磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)磁化干擾源分析及防范措施探究

焦凱，趙曉燕

（華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261000）

磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)磁化干擾源分析及防范措施探究

焦凱，趙曉燕

（華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261000）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，磁翻板液位計(jì)被廣泛應(yīng)用于液位檢測(cè)工作中，并具備較高的使用價(jià)值。主要是因?yàn)榇欧逡何挥?jì)具備耐溫、耐腐蝕、高密封等多種特點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中容易出現(xiàn)磁開關(guān)誤操作等問題。本文對(duì)磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)磁化干擾源進(jìn)行了分析，并提出了有效防范措施。

磁翻板液位計(jì)；磁開關(guān)誤操作；干擾源

磁翻板液位計(jì)與傳統(tǒng)液位計(jì)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能有效保證檢測(cè)質(zhì)量。也正是由于其特殊性，在使用中會(huì)存在一些質(zhì)量問題。比如，將其應(yīng)用在水電站中，對(duì)油位的實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)，但由于機(jī)組設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一定量的電磁，對(duì)磁翻板液位計(jì)的磁開關(guān)會(huì)造成影響，從而出現(xiàn)誤操作情況，會(huì)嚴(yán)重影響檢測(cè)質(zhì)量，從而帶來安全隱患。因此，需要針對(duì)磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)的干擾源進(jìn)行分析，及時(shí)做好防范措施，以保證其正常運(yùn)行。

1 磁翻板液位計(jì)的概念及原理

磁翻板液位計(jì)主要是用來檢測(cè)介質(zhì)的液位情況，其具備檢測(cè)范圍大、清晰度高、高密封、抗腐蝕、耐高溫等多種特點(diǎn)，在各行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用，能有效保障工作質(zhì)量。其具體工作原理為：磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要采用了磁性耦合原理和浮力原理兩種形式。當(dāng)其處于正常工作時(shí)，會(huì)隨著被測(cè)液體的升降而產(chǎn)生變化，磁翻板液位計(jì)內(nèi)部的磁性浮子會(huì)出現(xiàn)上下浮動(dòng)。同時(shí)，會(huì)使浮子內(nèi)部的磁鋼發(fā)生運(yùn)動(dòng)，并在磁性耦合原理的作用下，將指令信號(hào)傳輸至指示器中，使其內(nèi)部的翻柱發(fā)生翻轉(zhuǎn)變化，可用兩種顏色來區(qū)分翻柱的運(yùn)動(dòng)情況，當(dāng)翻柱顏色由白轉(zhuǎn)紅時(shí)，則表明介質(zhì)液位處于上升狀態(tài)，當(dāng)翻柱顏色由紅轉(zhuǎn)白時(shí)，說明介質(zhì)液位為下降狀態(tài)。并可通過紅白顏色的交界處來確定液位的實(shí)際情況，有利于工作人員進(jìn)行觀察。

在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，人們開始研制出了控制性液位計(jì)，需要在磁翻板液位計(jì)內(nèi)部加設(shè)磁開關(guān)裝置，能對(duì)液位的實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，可在磁開關(guān)上裝設(shè)傳感器和控制器，當(dāng)液位處于異常變化時(shí)，可通過傳輸信號(hào)來發(fā)送報(bào)警信息。當(dāng)工作人員獲取報(bào)警信息后，可及時(shí)進(jìn)行控制，可有效保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2 淺析磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)磁化的干擾源

影響磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)正常使用的因素比較多，外部磁場(chǎng)是主要的影響因素。因此，本文以水電站為例，對(duì)磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)磁化的干擾源進(jìn)行了分析。

為了保證調(diào)查結(jié)果，對(duì)水電站中磁開關(guān)誤操作的故障情況進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)每次磁開關(guān)發(fā)生故障時(shí)，都與勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間相同。而磁翻板液位計(jì)的安裝位置與勵(lì)磁電纜相鄰。因此，可初步判定為，當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電纜中會(huì)產(chǎn)生大量的電流，并產(chǎn)生電磁場(chǎng)。由于磁翻板液位計(jì)與其相鄰，其磁場(chǎng)會(huì)影響磁開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，從而出現(xiàn)磁開關(guān)誤操作等問題。為了證實(shí)這一判斷，將磁開關(guān)安裝在了發(fā)電機(jī)附近，主要是因?yàn)榇颂帟?huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，能準(zhǔn)確分析實(shí)際情況。通過觀察數(shù)據(jù)可知，磁開關(guān)發(fā)生了明顯的變化，出現(xiàn)了誤操作的情況。因此，可以判斷，磁開關(guān)之所以會(huì)出現(xiàn)磁化現(xiàn)象，主要是因?yàn)槭艿搅送獠看艌?chǎng)的干擾，在磁場(chǎng)力的作用下，使其發(fā)生了動(dòng)作，從而出現(xiàn)故障。由于磁開關(guān)處于勵(lì)磁系統(tǒng)附近，且電纜中使用的是直流電，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的低頻磁場(chǎng)。

