浮筒液位計(jì)的工作原理及結(jié)構(gòu)
浮筒液位計(jì)由檢測、轉(zhuǎn)換、變送三部分組成；檢測部分由浮筒、連桿組成；轉(zhuǎn)換部分由杠桿、扭力管組件、傳感器組成；變送部分由CPU、A/D、D/A及LCD顯示器組成。如圖8-11所示。浮筒浸沒在外浮筒內(nèi)的液體中，與扭力管系統(tǒng)剛性連接，外浮筒內(nèi)液體的位置，或界面高低的變化，引起浸沒在液體中的浮筒的浮力變化，從而使扭力管轉(zhuǎn)角也隨之變化。液位越高時(shí)，浮筒所受浮力越大，扭力管所受的力矩就越小，扭角也越??；反之則越大。扭角的變化被傳遞到與扭力管剛性連接的傳感器，使傳感器輸出電壓變化，被放大轉(zhuǎn)換為4-20mA電流輸出。
圖1 智能浮筒液位計(jì)工作原理及結(jié)構(gòu)示意圖
浮筒液位計(jì)故障檢查判斷及處理
1、浮筒液位計(jì)沒有液位顯示或顯示最小
本故障是指工藝的液位正常，但儀表無顯示或顯示最小，甚至顯示負(fù)值?？蛇M(jìn)行排污，來檢查取樣閥門、取樣管路有沒有積垢、堵塞故障；可通過清洗，吹洗的方法來疏通堵塞，取樣閥門堵塞嚴(yán)重或泄漏只有更換?？蓪ν飧⊥矁?nèi)部進(jìn)行檢查，浮筒破裂，浮筒掛料都會(huì)使液位顯示變低或顯示零下。
變送器連接電路出現(xiàn)斷路，供電失常，變送器的放大板，顯示板損壞都會(huì)使變送器無顯示，或者輸出電流下降，顯示與輸出電流不吻合。更換電路板需要重新進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。
變送器沒有電流輸出，檢查接線是否正確；觀察液晶表頭是否有顯示，有顯示但無輸出電流，可能是輸出管損壞，可更換電路板來確定。EEPROM損壞，會(huì)造成儀表標(biāo)定數(shù)據(jù)的丟失，也會(huì)引起無電流輸出故障。
2、浮筒液位計(jì)液位顯示最大
可按先機(jī)械后電氣的次序檢查。工藝介質(zhì)的腐蝕、結(jié)晶、沉積物附著，工藝介質(zhì)密度變化大，浮筒被卡，浮筒脫落，安裝的垂直度不合乎要求，都會(huì)使液位顯示最大；機(jī)械部分與工藝介質(zhì)直接接觸，故障率高于電氣部分。浮筒被卡可拆卸處理或清洗浮筒的污物，浮筒脫落需要拆卸后掛浮筒，進(jìn)行調(diào)校才能使用。工藝介質(zhì)密度有較大變化，介質(zhì)溫度超過設(shè)計(jì)值太多，與工藝協(xié)商后，要重新計(jì)算按新的量程進(jìn)行調(diào)校使用。
確定機(jī)械部分沒有問題，可對變送器的供電、零點(diǎn)、量程進(jìn)行檢查，零點(diǎn)是否有漂移或偏高現(xiàn)象，量程設(shè)置是否正確，可測量變送器輸出電流來判斷變送器，安全柵是否正常.
3、浮筒液位計(jì)液位顯示偏高或偏低
液位顯示有偏差時(shí)，用手操器檢查變送器的參數(shù)設(shè)置是否正確，浮筒液位計(jì)顯示有偏差，很多時(shí)候與所測介質(zhì)有關(guān)，介質(zhì)密度變化與設(shè)計(jì)、設(shè)定值相差較大，液位顯示值就會(huì)不準(zhǔn)。有的氣體、汽油等介質(zhì)含硫量較高，易在浮筒吊桿處結(jié)晶或結(jié)塊造成測量不準(zhǔn)。
信號(hào)線路的原因引起DCS液位顯示偏高或偏低，其現(xiàn)象是浮筒液位計(jì)與就地液位計(jì)的顯示是對應(yīng)的，但DCS的液位顯示偏差較大，這類故障很多是由于信號(hào)線路的接線端子，分線箱端子進(jìn)水使信號(hào)線對地的絕緣電阻下降，或使信號(hào)線正負(fù)極間的絕緣電阻下降；嚴(yán)重導(dǎo)致信號(hào)線接地，信號(hào)線間的短路故障；信號(hào)分流會(huì)使DCS的顯示比現(xiàn)場儀表偏低，引入了地電流干擾會(huì)使DCS的顯示偏高。故障常在雨季或衛(wèi)生大掃除后發(fā)生，端子盒、分線箱密封不良很容易進(jìn)水，可用塑料布包扎或用防爆膠泥密封來防水。
4、浮筒液位計(jì)液位顯示波動(dòng)
