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技術文章
浮球液位變送器的故障檢查判斷及解決意見
閱讀次數：515 發布時間：2019/9/6 11:02:52
浮球液位變送器的故障檢查判斷及解決意見
本文是儀表維修工值得收藏的干貨技術文章，結合浮球液位計也叫浮球液位變送器工作原理和結構，分析常見磁浮球液位計（變送器）故障原因，并結合實例分享磁浮球液位計（變送器）故障檢查處理思路和方法，
本文是儀表維修工值得收藏的干貨技術文章，結合浮球液位計也叫浮球液位變送器工作原理和結構，分析常見磁浮球液位計（變送器）故障原因，并結合實例分享磁浮球液位計（變送器）故障檢查處理思路和方法，
磁浮球液位計（變送器）的工作原理及結構
磁浮球液位計（變送器）也是根據浮力原理和磁性耦合作用工作的，有側面安裝磁浮球液位計（變送器），頂部安裝，底部安裝磁浮球液位計（變送器）三種結構，其既可測液位也可測量界面。
當被測容器中的液位升降時，磁浮子也隨之升降，浮子內磁鋼的磁力線穿過測量導管，通過磁耦合控制干簧管的通斷，以改變與干簧管相連的電阻組件的電阻值。傳感變送原理如圖1所示，其采用分壓電路對液位進行測量，產生的電壓與液位成正比關系，變送器進行的是V/I變換工作，最終磁浮球液位計（變送器）以二線制4-20mA或三線制4-20mA輸出液位測量信號。
圖1 磁浮球液位計（變送器）傳感變送原理圖
磁浮球液位計（變送器）故障檢查判斷及處理
1、磁浮球液位計（變送器）的檢查及處理
側裝式磁浮球液位計（變送器）的測量筒體內如有固體雜質和磁性雜質進入；頂部安裝或底部安裝的磁浮球液位計（變送器），如果有雜質和磁性雜質附在浮子及導向管間，都會對浮子造成卡阻及浮力減弱等現象。對側裝式的可通過排污，沖洗來解決。其他安裝形式的只有空罐時拆卸檢查處理。
當液位顯示不準，液位有跳躍性變化，液位顯示曲線畫直線等現象，大多是磁浮子臟污造成的，也是磁浮球液位計（變送器）使用中最常見，最易引發故障的因素。磁浮子內裝有磁鋼，被測介質含有雜質，磁鋼會將雜質吸附在浮子表面，使用時間越長越聚越多，極易造成浮子質量增加產生沉沒失去檢測作用，即使臟污雜質的附著不會造成浮子沉沒，但附著物在浮子表面會使浮子在測量簡中的上下活動受限，出現卡阻，卡死現象，測量筒內壁附著雜質，更是阻礙了浮子的上下浮動，使液位變化出現跳變或者卡死不動的故障。
浮子卡只有拆卸液位計下方的法蘭，取出浮子進行清洗。在測量堿液、酸液、酸性氣液、瓦斯氣及各種腐蝕性的介質時，要嚴格遵守操作規程，防止維修過程中，腐蝕性介質、有毒有害介質對人體造成危害。
2、磁浮球液位計（變送器）傳感器的檢查及處理
磁性浮子液位計傳感變送原理如圖1所示。傳感器由干簧管及電阻組件構成。傳感器接線方式有：a、兩線方式，國產的大多為此類接線；b、三線方式，如柯普樂浮子液位變送器。干簧管與電阻組件排列很緊密，檢查故障時，可將其等效為一個線性電位器Rp；按圖1對檢查方法作一介紹。
浮子移動正常，可測量電阻組件的電阻值，浮子向上移動電阻值應增大，浮子向下移動電阻值應減小，浮子在0%附近，電阻值應很小或接近0Ω；浮子在100%附近，電阻值很大或接近最大。產品不同電阻值也不相同，在變送器上有標注，沒有標注的，可測量最大電阻值以備日后維修參考。
電阻組件或連接線路出現接觸不良、短路、斷路等故障，或受到電磁場的干擾，會導致標稱電阻值的變化，出現液位顯示不正確的故障。
可用萬用表測量電阻值判斷故障。以液位測量范圍為2000mm，分辨率為10mm，最大電阻值為2kΩ的產品為例。當浮子在0%位置，其電阻值應該為0，浮子向上移動，電阻應該為100/10mm逐級遞增變化，滿度時的輸出電阻值為2kΩ。輸出電阻變化時，變送器的輸出電流也應隨著變化，否則變送器有問題。
