電氣自動化儀器儀表的選型安裝及故障分析

項禮春

摘要 電氣自動化儀表技術的更新?lián)Q代使其應用范圍更加廣泛、檢測功能更加完善，針對不同用途的自動化儀表，需要結(jié)合實際情況及儀表的相關性能進行安裝及使用，同時還需了解儀表常見故障的原因方便日常維護保養(yǎng)。文章主要介紹了電磁流量計、金屬熱電阻、超聲波液位計三種儀表的安裝注意事項及常見故障分析方法。

【關鍵詞】電氣自動化 儀器儀表 安裝 故障分析

為了確保電氣自動化儀表的正常工作、提高使用壽命，就需要在安裝及維護過程中根據(jù)儀表不同使用功能及外在環(huán)境要求，摸索合適的儀表安裝及故障分析方法，從而避免由于人為操作不當或者周圍環(huán)境不利而影響儀表的測量精確度，給工業(yè)自動化系統(tǒng)運行帶來不必要的麻煩。

1 電磁流量計

電磁流量計是利用法拉第電磁感應原理進行工作，當管道直徑及磁場磁感應強度不變時，感應電動勢與流體體積流量具有線性關系，在測量管道兩側(cè)插入的電極通過測量感應電動勢大小來實現(xiàn)流量的測量。由于電磁流量計不受液體壓力、溫度、黏度、電導率等物理參數(shù)的影響，所以測量精度高被廣泛應用于化工化纖、礦冶、石油、鋼鐵等領域。

1.1 電磁流量計使用注意事項

由于電磁流量計內(nèi)部一般利用永磁或直流勵磁來產(chǎn)生一個磁場，通過管道內(nèi)的導電液體以一定流速切割磁力線來產(chǎn)生感應電動勢，這種測量方式的弊端就是測量電信號極易受外界環(huán)境強電磁干擾。并且只能測量導電流體，不能測量氣體、蒸氣、含有大量氣體的液體以及電導率很低的液體，易引起嚴重的電勢波動。

1.2 電磁流量計選用安裝要求

（1）確保流量計測量管口徑與管道系統(tǒng)的口徑大小一致，同時儀表量程要大于被測介質(zhì)的最大預計流量值，通常測量值應大于量程的1/2。

（2）應確保傳感器外殼體上的流向箭頭為出廠時所設定的正流向，安裝之前應檢查箭頭方向，并保證現(xiàn)場所有安裝要求與箭頭流向一致，傳感器在安裝過程時可以設計成水平安裝或垂直安裝兩種。

（3）安裝過程中，傳感器接地環(huán)要可靠接地，接地電阻要小于lOΩ，特別是設備相關管道為塑料絕緣材料時，接地裝置能夠避免靜電摩擦所產(chǎn)生的電位差，并做好抗電磁干擾和抗振動工作。

（4）在進行流量計安裝過程中應保證其管道中時刻充滿液體，如果遇到流體流動狀態(tài)不穩(wěn)定時，可以安裝流體整流器保證測量精度。

1.3 電磁流量計常見故障分析

（1）無流量信號輸出：供電電源故障;勵磁回路或信號回路連接電纜故障;傳感器零部件損壞，檢查勵磁線圈、信號端子、電極、絕緣襯里的絕緣電阻是否正常;轉(zhuǎn)換器元件損壞故障;導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里。

（2）輸出信號晃動：流體流動狀態(tài)的變化;管道未充滿液體或液體中含有氣泡;外界雜散電流等的電磁干擾液體物理性質(zhì)方面（如液體電導率不均勻或含有較多顆粒/雜質(zhì)的漿液等）。

（3）零點不穩(wěn)定：管道內(nèi)實際存在微小流動（使用小信號切除功能）;測量管及傳感器接地不可靠;測量管電極污染問題;信號回路絕緣下降。

（4）流量測量值與應用參比值不符：轉(zhuǎn)換器設定值不正確;傳感器安裝位置不妥;信號電纜或傳感器電極絕緣下降。

（5）輸出信號超量程：連接電纜斷開，或接線錯誤;轉(zhuǎn)換器設定值不正確;后位儀表未采取電氣隔離。

2 金屬熱電阻

金屬熱電阻是根據(jù)熱電阻阻值與溫度呈一定函數(shù)關系的原理實現(xiàn)溫度測量的，金屬熱電阻的阻值會隨著溫度的升高而變大，所以可以將溫度信號轉(zhuǎn)換成電阻的變化。

2.1 金屬熱電阻選型安裝要求

根據(jù)安裝場所的具體情況可以選擇不同類型的熱電阻，比如室外惡劣條件下可以使用鎧裝熱電阻;在有爆炸危險的場所使用隔爆型熱電阻;測量機件端面溫度時可以選擇測量速度快的端面熱電阻。安裝時如果只用兩根導線連接熱電阻，必然會將導線電阻疊加到熱電阻上，帶來嚴重測量誤差，為了減少誤差工業(yè)上多采用三線或四線制連接方式。

2.2 金屬熱電阻常見故障分析

（1）出現(xiàn)測量值低于實際值或示值不穩(wěn)定的原因：保護套管內(nèi)有金屬、灰塵，接線柱間有污漬或絕緣套管破損熱電阻被短路;

（2）出現(xiàn)顯示儀表指示無窮大的原因：熱電阻或引出線斷路，接線端子松動;

（3）出現(xiàn)阻值.溫度關系發(fā)生變化的原因：熱電阻金屬絲受腐蝕氧化嚴重;

（4）出現(xiàn)儀表顯示為負值：顯示儀表與熱電阻接線有誤或熱電阻短路。

3 超聲波液位計

超聲波液位計利用超聲波在氣體、液體或固體中的衰減、穿透力和聲阻抗不同的性質(zhì)來測量兩種介質(zhì)的界面，工作時超聲波換能器周期性的向外界發(fā)射超聲波，遇到不同介質(zhì)時會被反射回來被傳感器接收，根據(jù)聲波在不同介質(zhì)的傳播速度及聲波發(fā)送接受的時間差就可以計算出超聲波液位計到界面的距離。

3.1 超聲波液位計安裝要求

超聲波液位計的安裝在實際操作中主要分為兩種，即法蘭安裝和螺紋安裝。安裝過程首先應避開盲區(qū)，可采用加長的安裝導管，安裝時應注意探頭輻射面兩段與導管端面之間的夾角，必須保證該夾角不小于換能器的銳角度數(shù)。

3.2 超聲波液位計常見故障分析

3.2.1 出現(xiàn)滿量程或任意數(shù)據(jù)

超聲波液位計安裝位置不合理存在測量盲區(qū)。

3.2.2 無信號、數(shù)據(jù)波動或者檢測不到回波

被測液體表面有大量泡沫或者現(xiàn)場容器內(nèi)有攪拌器使得被測液體波動較大，泡沫和紋波會吸收超聲波，導致回波信號減弱。

3.2.3 測量數(shù)據(jù)無規(guī)律跳動

液位計單獨接地不可靠，現(xiàn)場有電磁干擾。

3.2.4 測量值低于實際值

被測液體介質(zhì)溫度過高產(chǎn)生大量蒸汽和霧氣，阻礙超聲波的發(fā)射和接收。

4 結(jié)束語

自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用，它是自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分，就像人的眼睛一樣，檢測儀表把采集到的各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)送入控制系統(tǒng)進行一系列邏輯運算，來完成對工業(yè)生產(chǎn)過程中每一個環(huán)節(jié)的自動控制，實現(xiàn)節(jié)省人力成本提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量的多重目的。

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