觀察被測液位的歷史記錄曲線，看是什么樣的波動(dòng)，緩慢波動(dòng)可能是介質(zhì)波動(dòng)或浮筒有機(jī)械故障。浮筒浸在介質(zhì)中會(huì)有一定的慣性和阻尼，所以波動(dòng)是不可能突變的。有很大的波動(dòng)或者是突然出現(xiàn)的波動(dòng)，大多是電路或信號(hào)線有問題，如變送器的接線接觸不良或松動(dòng)，可分段測量導(dǎo)線的電阻值來判斷，還應(yīng)檢查儀表是否受到電磁干擾。
工藝液位經(jīng)常波動(dòng)，可加大阻尼時(shí)間和濾波來克服。被測液位波動(dòng)較大可考慮配置防波管。要了解工藝被測介質(zhì)的性質(zhì)，如某公司用浮筒液位計(jì)測量冷凝器液位，介質(zhì)為氟利昂，液位顯示經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)，后來查明引起波動(dòng)的原因是氟利昂里氣泡太多，導(dǎo)致浮筒波動(dòng)；可見生產(chǎn)工況對儀表測量的影響是很大的。因此在判斷和處理故障時(shí)，不能只從儀表方面作手，還要考慮工藝方面的影響。設(shè)計(jì)選型有問題，浮筒的計(jì)算密度不對，安裝位置不佳；被測介質(zhì)的性質(zhì)與設(shè)計(jì)值不符；工藝的壓力，流量波動(dòng)過大，都有可能引起液位顯示的波動(dòng)。
變送器輸出電流不穩(wěn)定，對變送器測量回路進(jìn)行檢查，檢查變送器端子上的電壓是否穩(wěn)定，檢查變送器連接線路有沒有接觸不良或接地等現(xiàn)象。用手操器使變送器輸出4mA或20mA等固定電流，來判斷變送器或安全柵是否有問題，并對癥處理。
機(jī)械部分有故障，如扭力管的工作性能不穩(wěn)定，浮筒掛鉤損壞，會(huì)使儀表的輸出電流不穩(wěn)定，零點(diǎn)附近量程波動(dòng)大，還會(huì)影響儀表的線性。機(jī)械故障要拆卸檢查才能確定。
5、浮筒液位計(jì)液位變化遲鈍
工藝液位變化時(shí)儀表顯示也變化，但變化速度與實(shí)際液位不一致，可排污檢查取樣閥門及取樣管有沒有堵塞現(xiàn)象；液位變化遲鈍很多是由于浮筒上有附著物或浮筒與外套筒有摩擦；可定時(shí)用蒸汽吹掃，或在儀表外套筒增加伴熱。
液位計(jì)的氣、液相取樣管或取樣閥門堵塞，尤其是氣相管路堵塞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測量筒與容器上部壓力不平衡，浮筒上部憋壓，使浮筒移動(dòng)緩慢導(dǎo)致液位顯示變化緩慢。取樣閥門開度過小，也會(huì)出現(xiàn)液位變化緩慢，與實(shí)際液位有偏差的故障，氣相管有堵塞時(shí)該故障更突出。
6、浮筒液位計(jì)液位顯示不變化
工藝液位正常并有變化但液位顯示長時(shí)間沒有變化，DCS液位趨勢曲線為直線，可通過排污來發(fā)現(xiàn)問題，排污時(shí)可敲打外浮筒，有時(shí)浮筒被卡住，浮筒與外浮筒相碰，通過敲打外浮筒就有可能恢復(fù)正常；機(jī)械部分沒有問題，就應(yīng)該在變送器的電路上查找原因，變送器的顯示板或放大板有問題，可用備件代換來確定故障。更換電路板，需要重新輸人參數(shù)并進(jìn)行線性調(diào)整。
液位計(jì)的氣，液相取樣管或取樣閥門堵塞，取樣閥門開度過小，都會(huì)使被測液位長時(shí)間不變化，而液位趨勢曲線為直線，尤其是液相取樣管，經(jīng)常會(huì)被管道內(nèi)的雜質(zhì)堵塞，管線較長時(shí)被堵塞的概率更高。氣相取樣管或取樣閥門堵塞，取樣閥門開度過小，會(huì)出現(xiàn)液位變化緩慢，與實(shí)際液位有偏差的故障。
測量介質(zhì)易結(jié)晶，或者溫度，壓力的變化導(dǎo)致物料結(jié)晶，結(jié)晶物將浮筒。扭力管、掛鉤卡死都會(huì)造成液位顯示不變化的故障。 該類故障只有拆下修理，沒有好辦法徹底消除，但可采取一些措施來減小影響，如把外浮筒用保溫材料包裹起來，減少外部溫度的影響，以消除揮發(fā)物在浮筒內(nèi)的結(jié)晶，結(jié)焦現(xiàn)象；如果被測介質(zhì)可以吹蒸汽，熱風(fēng)，則可使用吹掃法來減少結(jié)晶，結(jié)焦現(xiàn)象。采取以上措施仍然受困于結(jié)晶問題時(shí)，只能考慮用其他測量方法。
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