磁致伸縮液位變送器故障原因及解決方法

1、問題原因分析

（1）門檻電壓

分析磁致伸縮信號(hào)曲線圖發(fā)現(xiàn)，起始電流脈沖波發(fā)出開始計(jì)時(shí)，一直到扭應(yīng)力波值超過預(yù)先設(shè)定的門檻電壓值時(shí)停止計(jì)時(shí)，由這個(gè)時(shí)間間隔換算出液位高度；若門檻電壓設(shè)置過高，超過扭應(yīng)力波峰值，則會(huì)始終檢測(cè)不到扭應(yīng)力波，變送器無輸出；若門檻電壓設(shè)置過低，則會(huì)先檢測(cè)到一些雜波，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)，而且雜波的產(chǎn)生無規(guī)律，會(huì)出現(xiàn)液位跳變的情況。

（2）電磁干擾

變頻電機(jī)對(duì)電網(wǎng)而言是非線性負(fù)載，當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓呈非線性關(guān)系，或者輸出的電流本身不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，從而產(chǎn)生諧波，進(jìn)而對(duì)其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。干擾途徑與一般電磁干擾途徑一致，主要分電磁輻射、傳導(dǎo)、感應(yīng)耦合。這些干擾會(huì)影響液位變送器電子元器件的正常運(yùn)行及液位變送器本身磁場(chǎng)的穩(wěn)定性，或在信號(hào)電纜中因感應(yīng)耦合而產(chǎn)生信號(hào)傳輸波動(dòng)，從而導(dǎo)致跳變。

（3）振動(dòng)

一般液位變送器都有抗振的要求，但當(dāng)振動(dòng)過大時(shí)，超過了儀表安裝環(huán)境的要求，而液位變送器掛扣在測(cè)量筒上沒有緩沖墊，加劇了振動(dòng)的影響，直接體現(xiàn)在幾個(gè)方面：加速元器件的老化；影響電子元器件工作穩(wěn)定性；受振動(dòng)的影響，浮子與探桿之間的間距突變，影響磁場(chǎng)的穩(wěn)定性等，從而影響到液位顯示的穩(wěn)定。人為對(duì)液位變送器探桿進(jìn)行小幅度的擊打?qū)嶒?yàn)，明顯觀察到液位顯示值的跳變。

（4）自身特性

磁致伸縮液位變送器本身的工作原理決定了其電氣回路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)元器件工作穩(wěn)定性、精確度要求很高，但現(xiàn)場(chǎng)跳變的液位變送器，國(guó)外品牌國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造，并非一體式安裝制造，制造工藝或精度要求不一定達(dá)標(biāo)；產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，未在海上平臺(tái)環(huán)境大范圍使用過，未針對(duì)特殊的環(huán)境進(jìn)行過軟硬件升級(jí)改造；選型時(shí)也未針對(duì)高電磁干擾、高振動(dòng)的情況提出更高的招標(biāo)要求。這些因素綜合作用下，導(dǎo)致了目前液位變送器穩(wěn)定性不足的現(xiàn)狀。

2、解決方法分析

2.1 環(huán)境因素

（1）振動(dòng)。降低振動(dòng)，在探桿與測(cè)量筒之間增加隔振環(huán)，重新調(diào)整設(shè)置探桿與浮子之間的間距。

（2）電磁干擾。采用增加屏蔽等措施降低電磁輻射；嚴(yán)格按照規(guī)范要求做好各項(xiàng)屏蔽接地；在變送器與中控卡件之間增加模擬信號(hào)隔離器，過濾降低跳變信號(hào)的干擾，提高穩(wěn)定性；中控程序中增加延時(shí)濾波程序，降低電磁干擾的影響。

2.2 自身因素

（1）調(diào)節(jié)門檻電壓。門檻電壓不能過高或過低，*在連接示波器后，根據(jù)其顯示的曲線圖調(diào)整門檻電壓至扭力波峰值范圍內(nèi)1/2處。若沒有示波器，順時(shí)針或逆時(shí)針調(diào)整門檻電壓一次2～3圈至表頭輸出正常為止。

（2）元器件故障。掌握磁致伸縮液位工作原理及日常維護(hù)處理方法，當(dāng)變送模塊、探桿、浮子等出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)鎖定故障根源，維修或替換備件。

（3）選型問題。選型時(shí)必須充分考慮現(xiàn)場(chǎng)高振動(dòng)、高電磁干擾的特殊情況，對(duì)液位變送器本身提出更高的要求；同時(shí)，可選擇電氣回路更簡(jiǎn)單的干簧電阻式液位變送器，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，其在抗振和抗電磁干擾方面表現(xiàn)遠(yuǎn)優(yōu)于磁致伸縮液位變送器。

（4）穩(wěn)定性問題。某品牌磁致液位變送器在之前的實(shí)際應(yīng)用中也經(jīng)歷過大范圍跳變的情況，但在深入分析故障現(xiàn)象和原因后，針對(duì)液位計(jì)硬件與軟件設(shè)施的電磁兼容的多項(xiàng)要求進(jìn)行了大量的升級(jí)改造工作，在承受射頻電磁場(chǎng)輻射、射頻場(chǎng)磁感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾、電快速瞬變沖群、浪涌沖擊等方面有了改觀，大大提升了液位變送器的穩(wěn)定性。