由于磁開關(guān)組件中安裝了彈簧片，其材質(zhì)為鐵質(zhì)，在磁場(chǎng)的作用下會(huì)出現(xiàn)磁化等問題，從而改變彈簧片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際情況可知，雖然彈簧片發(fā)生了動(dòng)作，但其實(shí)際油位并沒有達(dá)到相應(yīng)的位置，此時(shí)的磁開關(guān)屬于誤操作情況，導(dǎo)致警報(bào)信號(hào)失真。另外，當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，磁開關(guān)也不會(huì)發(fā)生復(fù)原。對(duì)此，可以使用磁滯回線原理來解釋這一情況。之所以磁開關(guān)會(huì)出現(xiàn)磁化問題，是因?yàn)閯?lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生了大量的低頻磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)力的作用下，使彈簧片出現(xiàn)了磁化現(xiàn)象，從而出現(xiàn)誤操作情況。在時(shí)間的影響下，彈簧片上的磁場(chǎng)力達(dá)到了飽和，即使勵(lì)磁系統(tǒng)停止運(yùn)行，且電纜中沒有電流，但彈簧片上還是會(huì)存留一些磁場(chǎng)力，需要在一定的時(shí)間下才能完全退磁，使其恢復(fù)正常狀態(tài)。

3 防止磁翻板液位計(jì)磁開關(guān)發(fā)生磁化的措施

3.1 合理選擇材料

通過上述分析可知，之所以磁翻板液位計(jì)的磁開關(guān)發(fā)生了磁化問題，是因?yàn)榇砰_關(guān)內(nèi)部的鐵質(zhì)簧片發(fā)生了磁化現(xiàn)象，從而出現(xiàn)誤操作情況。因此，應(yīng)合理選擇彈簧片的材質(zhì)。例如，對(duì)于低頻磁場(chǎng)來說，可選用磁鋼等材料，其導(dǎo)磁率比較高，不會(huì)受到磁場(chǎng)力的影響而出現(xiàn)磁化問題，能保障磁翻板液位計(jì)正常運(yùn)行。對(duì)于高頻磁場(chǎng)來說，不僅要考慮磁場(chǎng)力的影響，還要考慮導(dǎo)電性能，一般可采用鋁或銅等材料，能起到良好的防范效果。

3.2 降低磁開關(guān)與浮子之間的磁引力

當(dāng)浮子與磁開關(guān)之間存有磁引力時(shí)，一方面會(huì)使浮子的重心發(fā)生變化，無法正確顯示液位情況。另一方面會(huì)使磁性開關(guān)受到磁場(chǎng)力的影響，使其無法正常工作。因此，應(yīng)從以下幾點(diǎn)進(jìn)行防范：一是，通過降低浮子的磁性，能有效降低與磁開關(guān)之間的磁引力。但這種方法會(huì)影響磁翻板液位計(jì)的正常使用，會(huì)因?yàn)楦∽哟判缘臏p弱，使磁翻板出現(xiàn)延遲運(yùn)動(dòng)的情況，無法正確反映出液位的升降情況。二是，降低磁開關(guān)內(nèi)部的磁性。通過這種方法，能在一定程度上降低浮子的磁引力，避免對(duì)磁開關(guān)造成影響，使其保持正常工作，避免磁開關(guān)出現(xiàn)誤操作等問題。三是，在進(jìn)行磁翻板液位計(jì)安裝工作時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，適當(dāng)增加浮子與磁開關(guān)之間的距離，降低二者之間的磁引力。這種操作方法簡(jiǎn)單易行，并具備較強(qiáng)的靈活性，能滿足不同環(huán)境下的使用需求。

