电的回路电阻要比正常时高, 但该测试需求靠专业人员暂时积聚的测试阅历和数据。图1改换安装位置处置方法: 关于被测介质中含有空气的情况, 假设判别是由安装位置惹起的, 如因磁致伸缩水位计装在管系高点而潴留气体或外界吸入空气构成水位计晃动的话, 改换安装位置是***的处置方法, 如图1 所示, 在管线***低点或采用U 型管安装。但很多运用情况是口径较大或许安装的位置不易改换, 建议在水位计下游安装集气包和排气阀, 如图2 所示。台DN2200 口径的磁致伸缩水位计, 因气泡构成显示的晃动约可达20~ 50%, 在安装了排气装置后, 测量即恢复正常。安装有排气装置的智能磁致伸缩水位计。 2非满管 非满管现象可以看作液体中含有气泡的种 http://img79.mtnets.com/5/20210908/637667390710979741572.jpg端情况。成因: 液体未充溢管道可分为液面高度高于测量电水平面或低于水平面两种情况。当管内液面高于电水平面时, 若管系的前后直管段比较理想时, 磁致伸缩水位计的测量大多可以动摇, 但水位计所计量的液体体积包括了管内的气体体积, 故这种测量存在着很大的测量误差。当管内液面高度低于电表面时, 此时电在空气中, 测量回路理论处于开路形状。磁致伸缩水位计的测量值和输出处于种随机的形状, 不停地晃动或是满度。非满管的情况多出现在靠流体自流或水位计后无背压的直接排放口, 例如在污水行业经常遇到。判别方法: 可采用前述气泡判别的方法, 此时以指针式万用表测量电电阻, 可发现电的回路电阻清楚变高, 若以水对比, 产MF30 万用表以1K 的量程测量, 所测得的阻值不会大于100k , 大于此值, 可***判定电回路异常, 在扫除电缆开路的前提下, 判定空管是可信的。假设条件允许的话, 还可观察水位计后端液体排放口( 如图3 所示) , 当排放出的液体清楚不充溢即可判别磁致伸缩水位计安装为非满管。腐蚀后的电处置方法: 在水位计安装时尽量避免出现非满管的情况。如前面提及的在管线***低端安装或有意将水位计安装在U 型管道。另外, 如今市场上已有可以在非满管情况下测量的智能磁致伸缩水位计。 3电腐蚀 现象: 在扫除气泡的要素后有因电腐蚀而构成测量值晃动的情况, 且都以传感器失效而告终。成因: 由于电材料的选择不当构成电为被测液体所腐蚀, 从而招致水位计输出晃动。图5 IFC300 噪声采样图判别方法: 由于电材料不耐腐蚀所构成的缺点只需在电被腐蚀后才会表现出来, 之前通常无法判别。电旦被腐蚀后, 所构成的结果如图4 示( 右边图6.. IFC300 噪声减少计算方法为完整的电, 左边是腐蚀后的电) 。对此的处置方法, 只需改换新的电。传统的电腐蚀缺点诊断处置都属于事后维护处置的方法。当前市场上***新的磁致伸缩水位计从因电腐蚀构成的电噪声入手, 对电腐蚀构成的噪声中止分析处置, 从而给出量化的腐蚀判别依据。如OPTIFLUX 的IFC300 磁致伸缩水位计可经过噪声量化处置软件对液位测量信号中夹杂的噪声信号中止分别处置, 当噪声信号逾越预设值时即报警( 如图5 和图6 所示) 。 4 电结垢及电短路 现象: 电短路的判别比较复杂, 若被测介质中含有金属物质时, 电短路较易诊断, 此时测量值清楚偏小或趋于零。但这种现象在日常运转中并不多见。因磁致伸缩水位计经常运用于原水和污水等计量环境, 电结垢的发作几率较高。当电结垢时, 表现为信号逐渐减小, 直至绝缘而使得信号回路开路, 此时液位信号被隔绝。成因: 当被测介质的粘度较高时, 易在管壁附着和沉淀, 若附着的介质是比被测液体电导率高的导电物质, 则信号电势被分流而不能义务, 即电短路, 若是非导电层, 就是我们日常所说的电结垢, 则使电开路而不能义务。