1 磁致伸縮液位計(jì)的工作原理及結(jié)構(gòu)

磁致伸縮液位計(jì)由測(cè)量桿(內(nèi)置超磁伸縮線)、浮球(內(nèi)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)生的電流脈沖沿著磁致伸縮線向下傳遞，并伴隨產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的磁場(chǎng)，測(cè)量桿外配有浮子，浮子沿測(cè)量桿隨液位的變化而上下移動(dòng)。浮子內(nèi)裝有磁鐵，浮子同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。當(dāng)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上形成一個(gè)機(jī)械扭力波脈沖，該機(jī)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(cè)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(jì)算出被測(cè)液位高度。

2 磁致伸縮液位計(jì)故障檢查判斷及處理

(1)沒(méi)有液位顯示或顯示*小

輸出電流一直為*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(cè)量桿內(nèi)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(jì)，可檢查變送器模塊左上角*左邊的跳線開關(guān)，如果跳線短接環(huán)在上端，則處于“FAIL LOW”報(bào)警模式，如圖2 所示。有信號(hào)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(xiàn)象。用萬(wàn)用表測(cè)量變送器的輸出電流，通電時(shí)輸出電流應(yīng)為4mA 至少1s，然后，要么為所測(cè)的液位數(shù)值，要么為報(bào)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(jì)變送器跳線設(shè)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(xiàn)問(wèn)題，可對(duì)變送器的量程重新標(biāo)定。同時(shí)按下UP 和DOWN 鍵1s 可進(jìn)入標(biāo)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(duì)，重新進(jìn)行標(biāo)定。接線端子受潮、進(jìn)水，可對(duì)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，否則只能返廠修理。

(3)液位顯示有跳變

液位顯示有或高或低的跳變現(xiàn)象，可能是接地不良或電磁干擾所致，可檢查變送器及信號(hào)電纜的接地是否良好，檢查運(yùn)算模塊與存儲(chǔ)底板是否有接觸不良的現(xiàn)象。

設(shè)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(xiàn)象，說(shuō)明變送器的門檻電壓無(wú)法過(guò)濾該雜波，可通過(guò)調(diào)整門檻電壓來(lái)解決.門檻電壓是用來(lái)屏蔽雜波信號(hào)，使返回信號(hào)更加清晰的一個(gè)參數(shù)，低于這個(gè)參數(shù)的信號(hào)一律被認(rèn)為是雜波，全被濾除，高于這個(gè)參數(shù)的信號(hào)都被當(dāng)作有效信號(hào)全部返回。當(dāng)門檻電壓設(shè)定過(guò)低時(shí)，部分雜波信號(hào)也會(huì)返回并被一同顯示，同樣會(huì)出現(xiàn)液位跳變的現(xiàn)象。并不是門檻電壓高了就不會(huì)出現(xiàn)液位跳變，門檻電壓過(guò)高，部分有效信號(hào)會(huì)被擋在門檻外，傳回顯示的信號(hào)也會(huì)出現(xiàn)液位跳變的現(xiàn)象。不同儀表的門檻電壓設(shè)定范圍也不同，但門檻電壓可調(diào)范圍還是相當(dāng)大的。

DCS 的液位趨勢(shì)曲線為尖波狀，可能是工藝液位有波動(dòng)造成了雜波信號(hào)，可通過(guò)調(diào)高門檻電壓來(lái)減少影響。不要忽視液位傳感器周圍環(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(xiàn)波動(dòng)。

測(cè)量桿有剩磁也會(huì)出現(xiàn)本故障，可通過(guò)消磁來(lái)解決。為了避免剩磁的出現(xiàn)，可以不定期沿著測(cè)量桿平行地滑動(dòng)磁鐵或浮子，從測(cè)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(bào)警的檢查及處理

①磁致伸縮液位計(jì)偶爾跳變到報(bào)警狀態(tài)，可能是門檻電壓設(shè)置不當(dāng)，應(yīng)進(jìn)行門檻電壓的調(diào)整。調(diào)整時(shí)將浮子放到測(cè)量桿的底端，打開外殼，在電子模板的右下方有個(gè)調(diào)節(jié)電位器，如圖2 所示。變送器通電后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器，使輸出電流為3.6mA 或21mA，相當(dāng)于報(bào)警狀態(tài)。慢慢地逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器，直到有一個(gè)穩(wěn)定的輸出電流，該輸出電流要與浮子的位置相對(duì)應(yīng)。再慢慢地逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器，并記錄電位器的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)N，直到輸出電流不再穩(wěn)定。再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器約N/2 圈，確認(rèn)輸出電流穩(wěn)定。

②磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量桿的末端有一段小小的盲區(qū)，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(bào)警。此類現(xiàn)象在尚未進(jìn)液階段容易出現(xiàn)，一旦有液體進(jìn)入，浮子上升至測(cè)量范圍之內(nèi)該現(xiàn)象也就自行消失。

③被測(cè)介質(zhì)的溫度處于或接近儀表的*高工作溫度時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)報(bào)警故障，因?yàn)榇盆F在高溫下會(huì)出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。即便是耐高溫的磁鐵，隨著介質(zhì)溫度的升高其磁導(dǎo)率也是成比例地下降，由于高溫退磁的影響，會(huì)出現(xiàn)儀表工作不正常的問(wèn)題，甚至反復(fù)出現(xiàn)高低限誤報(bào)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(xiàn)上述現(xiàn)象，模塊可用備件進(jìn)行代換來(lái)判斷，傳感器有問(wèn)題，只能返廠修理。

(5)傳感器的故障檢查

MR 型液位計(jì)傳感器的檢查，用萬(wàn)用表檢查地端與中間的磁致伸縮線是否短路，電阻值應(yīng)該大于20MΩ，如果小于20MΩ，把電子單元與磁致伸縮線從傳感器中取出，檢查傳感器管中是否進(jìn)水或有導(dǎo)電性液體，如果沒(méi)有，檢查磁致伸縮線與信號(hào)線的連接處是否有導(dǎo)線外露，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部分，用水測(cè)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。

(6)常見故障的檢查及處理

磁致伸縮液位計(jì)常見故障的檢查及處理見表1。

表2 磁致伸縮液位計(jì)HART 變送器常見故障的檢查及處理

3 磁致伸縮液位計(jì)維修實(shí)例

[實(shí)例1]磁致伸縮液位計(jì)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(duì)供電、傳感器、變送器進(jìn)行檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。后來(lái)看到離儀表三十多米處有臺(tái)電焊機(jī)在作業(yè)，仔細(xì)觀察只要電焊一起弧光，液位顯示就波動(dòng)。

[故障處理]配合電焊工試著把電焊機(jī)的地線挪地方后，磁致伸縮液位計(jì)顯示恢復(fù)正常。

[維修小結(jié)]本例是電磁干擾引發(fā)的故障。電焊工在幾個(gè)地方焊接，懶得拉地線到處跑，就把電焊地線夾在儀表電纜橋架的支承架上，故對(duì)儀表造成了干擾。

[實(shí)例2]磁致伸縮液位計(jì)，顯示波動(dòng)然后跑*大，*后干脆沒(méi)有顯示了。

[故障檢查]檢查供電正常，對(duì)顯示有異常的變送器曾用單獨(dú)的電源供電，但輸出信號(hào)仍不正常。到?jīng)]有顯示時(shí)，再檢查發(fā)現(xiàn)變送器的模塊已損壞。

[故障處理]更換模塊應(yīng)急。與磁致伸縮液位計(jì)供貨商聯(lián)系來(lái)廠幫助解決問(wèn)題。

[維修小結(jié)]該例故障屬于磁致伸縮液位計(jì)質(zhì)量問(wèn)題，因?yàn)椋诂F(xiàn)場(chǎng)已有該批次儀表的多例相同故障，*后的結(jié)果都是變送器模塊燒壞。更換產(chǎn)品后沒(méi)有再發(fā)生此類故障。

[實(shí)例3]LT100 磁致伸縮液位計(jì)，出現(xiàn)超量程報(bào)警，電流達(dá)21mA。

[故障檢查]供電及變送器均正常。檢查發(fā)現(xiàn)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(shè)定量程后恢復(fù)正常。

[維修小結(jié)]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(cè)量桿*底部時(shí)，浮子的環(huán)形磁場(chǎng)與測(cè)量桿內(nèi)的磁致伸縮線下端感應(yīng)不靈敏，從而出現(xiàn)誤報(bào)警現(xiàn)象。

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