電容式液位傳感器(變送器)在船舶上一般被用于鍋爐水位探測、油水分離器器油位探測以及貨艙進(jìn)水報(bào)警探測、主機(jī)高壓油管漏油檢測報(bào)警。具有靈敏度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)以及壽命長、需要維護(hù)的內(nèi)容簡單等特點(diǎn)!
容式液位計(jì)是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi),金屬棒作為電容的一個(gè)極,容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同,比如:ε1>ε2,則當(dāng)液位升高時(shí),電容式液位計(jì)兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當(dāng)液位下降,ε值減小,電容量也減小。電極一般都有絕緣層包裹,船用采用的是特氟龍材料。用電容液位計(jì)測量物位的一個(gè)基本要求是:被測介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)(被測介質(zhì)與空氣的介電常數(shù)之比)在測量過程中不應(yīng)變化。與液位計(jì)配合的變送器把電容變化的信號(hào)經(jīng)過各種補(bǔ)償、計(jì)算后轉(zhuǎn)換成相對(duì)于液位量程的4-20毫安電流信號(hào)的輸出,用于遠(yuǎn)程儀表的輸入或者控制設(shè)備的信號(hào)采集。原理圖和機(jī)構(gòu)圖如下:
用過原理圖和機(jī)構(gòu)圖可以看出,電容式液位傳感器一般是利用電極與金屬容器外殼之間形成的電容變化,變送后輸出4-20毫安或者其他符合要求的電信號(hào)形式
通過變送器把電容變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換成繼電器觸點(diǎn)形式的信號(hào)輸出。船舶抵港前檢查的重要內(nèi)容之一。通過多條船舶的調(diào)查,在實(shí)際檢查中,操作人員往往采用在接線沒有拆除的情況下,旋轉(zhuǎn)下傳感器,向桶內(nèi)注油的實(shí)際測試方式,這樣會(huì)造成頻繁拆卸,傳感器接線松脫、扭曲變形,水密性能失效,容易損壞內(nèi)部電極!!推薦一種有效的測試方法如下:
在通電情況下,無論漏油容器內(nèi)是否有油,把傳感器變送模塊上的開關(guān)MAX-MIN 撥動(dòng)到MIN位置,稍等片刻,模塊會(huì)給出報(bào)警信號(hào)啦
日常管理要點(diǎn):
對(duì)于電容式液位傳感器,日常保養(yǎng)所需內(nèi)容不多,電機(jī)員只需注意以下幾點(diǎn):
1、保證傳感器的水密和防止磕碰電極絕緣層。
2、日常要保證電極的清潔,根據(jù)原理測量精度和測量空間內(nèi)的物質(zhì)介質(zhì)常數(shù)有關(guān),保持恒定是的。這樣鍋爐電極一般無法拆下,同時(shí)由于爐水質(zhì)量不同會(huì)造成空間有大量氣泡、污油沫,這樣與電極初始調(diào)試的水蒸氣介質(zhì)常數(shù)差別大,造成精度受影響或者水位波動(dòng)。對(duì)此采用的方式使鍋爐滿水,多次上排污??!