判别方法: 令附着层的附加示值误差为..E, 则..E = 2 1+ ..w ..f + 1- ..w ..f 1- 2t d - 1 式中: t 为附着层厚度; d 为测量管内径; ..w 、..f 区分为附着层、液体电导率。若附着于衬里管壁异物层为氧化铁锈层, 或以金属为主要成份的染料, 其电导率大于液体电导率, 测得的液位值将比理论液位值低; 若为碳酸钙等水垢层, 其电导率低于液体, 测得的液位值将低于理论液位。若附着层电导率与液体相反, 按式计算附加误差为零, 但此只局限于锅炉汽包双色水位计附着层厚度小的条件, 譬如2t/ d 要小于10%, 由于相反液位有附着层时流通截面积减小, 但平均流速添加, 相互间可抵消, 也只能说附加误差可忽略。处置方法: 建议选用不易附着的尖形或半球形突出电、可改换式电、刮刀式清垢电等。刮刀式电可在传感器外活期手动刮除沉垢。也有暂时断开测量电路, 在电间通以长工夫的高压大电流, 熄灭肃清油脂类附着层。易发作附着层的场所采用提高流速以抵达自清扫管壁的目的是个比较有效的方法, 当然采用易清洗的管道衔接是个比较的方法。 5 电导率过低 现象: 电导率低于阈值( 下限值) 会发作测量误差直至不能动摇义务, 运用时出现晃动现象, 电导率逾越阈值即使再变化时, 此时测量的示值误差几乎恒定。通常仪表制造厂规范中规则的下限值是指在较理想的条件下可测量的***低值, 而理论运用条件不可以都很理想。例如当磁致伸缩水位计规范中规则的下限值为5..S/ cm, 理论运用时即出现输出晃动。图7.. 接液电阻测量图8.热分散现象判别方法: 液体电导率可查阅附录或有关手册, 若缺少现成数据时, 则可用电导率仪取样测定。但有时分现场并不配备电导率仪, 因此, ***复杂的方法可以用万用表测出液体的接液电阻, 再用异常的方法测试现场普通自来水的接液电阻, 比较两者的测试结果, 若介质的接液电阻比自来水大个数量, 此时介质的电导率约为30~ 50..S/ cm( 自来水普通为30~ 50..S/ cm) 。由于接液电阻和电导率是反比关系, 所以直接以所测得的接液电阻的大小中止判别也可以。下式即是接液电阻的阅历公式R = 1..d 式中: 为液体电导率, d 为电直径。如当液体电导率为5 -10- 6..S/ cm, 电直径1cm 时, 接液电阻R 计算得200k..。所以接液电阻值大于该值的液体都可以为液体电导率过低不适宜运用常规的磁致伸缩水位计。处置方法: 电导率过低超出了仪表所允许的测量范围, 此时***的处置方法是选用其它能满足要求的低电导率磁致伸缩水位计( 如电容式磁致伸缩水位计) 或许是其它原理的水位计。 6 衬里变形 现象: 测量不或传感器损坏。成因: 衬里变形, 大多发作在氟塑料的衬里, 构成这种现象的缘由有两种: 是蒸气渗透惹起氟塑料衬里的热分散现象( 如图8 所示) , 所谓热分散是当管道内介质( 气体或蒸气) 流过氟塑料衬里时所发作的自然的物理现象, 通常渗透的程度主要取决于衬里材料、液体和蒸气的类型、衬里的厚度( 当衬里的厚度添加时渗透程度则相应减小) 、衬里内外的温差( 当衬里内外温差很大时渗透则加剧) 和管道压力等多个要素。二是氟塑料衬里特别是聚四氟( PTFE) 衬里本身的工艺结构, 由于聚四氟与管壁间仅靠压贴, 无粘结力, 故不能用于负压管道。如图9 所示为在高温运用场所管道瞬时构成负压后的衬里变形。隔热绝缘措施判别方法: 衬里变形在现场普通无法判别, 现用的判别方法是, 在理论运用进程中察觉液位误差较大时, 即将传感器从工艺管道上拆下后以肉眼观察, 但此时衬里的缺点往往已经构成。