磁致伸縮液位計的檢查判斷與維修
1 磁致伸縮液位計的工作原理及結構
磁致伸縮液位計由測量桿(內置超磁伸縮線(xiàn))、浮球(內置永久磁鐵)和變送器三部分組成，如圖1 所示。變送器電路單元產(chǎn)生的電流脈沖沿著(zhù)磁致伸縮線(xiàn)向下傳遞，并伴隨產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的磁場(chǎng)，測量桿外配有浮子，浮子沿測量桿隨液位的變化而上下移動(dòng)。浮子內裝有磁鐵，浮子同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。當電流磁場(chǎng)與浮子磁場(chǎng)相遇時(shí)，二者的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生瞬時(shí)扭力并在磁致伸縮線(xiàn)上形成一個(gè)機械扭力波脈沖，該機械扭力波以一定速度傳遞返回到電子部件，電子部件拾取脈沖。通過(guò)測量發(fā)射電脈沖與返回扭力波脈沖之間的時(shí)間差，就可計算出被測液位高度。
2 磁致伸縮液位計故障檢查判斷及處理
(1)沒(méi)有液位顯示或顯示最小
輸出電流一直為最小值，有可能是浮子卡死在底部，或者浮子泄露，與工藝聯(lián)系停表拆卸檢查，檢查測量桿內及浮子上是否有污物，進(jìn)行清洗，如果浮子已泄露只能更換。
輸出電流小于4mA，僅有3.62mA，早期的K-TEK 型液位計，可檢查變送器模塊左上角最左邊的跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)，如果跳線(xiàn)短接環(huán)在上端，則處于“FAIL LOW”報警模式，如圖2 所示。有信號丟失或變送器有故障時(shí)，輸出電流被置為3.62mA。
變送器沒(méi)有電流輸出，先檢查供電是否正常，再檢查連接電路有無(wú)斷路或接觸不良現象。用萬(wàn)用表測量變送器的輸出電流，通電時(shí)輸出電流應為4mA 至少1s，然后，要么為所測的液位數值，要么為報警狀態(tài)。否則可能是變送器供電有問(wèn)題，或者主要的電子部件損壞。
圖2 液位計變送器跳線(xiàn)設置示意圖
(2)液位顯示有偏差
液位顯示有偏差，檢查浮子，取樣管路等沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題，可對變送器的量程重新標定。同時(shí)按下UP 和DOWN 鍵1s 可進(jìn)入標定模式。將浮子置于0%處，按住DOWN 鍵1s 使輸出電流為4mA。將浮子置于100%處，按住UP 鍵1s 使輸出電流為20mA。
儀表顯示與實(shí)際液位不一致的故障有:工藝介質(zhì)量含有氣泡，介質(zhì)的密度和浮子的密度不一致，聯(lián)系工藝進(jìn)行解決。儀表的零點(diǎn)參考點(diǎn)不對，重新進(jìn)行標定。接線(xiàn)端子受潮、進(jìn)水，可對受潮部位進(jìn)行烘干處理。傳感器或模塊有問(wèn)題，用備件進(jìn)行更換，否則只能返廠(chǎng)修理。
(3)液位顯示有跳變
液位顯示有或高或低的跳變現象，可能是接地不良或電磁干擾所致，可檢查變送器及信號電纜的接地是否良好，檢查運算模塊與存儲底板是否有接觸不良的現象。
設備振動(dòng)產(chǎn)生的雜波也會(huì )使磁致伸縮液位顯示有跳變現象，說(shuō)明變送器的門(mén)檻電壓無(wú)法過(guò)濾該雜波，可通過(guò)調整門(mén)檻電壓來(lái)解決.門(mén)檻電壓是用來(lái)屏蔽雜波信號，使返回信號更加清晰的一個(gè)參數，低于這個(gè)參數的信號一律被認為是雜波，全被濾除，高于這個(gè)參數的信號都被當作有效信號全部返回。當門(mén)檻電壓設定過(guò)低時(shí)，部分雜波信號也會(huì )返回并被一同顯示，同樣會(huì )出現液位跳變的現象。并不是門(mén)檻電壓高了就不會(huì )出現液位跳變，門(mén)檻電壓過(guò)高，部分有效信號會(huì )被擋在門(mén)檻外，傳回顯示的信號也會(huì )出現液位跳變的現象。不同儀表的門(mén)檻電壓設定范圍也不同，但門(mén)檻電壓可調范圍還是相當大的。
DCS 的液位趨勢曲線(xiàn)為尖波狀，可能是工藝液位有波動(dòng)造成了雜波信號，可通過(guò)調高門(mén)檻電壓來(lái)減少影響。不要忽視液位傳感器周?chē)h(huán)境溫度變化的影響，過(guò)高，過(guò)低的環(huán)境溫度都有可能使儀表顯示出現波動(dòng)。