3、磁浮球液位計（變送器）變送器故障的檢查及處理
有的磁浮球液位計（變送器）帶有一個校正器，其實就是一個永久磁鋼，可用來檢查傳感器及變送器。將校正器置于0%，變送器的輸出電流應為4mA，將校正器置于100%，變送器的輸出電流應為20mA，說明儀表工作正常。否則可對零點和量程電位器進行調整。
觀察變送器的輸出電流來判斷故障，如柯普樂浮球液位變送器，當傳感器與變送器的接線有開路故障時，變送器的輸出電流變化見表1，表中線號可參考圖1的標示。
表1 磁浮球液位計（變送器）的傳感器有開路故障時與變送器輸出電流的關系
1號接線開路 約20mA
2號接線開路 約25mA
3號接線開路 ≤4mA
1和3號接線同時開路 約25mA
智能變送器具有傳感器自診斷功能，當標稱阻值測得后，一旦檢測到阻值變化超過了預設的百分率，就會輸出報警信號，通常報警信號時的電流輸出可設定為3.8mA或22mA，以便與最低和最高液位區別開。
4、磁浮球液位計（變送器）變送器輸出信號波動
磁浮球液位計（變送器）變送器輸出信號產生波動，先檢查信號線路是否有氧化腐蝕、松動導致的接觸不良。檢查沒有發現問題，應考慮是否有干擾，可檢查電纜屏蔽層是否可靠接地，接地電阻值是否符合要求，變送器附近是否有新的大功率用電設備投用，如果干擾難于完全消除，可試用信號隔離器來解決。
儀表維修工在維修磁浮球液位計（變送器）過程中難免需要更換全新的產品，儀表工需要提供以下信息才能采購到核實產品：
◆ 磁浮球液位計（變送器）型號：具體的型號可以在http://www.zxllz.cn查到
◆ 介質溫度：測量液位最低、最高溫度時多少
◆ 介質密度：如果不知道密度，可以告訴介質的名稱，混合液體要知道由哪幾種液體組成
◆ 介質成分及腐蝕性：介質腐蝕性關系到是否選用防腐性磁浮球液位計（變送器）
◆ 工作壓力：最高壓力是多少
◆ 測量范圍：也可以稱為公稱長度，
◆ 法蘭標準及材質：法蘭的公稱通徑、公稱壓力、法蘭材質
◆ 觸液材質：如大家不知道該用哪種材質比較適合現場工況，可以向昌暉儀表工程師咨詢
◆ 特殊要求：請在訂貨時詳細注明：比如是否帶保溫夾套等
磁浮球液位計（變送器）也是根據浮力原理和磁性耦合作用工作的，有側面安裝磁浮球液位計（變送器），頂部安裝，底部安裝磁浮球液位計（變送器）三種結構，其既可測液位也可測量界面。
當被測容器中的液位升降時，磁浮子也隨之升降，浮子內磁鋼的磁力線穿過測量導管，通過磁耦合控制干簧管的通斷，以改變與干簧管相連的電阻組件的電阻值。傳感變送原理如圖1所示，其采用分壓電路對液位進行測量，產生的電壓與液位成正比關系，變送器進行的是V/I變換工作，最終磁浮球液位計（變送器）以二線制4-20mA或三線制4-20mA輸出液位測量信號。
圖1 磁浮球液位計（變送器）傳感變送原理圖
磁浮球液位計（變送器）故障檢查判斷及處理
1、磁浮球液位計（變送器）的檢查及處理
側裝式磁浮球液位計（變送器）的測量筒體內如有固體雜質和磁性雜質進入；頂部安裝或底部安裝的磁浮球液位計（變送器），如果有雜質和磁性雜質附在浮子及導向管間，都會對浮子造成卡阻及浮力減弱等現象。對側裝式的可通過排污，沖洗來解決。其他安裝形式的只有空罐時拆卸檢查處理。
當液位顯示不準，液位有跳躍性變化，液位顯示曲線畫直線等現象，大多是磁浮子臟污造成的，也是磁浮球液位計（變送器）使用中最常見，最易引發故障的因素。磁浮子內裝有磁鋼，被測介質含有雜質，磁鋼會將雜質吸附在浮子表面，使用時間越長越聚越多，極易造成浮子質量增加產生沉沒失去檢測作用，即使臟污雜質的附著不會造成浮子沉沒，但附著物在浮子表面會使浮子在測量簡中的上下活動受限，出現卡阻，卡死現象，測量筒內壁附著雜質，更是阻礙了浮子的上下浮動，使液位變化出現跳變或者卡死不動的故障。
