電氣自動化儀器儀表的選型安裝及故障分析

牛學軍

摘要：近年來，電氣自動化儀器儀表的應(yīng)用范圍日益廣泛，并且產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益。本文分別介紹了電磁流量計、金屬熱電阻和超聲波液位計這三種電氣自動化儀器儀表的選型安裝和故障分析方面的內(nèi)容，希望可以為相關(guān)的工作提供一定的參考，盡可能地減少電氣自動化儀器儀表故障發(fā)生幾率，使其作用得到最大化的發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；電磁流量計；金屬

引言

電氣自動化儀器儀表的選型安裝以及故障分析工作的意義十分重要，借助這一工作，不僅能夠延長儀器儀表的使用壽命，并且能夠保證儀器儀表的工作質(zhì)量和效果。在工業(yè)自動化系統(tǒng)運行過程中，可能會受到環(huán)境的干擾以及人員操作的影響，使電氣自動化儀器儀表存在一些問題，所以需要認真做好選型安裝和故障分析工作。

一、電磁流量計

電磁流量計的原理是電磁感應(yīng)定律，當磁場的磁感應(yīng)強度沒有發(fā)生變化時，感應(yīng)電動勢與液體的流量呈正比例關(guān)系，所以在管道的兩側(cè)插上電極，就可以測量到具體的感應(yīng)電動勢大小，從而計算出液體的流量。電磁流量計的測量精度很高，并且不會受到液體壓力、溫度、流速等因素的影響，所以在石油和化工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

（一）選型安裝

這里需要注意的是，因為電磁流量計的運行需要借助磁場，而管道內(nèi)的液體通過切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，所以在測量的過程中很容易受到強電磁干擾，而且不能測量氣體。有鑒于此，在選型安裝的過程中，需要保證電磁流量計的測量管口徑與管道的口徑一致，也就是能夠插入到管道中，而且事先要做好被測液體最大流量值的估計工作，保證儀表的量程大于最大流量值，同時為了保證測量的進度，需要確保測量值大于總量程的一半。安裝之前，一定要仔細檢查電磁流量計傳感器外殼的流向箭頭與管道的流向一致。在安裝過程中，電磁流量計的傳感器要保證接地，而且電阻必須小于8Ω，尤其是管道為絕緣材料時，可以消除靜電摩擦的電位差，同時在一定程度上能夠減輕電磁的干擾。在安裝的過程中，管道內(nèi)必須要保證液體充足，避免液體出現(xiàn)流動不穩(wěn)定的情況。

（二）故障分析

如果沒有流量信號輸出，可能是電源出現(xiàn)故障，也可能是傳感器發(fā)生損壞，需要檢查電極、絕緣電阻是否存在異常情況，同時不能排除轉(zhuǎn)換器元件發(fā)生損壞的可能。如果輸出信號不穩(wěn)定，可能是管道內(nèi)部的液體不夠充分，存在空隙或者是液體中含有大量的氣泡，另外，外界的電磁干擾以及液體自身的導電率也會影響測量的精度，如果液體中雜質(zhì)較多或者是含有一些顆粒，也會導致流量計出現(xiàn)故障。如果零點不穩(wěn)定，表明管道內(nèi)存在微小的流動，或者是傳感器接地出現(xiàn)問題。至于流量的測量值與預測值有較大的差異，則說明傳感器的安裝位置不正確，如果輸出的信號超過量程，則表示接線錯誤[1]。

二、金屬熱電阻

金屬熱電阻的原理是熱電阻阻值與溫度存在明顯函數(shù)關(guān)系，金屬熱電阻的阻值會隨著溫度的升高而變大，所以在實際的測量過程中，可以將溫度信號的變化情況判斷阻值的大小。

（一）選型安裝

金屬熱電阻的選型要根據(jù)安裝現(xiàn)場的實際要求，如果是比較惡劣的環(huán)境，推薦使用鎧裝熱電阻，如果現(xiàn)場存在爆炸危險，就需要使用隔爆型熱電阻，如果需要對機件的端面溫度進行測量，則需要使用端面熱電阻，因為這種熱電阻的測量速度很快。在具體的安裝過程中，應(yīng)該使用三根導線或者是四根導線連接熱電阻，這樣可以減少測量的誤差，如果連接的導線數(shù)量過少，很可能將導線自身的阻值加到熱電阻上，這樣就會嚴重干擾測量的準確性。

（二）故障分析

一般而言，金屬熱電阻分為固定螺絲、保護管、航空插件、絕緣套管以及測量端五個組成部分，所以常見的故障大多與這五個組成部分有關(guān)。首先，當出現(xiàn)測量值較低，或者是波動較大時，可能是保護套管內(nèi)部不干凈，含有灰塵或者是金屬，也可能是接線柱與接線柱之間存在污漬。其次，如果儀表的指針指向無窮大，則說明熱電阻出現(xiàn)短路，或者是測量端的接線發(fā)生松動。再次，如果金屬熱電阻的阻值和溫度之間的函數(shù)關(guān)系出現(xiàn)變化，則說明金屬熱電阻的金屬絲發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導致表面發(fā)生腐蝕。最后，如果儀表的顯示值為負值，則說明儀表與熱電阻的接線方式出現(xiàn)錯誤，或者熱電阻發(fā)生短路。

三、超聲波液位計

超聲波液位計的原理是超聲波在不同介質(zhì)中的傳播性質(zhì)不同，根據(jù)衰減和穿透力的大小確定兩種介質(zhì)的界面，在具體的工作過程中，需要使用換能器發(fā)射超聲波，然后由傳感器接收，因為這一過程接觸了不同的介質(zhì)，所以根據(jù)超聲波的傳播速度，以及發(fā)射和接收的時間差，計算出超聲波液位計與界面之間的實際長度。

（一）選型安裝

在選型的過程中，需要對量程、壓力、供電方式、安裝尺寸進行系統(tǒng)的了解，一般情況下，超聲波液位計的測量比較可靠，誤差較小。在安裝的過程中，除了常規(guī)的法蘭安裝以外，還有螺紋安裝這種方式，而工作人員一定要注意導管的長度，適當增加導管的長度可以提高測量的精度[2]。

（二）故障分析

如果出現(xiàn)滿量程的情況，說明安裝位置的選擇不當，測量存在盲區(qū)。如果沒有信號，或者接收不到回波，說明液體中的泡沫吸收了超聲波，從而導致回波信號較弱。如果測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，可能是超聲波液位計受到了電磁的干擾。如果測量值較低，可能是液體的溫度高于正常的溫度，從而產(chǎn)生了一定的蒸汽，影響了超聲波的傳輸和反射。

結(jié)論

綜上所述，通過介紹和分析三種不同電氣自動化儀表的特點、選型和故障等方面的內(nèi)容，可以發(fā)現(xiàn)這些儀表測量精度很高，并且操作十分簡單，在工業(yè)生產(chǎn)中的作用十分突出，能夠為企業(yè)節(jié)約大量的成本，并且提高生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1]劉慶華，李紅利.試論工業(yè)電氣自動化儀器儀表的控制[J].電子制作，2016（18）：22.

[2]郭慶忠.探討電氣自動化儀表工程的安裝調(diào)試技術(shù)[J].化工管理，2018（03）：84-85.

（作者單位：西藏玉龍銅業(yè)股份有限公司）