3.3 加設(shè)磁場(chǎng)屏蔽措施

將磁翻板液位計(jì)安裝在水電機(jī)組附近時(shí)，一旦設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，電纜中會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，使磁開關(guān)受到影響，無法正常進(jìn)行工作。同時(shí)，由于水電機(jī)組的設(shè)備比較多，其磁場(chǎng)環(huán)境比較復(fù)雜，難以選擇合適的安裝位置。因此，可采用磁場(chǎng)屏蔽措施，避免對(duì)磁開關(guān)產(chǎn)生影響。其主要工作原理為：通常情況下，磁場(chǎng)主要是在磁體的作用下而形成的，會(huì)在磁體的外部形成一種閉合環(huán)線，當(dāng)物體距離磁體越近，所承受的磁場(chǎng)力越強(qiáng)，會(huì)影響其正常使用。因此，可以采用磁場(chǎng)屏蔽的方法，使磁場(chǎng)的方向發(fā)生改變，使其無法形成閉合環(huán)線，可避免磁開關(guān)受到磁場(chǎng)力的影響。一般情況下，其屏蔽內(nèi)容主要分為電磁屏蔽和靜電屏蔽兩種。例如，一是，電磁屏蔽。當(dāng)電纜處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在內(nèi)部會(huì)形成電磁脈沖，從而形成電磁場(chǎng)。當(dāng)物體距離電磁場(chǎng)越近時(shí)，所產(chǎn)生的電磁波越強(qiáng)，會(huì)對(duì)磁性開關(guān)造成影響。同時(shí)，當(dāng)物體距離電磁場(chǎng)較遠(yuǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的能量會(huì)逐漸減弱。對(duì)此，可采用趨膚效應(yīng)原理來制成電磁屏蔽器，能有效降低外部磁場(chǎng)的干擾。二是，靜電屏蔽。通常情況下，永久磁體在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜磁場(chǎng)，而磁翻板液位計(jì)中的浮子含有永久磁鋼，當(dāng)其處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定量的靜磁場(chǎng)，會(huì)使磁開關(guān)受到影響。因此，在制作靜磁屏蔽器時(shí)，可將高磁導(dǎo)率的材料制成屏蔽罩，以起到磁場(chǎng)屏蔽效果。主要是因?yàn)椋艌?chǎng)會(huì)產(chǎn)生閉合的環(huán)線，在其范圍內(nèi)會(huì)對(duì)物體造成影響。由于屏蔽罩的磁導(dǎo)率比空氣大，靜磁場(chǎng)會(huì)沿著遮蔽罩通過，從而改變磁場(chǎng)方向，使屏蔽罩內(nèi)部的磁開關(guān)不會(huì)受到靜磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁化現(xiàn)象，保證其正常運(yùn)行。

3.4 注意事項(xiàng)

第一，在進(jìn)行磁翻板液位計(jì)安裝工作時(shí)，應(yīng)避免采用鐵絲等鐵質(zhì)材料進(jìn)行捆綁。在這種情況下，會(huì)使鐵質(zhì)材料在電磁力的作用下發(fā)生磁化現(xiàn)象，從而對(duì)磁翻板液位計(jì)的浮子和磁開關(guān)造成影響，使其無法正常工作。

第二，磁翻板液位計(jì)具備較強(qiáng)的靈活性，能應(yīng)用在各行業(yè)領(lǐng)域中，部分工作人員為了保證工作質(zhì)量，需要在磁翻板液位計(jì)上安裝伴熱管。而部分伴熱管的材料有一定的導(dǎo)磁性，因此，應(yīng)使用紫銅管這類的非導(dǎo)磁材料，以保證磁開關(guān)正常使用。

第三，磁翻板液位計(jì)主要的功能是用來檢測(cè)介質(zhì)的液位情況，當(dāng)磁翻板液位計(jì)進(jìn)行工作前，需要對(duì)箱體及液體進(jìn)行全面檢測(cè)，避免內(nèi)部含有磁性物質(zhì)，防止對(duì)磁開關(guān)造成影響。

第四，在安裝屏蔽器時(shí)，應(yīng)避免屏蔽器表面存在縫隙或孔洞等問題，防止電磁場(chǎng)從孔隙中進(jìn)入到磁開關(guān)中，避免對(duì)其質(zhì)量造成影響。當(dāng)存在無可避免時(shí)，應(yīng)將孔隙沿著磁場(chǎng)方向進(jìn)行安裝，盡可能降低對(duì)磁開關(guān)的影響程度。

第五，雖然磁鋼、鋁、銅等材料具備較高的導(dǎo)磁性能，但在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行下，容易使其結(jié)構(gòu)性能發(fā)生改變，從而影響其使用功能。對(duì)此，要求維護(hù)人員定期對(duì)磁開關(guān)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行更換，有利于保證其工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的效益。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，磁翻板液位計(jì)已經(jīng)出現(xiàn)了多種型號(hào)，能滿足不同領(lǐng)域的使用需求。但在實(shí)際應(yīng)用階段，磁翻板液位計(jì)容易受到外部磁場(chǎng)的影響，使其磁開關(guān)發(fā)生磁化問題，影響其工作質(zhì)量。對(duì)此，要求工作人員針對(duì)實(shí)際工作環(huán)境進(jìn)行分析，合理選擇磁開關(guān)材料，并采取相應(yīng)的屏蔽措施，以保證磁開關(guān)正常運(yùn)行。

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