浮子卡只有拆卸液位計下方的法蘭，取出浮子進行清洗。在測量堿液、酸液、酸性氣液、瓦斯氣及各種腐蝕性的介質時，要嚴格遵守操作規程，防止維修過程中，腐蝕性介質、有毒有害介質對人體造成危害。
2、磁浮球液位計（變送器）傳感器的檢查及處理
磁性浮子液位計傳感變送原理如圖1所示。傳感器由干簧管及電阻組件構成。傳感器接線方式有：a、兩線方式，國產的大多為此類接線；b、三線方式，如柯普樂浮子液位變送器。干簧管與電阻組件排列很緊密，檢查故障時，可將其等效為一個線性電位器Rp；按圖1對檢查方法作一介紹。
浮子移動正常，可測量電阻組件的電阻值，浮子向上移動電阻值應增大，浮子向下移動電阻值應減小，浮子在0%附近，電阻值應很小或接近0Ω；浮子在100%附近，電阻值很大或接近最大。產品不同電阻值也不相同，在變送器上有標注，沒有標注的，可測量最大電阻值以備日后維修參考。
電阻組件或連接線路出現接觸不良、短路、斷路等故障，或受到電磁場的干擾，會導致標稱電阻值的變化，出現液位顯示不正確的故障。
可用萬用表測量電阻值判斷故障。以液位測量范圍為2000mm，分辨率為10mm，最大電阻值為2kΩ的產品為例。當浮子在0%位置，其電阻值應該為0，浮子向上移動，電阻應該為100/10mm逐級遞增變化，滿度時的輸出電阻值為2kΩ。輸出電阻變化時，變送器的輸出電流也應隨著變化，否則變送器有問題。
3、磁浮球液位計（變送器）變送器故障的檢查及處理
有的磁浮球液位計（變送器）帶有一個校正器，其實就是一個永久磁鋼，可用來檢查傳感器及變送器。將校正器置于0%，變送器的輸出電流應為4mA，將校正器置于100%，變送器的輸出電流應為20mA，說明儀表工作正常。否則可對零點和量程電位器進行調整。
觀察變送器的輸出電流來判斷故障，如柯普樂浮球液位變送器，當傳感器與變送器的接線有開路故障時，變送器的輸出電流變化見表1，表中線號可參考圖1的標示。
表1 磁浮球液位計（變送器）的傳感器有開路故障時與變送器輸出電流的關系
故障發生部位 變送器的輸出電流
1號接線開路 約20mA
2號接線開路 約25mA
3號接線開路 ≤4mA
1和3號接線同時開路 約25mA
智能變送器具有傳感器自診斷功能，當標稱阻值測得后，一旦檢測到阻值變化超過了預設的百分率，就會輸出報警信號，通常報警信號時的電流輸出可設定為3.8mA或22mA，以便與最低和最高液位區別開。
4、磁浮球液位計（變送器）變送器輸出信號波動
磁浮球液位計（變送器）變送器輸出信號產生波動，先檢查信號線路是否有氧化腐蝕、松動導致的接觸不良。檢查沒有發現問題，應考慮是否有干擾，可檢查電纜屏蔽層是否可靠接地，接地電阻值是否符合要求，變送器附近是否有新的大功率用電設備投用，如果干擾難于完全消除，可試用信號隔離器來解決。
儀表維修工在維修磁浮球液位計（變送器）過程中難免需要更換全新的產品，儀表工需要提供以下信息才能采購到核實產品：
◆ 磁浮球液位計（變送器）型號：具體的型號可以在http://www.zxllz.cn查到
◆ 介質溫度：測量液位最低、最高溫度時多少
◆ 介質密度：如果不知道密度，可以告訴介質的名稱，混合液體要知道由哪幾種液體組成
◆ 介質成分及腐蝕性：介質腐蝕性關系到是否選用防腐性磁浮球液位計（變送器）
◆ 工作壓力：最高壓力是多少
◆ 測量范圍：也可以稱為公稱長度，
◆ 法蘭標準及材質：法蘭的公稱通徑、公稱壓力、法蘭材質
◆ 觸液材質：如大家不知道該用哪種材質比較適合現場工況，可以向昌暉儀表工程師咨詢
◆ 特殊要求：請在訂貨時詳細注明：比如是否帶保溫夾套等
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