測量桿有剩磁也會(huì )出現本故障，可通過(guò)消磁來(lái)解決。為了避免剩磁的出現，可以不定期沿著(zhù)測量桿平行地滑動(dòng)磁鐵或浮子，從測量桿的一端滑動(dòng)磁鐵或浮子到另一端來(lái)消除產(chǎn)生的剩磁。
(4)非正常報警的檢查及處理
①磁致伸縮液位計偶爾跳變到報警狀態(tài)，可能是門(mén)檻電壓設置不當，應進(jìn)行門(mén)檻電壓的調整。調整時(shí)將浮子放到測量桿的底端，打開(kāi)外殼，在電子模板的右下方有個(gè)調節電位器，如圖2 所示。變送器通電后順時(shí)針旋轉電位器，使輸出電流為3.6mA 或21mA，相當于報警狀態(tài)。慢慢地逆時(shí)針旋轉電位器，直到有一個(gè)穩定的輸出電流，該輸出電流要與浮子的位置相對應。再慢慢地逆時(shí)針旋轉電位器，并記錄電位器的旋轉圈數N，直到輸出電流不再穩定。再順時(shí)針旋轉電位器約N/2 圈，確認輸出電流穩定。
②磁致伸縮液位計測量桿的末端有一段小小的盲區，一旦浮子停留在此，傳感器發(fā)射的脈沖波便不能返回，會(huì )輸出21mA 的報警。此類(lèi)現象在尚未進(jìn)液階段容易出現，一旦有液體進(jìn)入，浮子上升至測量范圍之內該現象也就自行消失。
③被測介質(zhì)的溫度處于或接近儀表的最高工作溫度時(shí)，有可能會(huì )出現報警故障，因為磁鐵在高溫下會(huì )出現退磁現象。即便是耐高溫的磁鐵，隨著(zhù)介質(zhì)溫度的升高其磁導率也是成比例地下降，由于高溫退磁的影響，會(huì )出現儀表工作不正常的問(wèn)題，甚至反復出現高低限誤報警的故障，把儀表的工作溫度提高一擋大多能解決本問(wèn)題。
④傳感器或模塊有故障也會(huì )出現上述現象，模塊可用備件進(jìn)行代換來(lái)判斷，傳感器有問(wèn)題，只能返廠(chǎng)修理。
(5)傳感器的故障檢查
MR 型液位計傳感器的檢查，用萬(wàn)用表檢查地端與中間的磁致伸縮線(xiàn)是否短路，電阻值應該大于20MΩ，如果小于20MΩ，把電子單元與磁致伸縮線(xiàn)從傳感器中取出，檢查傳感器管中是否進(jìn)水或有導電性液體，如果沒(méi)有，檢查磁致伸縮線(xiàn)與信號線(xiàn)的連接處是否有導線(xiàn)外露，如果有則進(jìn)行封堵。
檢查傳感器管是否有泄漏，可以取出電子單元與磁致伸縮線(xiàn)部分，用水測試傳感器管是否泄漏。用水檢查后，一定要晾干或烘干傳感器管，再放人電子單元及磁致伸縮線(xiàn)。
(6)常見(jiàn)故障的檢查及處理
磁致伸縮液位計常見(jiàn)故障的檢查及處理見(jiàn)表1。
表2 磁致伸縮液位計HART 變送器常見(jiàn)故障的檢查及處理
3 磁致伸縮液位計維修實(shí)例
[實(shí)例1]磁致伸縮液位計白天顯示波動(dòng)，但夜班很正常。
[故障檢查]夜班電壓會(huì )高點(diǎn)，難道供電不正常?分別對供電、傳感器、變送器進(jìn)行檢查沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題。后來(lái)看到離儀表三十多米處有臺電焊機在作業(yè)，仔細觀(guān)察只要電焊一起弧光，液位顯示就波動(dòng)。
[故障處理]配合電焊工試著(zhù)把電焊機的地線(xiàn)挪地方后，磁致伸縮液位計顯示恢復正常。
[維修小結]本例是電磁干擾引發(fā)的故障。電焊工在幾個(gè)地方焊接，懶得拉地線(xiàn)到處跑，就把電焊地線(xiàn)夾在儀表電纜橋架的支承架上，故對儀表造成了干擾。
[實(shí)例2]磁致伸縮液位計，顯示波動(dòng)然后跑最大，最后干脆沒(méi)有顯示了。
[故障檢查]檢查供電正常，對顯示有異常的變送器曾用單獨的電源供電，但輸出信號仍不正常。到?jīng)]有顯示時(shí)，再檢查發(fā)現變送器的模塊已損壞。
[故障處理]更換模塊應急。與磁致伸縮液位計供貨商聯(lián)系來(lái)廠(chǎng)幫助解決問(wèn)題。
[維修小結]該例故障屬于磁致伸縮液位計質(zhì)量問(wèn)題，因為，在現場(chǎng)已有該批次儀表的多例相同故障，最后的結果都是變送器模塊燒壞。更換產(chǎn)品后沒(méi)有再發(fā)生此類(lèi)故障。
[實(shí)例3]LT100 磁致伸縮液位計，出現超量程報警，電流達21mA。
[故障檢查]供電及變送器均正常。檢查發(fā)現空罐時(shí)浮子位置低于正常零點(diǎn)太多。
[故障處理]在浮子底端加上不銹鋼套管，重新設定量程后恢復正常。
[維修小結]本例故障系浮子在沒(méi)有液位時(shí)與正常零點(diǎn)的差值過(guò)大，浮子在測量桿最底部時(shí)，浮子的環(huán)形磁場(chǎng)與測量桿內的磁致伸縮線(xiàn)下端感應不靈敏，從而出現誤報警現象。