处置方法: 隔热绝缘的方法如图 所示, 法兰和线圈盒间添加隔热措施, 减小温差、减小热分散, 这将在很大程度上改善衬里内外温差情况, 从而降低渗透率和蒸汽在测量管壁内的凝聚; 加厚聚四氟( PTFE) 衬里厚度; 提供其它方式的衬里, 如PFA 和陶瓷衬里。 7 外部强磁致伸缩场 现象: 磁致伸缩水位计信号失真, 输出信号表现为非线性或信号晃动。成因: 由于液位信号小易受外界影响, 而源主要有管道杂散电流、静电、磁致伸缩波和磁场等。磁致伸缩水位计的设计制造应契合磁致伸缩兼容性要求, 在规则辐射磁致伸缩场环境下能正常义务。但现场运用标明, 强磁场( 如在电解厂和较大的电融炉附近) 会招致磁场回路饱和及外部磁场进入磁致伸缩水位计的磁场回路并构成杂散磁场而影响输出的线性度。电场则是由于噪声破坏测量管内的电势平衡构成输出信号坚定异常。判别方法: 当输出信号表现为非线性时, 可经过公用的模拟信号仪来判别, 如磁致伸缩水位计转换器的输出为线性, 可判别为外界的磁场影响, 反之也有可以是磁致伸缩水位计本身的电器缺点。对电场, 可在先不加激磁电流时用示波器测量两间的电势, 其值应为零, 如测得有交流电势, 则可判别为漏电流等电场。处置方法: 防止磁场, 通常只需将磁致伸缩液位传感器的安装位置远离强磁场源。强电场的防止, 可采取增强屏蔽等措施。如仍无效, 则可将磁致伸缩液位传感器与衔接收道绝缘, 如图11 所示。图11 中, V1 和V2 为接地线( 由制造厂提供) ; PE 为功用接地线, 用户自备; D1、D2、D3 为密封垫片; E 为接地环; Y 为接线盒或信号转换器; L 为衔接导线, 其截面积..4mm2; I 为切衔接部分外部绝缘; F、PF 为法兰。这措施也适用于有阴维护电流或杂散电流的管道, 作为试扫除管道电流影响的方法，传感器与衔接收道的绝缘衔接图 8 电缆的缺点 现象: 反映磁致伸缩水位计在运转段时间后( 普通不是新装用表) , 出现义务异常, 详细表现为测量值变大或变小, 或许是不停地坚定, 且经现场反省已扫除管道不满管、介质含气等上述现象的可以性。成因: 这类成果的发作与用户的安装、维护不当有关。由于管道绝大多数是埋敷在地下, 传感器具有IP68 防护结构, 转换器安装在仪表箱或室内, 两者经过电缆衔接。由于空中沉陷等现场情况的变化, 传感器和转换器的相对安装位置有了变化, 或许是因故而移动了仪表的安装位置而惹起电缆的充足, 施工单位或是用户复杂地用电缆予以续接加长(如图12 所示) , 并未做好电缆接头处的防潮( 防水) 等处置, 且接头处常用绞接的方法衔接。运用日久, 假设恰逢该接头处于个潮湿的环境, 如仪表井、电缆沟等, 潮气侵入电缆接头, 可以构成以下些缺点: 12 信号线对地绝缘下降, 惹起信号衰减, ***终是测量结果偏小。信号电缆衔接处接触电阻变大, 使测量值变小, 若该接触电阻不动摇, 则测量值无法动摇, 且易引入。励磁线圈对地绝缘下降, 构成测量结果偏小，励磁回路电缆衔接处接触电阻变大, 使转换器的励磁回路处于非恒流义务区域, 励磁电流下降, 异常构成测量结果偏小。若该接触电阻不动摇, 则测量值出现坚定。信号线、励磁线对地绝缘功用下降, 使得测量结果远大于正常的数据。如这种不动摇, 对仪表的影响也变化不定, 继而出现坚定。信号电缆、励磁电缆两个衔接头相靠较近, 就会发作耦协作用。通常能使理论运转结果增大几成, 此时仪表的零点变化就是由惹起的。
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