1、問題原因分析
(1)門檻電壓
分析磁致伸縮信號曲線圖發(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,則會始終檢測不到扭應(yīng)力波,變送器無輸出;若門檻電壓設(shè)置過低,則會先檢測到一些雜波,導(dǎo)致測量不準(zhǔn),而且雜波的產(chǎn)生無規(guī)律,會出現(xiàn)液位跳變的情況。
(2)電磁干擾
變頻電機(jī)對電網(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的穩(wěn)定性,或在信號電纜中因感應(yīng)耦合而產(chǎn)生信號傳輸波動,從而導(dǎo)致跳變。
(3)振動
一般液位變送器都有抗振的要求,但當(dāng)振動過大時(shí),超過了儀表安裝環(huán)境的要求,而液位變送器掛扣在測量筒上沒有緩沖墊,加劇了振動的影響,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;受振動的影響,浮子與探桿之間的間距突變,影響磁場的穩(wěn)定性等,從而影響到液位顯示的穩(wěn)定。人為對液位變送器探桿進(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,對元器件工作穩(wěn)定性、精確度要求很高,但現(xiàn)場跳變的液位變送器,國外品牌國內(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,未在海上平臺環(huán)境大范圍使用過,未針對特殊的環(huán)境進(jìn)行過軟硬件升級改造;選型時(shí)也未針對高電磁干擾、高振動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。降低振動,在探桿與測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隔離器,過濾降低跳變信號的干擾,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,最好在連接示波器后,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)場高振動、高電磁干擾的特殊情況,對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)行了大量的升級改造工作,在承受射頻電磁場輻射、射頻場磁感應(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。