3、對(duì)于非要拆卸電極進(jìn)行測試的情況下,應(yīng)首先了解電極原理,保證正確接線。同時(shí)不了磕碰電極以防報(bào)廢原件。
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測試設(shè)備:500MΩ絕緣電阻測試儀一臺(tái),萬用表一只。
測試步驟:
1、在管道充滿介質(zhì)的情況下,用萬用表測量接線端子A、B與C之間的電阻值,A-C、B-C之間的阻值應(yīng)大至相等。若差異在1倍以上,可能是電極出現(xiàn)滲漏、測量管外壁或接線盒內(nèi)有冷凝水吸附。
2、在襯里干燥情況下,用MΩ表測A-C、B-C之間的絕緣電阻應(yīng)大于200MΩ、。再用萬用表測量端子A、B與測量管內(nèi)二只電極的電阻應(yīng)呈短路連通狀態(tài)、。若絕緣電阻很小,說明電極滲漏,應(yīng)將整套流量計(jì)返廠維修。若絕緣有所下降但仍有50MΩ以上且步驟1、的檢查結(jié)果正常,則可能是測量管外壁受潮,可用熱風(fēng)機(jī)對(duì)外殼內(nèi)部進(jìn)行烘干。
3、用萬用表測量X、Y之間的電阻,若超過200Ω,則勵(lì)磁線圈及其引出線可能開路或接觸不良。拆下端子板檢查。
4、檢查X、Y與C之間的絕緣電阻,應(yīng)在200MΩ以上,若有所下降,用熱風(fēng)對(duì)外殼內(nèi)部進(jìn)行烘干處理。實(shí)際運(yùn)行時(shí),線圈絕緣性下降將導(dǎo)致測量誤差增大、儀表輸出信號(hào)不穩(wěn)定。
5、如判定傳感器有故障,請(qǐng)與電磁流量計(jì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系,一般現(xiàn)場無法解決,需到廠家維修。
在選擇壓力的時(shí)候我們要考慮他的綜合精度,而壓力傳感器的精度受哪些方面的影響呢?其實(shí)造成傳感器誤差的因素有很多,下面我們注意說四個(gè)無法避免的誤差,這是傳感器的初始誤差。
首先的偏移量誤差:由于壓力傳感器在整個(gè)壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定,因此變換器擴(kuò)散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。
其次是靈敏度誤差:產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值,靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值,那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴(kuò)散過程的變化。
第三是線性誤差:這是一個(gè)對(duì)壓力傳感器初始誤差影響較小的因素,該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線性,但對(duì)于帶放大器的傳感器,還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線,也可以是凸形曲線稱重傳感器。
最后是滯后誤差:在大多數(shù)情形中,壓力傳感器的滯后誤差完全可以忽略不計(jì),因?yàn)楣杵哂泻芨叩臋C(jī)械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。
壓力傳感器的這個(gè)四個(gè)誤差是無法避免的,我們只能選擇高精度的生產(chǎn)設(shè)備,利用高新技術(shù)來降低這些誤差,還可以在出廠的時(shí)候進(jìn)行一點(diǎn)的誤差校準(zhǔn),盡最大的可能來降低誤差以滿足客戶的需要。
選擇壓力傳感器的時(shí)候需要注意很多問題,只有了解了壓力傳感器的作業(yè)方式才干更好的選擇壓力傳感器。比方,壓力傳感器的量程、精度、壓力傳感器的溫度特性,化學(xué)特性都是要考慮的而壓力傳感器的作業(yè)方式也是需要考慮的重要問題。
例如傳感器用于氣體壓力的丈量與液體壓力的丈量時(shí)情況便不同。氣體是可壓縮流體,增奪時(shí)會(huì)貯存一定的壓縮能,減壓時(shí)又以動(dòng)能釋放出來,給傳感器彈性膜施加沖擊波。要求壓力傳感器有較大的過載能力。液體是不可壓縮流體,壓力傳感器裝置時(shí),擰緊螺拴又無可壓縮空間則可使液體壓力升高超越彈性膜的耐壓極限,導(dǎo)致彈性膜破裂。由于這種情況屢屢發(fā)生,也要求壓力傳感器有較大的過壓能力。
壓力傳感器的工作環(huán)境惡劣時(shí),例如有大的振動(dòng)、沖擊,大的電磁干擾,對(duì)傳感器提出更為嚴(yán)格的要求。不只過壓能力強(qiáng),而且要求機(jī)械密封可靠,防松動(dòng),傳感器裝置正確。傳感器自身的引線、引腳以及外導(dǎo)線都應(yīng)加以電磁屏蔽,并將屏蔽良好接地。
此外,應(yīng)考慮壓力傳感器與所測流體介質(zhì)的相容性問題。例如傳感器的彈性膜結(jié)構(gòu)應(yīng)與腐蝕性介質(zhì)相隔開,此時(shí)采有不銹鋼波紋套傳感器,傳感器內(nèi)用硅油作傳壓介質(zhì)。傳感器檢測易燃、易爆介質(zhì)壓力時(shí),使用小激勵(lì)電流,防止彈性膜破裂時(shí)產(chǎn)生火花、火星,并增加壓力傳感器外套的耐壓能力。