电气自动化仪器仪表的选型安装及故障分析

摘要 电气自动化仪表技术的更新换代使其应用范围更加广泛、检测功能更加完善，针对不同用途的自动化仪表，需要结合实际情况及仪表的相关性能进行安装及使用，同时还需了解仪表常见故障的原因方便日常维护保养。文章主要介绍了电磁流量计、金属热电阻、超声波液位计三种仪表的安装注意事项及常见故障分析方法。

【关键词】电气自动化 仪器仪表 安装 故障分析

为了确保电气自动化仪表的正常工作、提高使用寿命，就需要在安装及维护过程中根据仪表不同使用功能及外在环境要求，摸索合适的仪表安装及故障分析方法，从而避免由于人为操作不当或者周围环境不利而影响仪表的测量精确度，给工业自动化系统运行带来不必要的麻烦。

1 电磁流量计

电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理进行工作，当管道直径及磁场磁感应强度不变时，感应电动势与流体体积流量具有线性关系，在测量管道两侧插入的电极通过测量感应电动势大小来实现流量的测量。由于电磁流量计不受液体压力、温度、黏度、电导率等物理参数的影响，所以测量精度高被广泛应用于化工化纤、矿冶、石油、钢铁等领域。

1.1 电磁流量计使用注意事项

由于电磁流量计内部一般利用永磁或直流励磁来产生一个磁场，通过管道内的导电液体以一定流速切割磁力线来产生感应电动势，这种测量方式的弊端就是测量电信号极易受外界环境强电磁干扰。并且只能测量导电流体，不能测量气体、蒸气、含有大量气体的液体以及电导率很低的液体，易引起严重的电势波动。

1.2 电磁流量计选用安装要求

（1）确保流量计测量管口径与管道系统的口径大小一致，同时仪表量程要大于被测介质的最大预计流量值，通常测量值应大于量程的1/2。

（2）应确保传感器外壳体上的流向箭头为出厂时所设定的正流向，安装之前应检查箭头方向，并保证现场所有安装要求与箭头流向一致，传感器在安装过程时可以设计成水平安装或垂直安装两种。

（3）安装过程中，传感器接地环要可靠接地，接地电阻要小于lOΩ，特别是设备相关管道为塑料绝缘材料时，接地装置能够避免静电摩擦所产生的电位差，并做好抗电磁干扰和抗振动工作。

（4）在进行流量计安装过程中应保证其管道中时刻充满液体，如果遇到流体流动状态不稳定时，可以安装流体整流器保证测量精度。

1.3 电磁流量计常见故障分析

（1）无流量信号输出：供电电源故障;励磁回路或信号回路连接电缆故障;传感器零部件损坏，检查励磁线圈、信号端子、电极、绝缘衬里的绝缘电阻是否正常;转换器元件损坏故障;导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里。

（2）输出信号晃动：流体流动状态的变化;管道未充满液体或液体中含有气泡;外界杂散电流等的电磁干扰液体物理性质方面（如液体电导率不均匀或含有较多颗粒/杂质的浆液等）。

（3）零点不稳定：管道内实际存在微小流动（使用小信号切除功能）;测量管及传感器接地不可靠;测量管电极污染问题;信号回路绝缘下降。

（4）流量测量值与应用参比值不符：转换器设定值不正确;传感器安装位置不妥;信号电缆或传感器电极绝缘下降。

（5）输出信号超量程：连接电缆断开，或接线错误;转换器设定值不正确;后位仪表未采取电气隔离。

2 金属热电阻

金属热电阻是根据热电阻阻值与温度呈一定函数关系的原理实现温度测量的，金属热电阻的阻值会随着温度的升高而变大，所以可以将温度信号转换成电阻的变化。

2.1 金属热电阻选型安装要求

根据安装场所的具体情况可以选择不同类型的热电阻，比如室外恶劣条件下可以使用铠装热电阻;在有爆炸危险的场所使用隔爆型热电阻;测量机件端面温度时可以选择测量速度快的端面热电阻。安装时如果只用两根导线连接热电阻，必然会将导线电阻叠加到热电阻上，带来严重测量误差，为了减少误差工业上多采用三线或四线制连接方式。

2.2 金属热电阻常见故障分析

（1）出现测量值低于实际值或示值不稳定的原因：保护套管内有金属、灰尘，接线柱间有污渍或绝缘套管破损热电阻被短路;

（2）出现显示仪表指示无穷大的原因：热电阻或引出线断路，接线端子松动;

（3）出现阻值.温度关系发生变化的原因：热电阻金属丝受腐蚀氧化严重;

（4）出现仪表显示为负值：显示仪表与热电阻接线有误或热电阻短路。

3 超声波液位计

超声波液位计利用超声波在气体、液体或固体中的衰减、穿透力和声阻抗不同的性质来测量两种介质的界面，工作时超声波换能器周期性的向外界发射超声波，遇到不同介质时会被反射回来被传感器接收，根据声波在不同介质的传播速度及声波发送接受的时间差就可以计算出超声波液位计到界面的距离。

3.1 超声波液位计安装要求

超声波液位计的安装在实际操作中主要分为两种，即法兰安装和螺纹安装。安装过程首先应避开盲区，可采用加长的安装导管，安装时应注意探头辐射面两段与导管端面之间的夹角，必须保证该夹角不小于换能器的锐角度数。

3.2 超声波液位计常见故障分析

3.2.1 出现满量程或任意数据

超声波液位计安装位置不合理存在測量盲区。

3.2.2 无信号、数据波动或者检测不到回波

被测液体表面有大量泡沫或者现场容器内有搅拌器使得被测液体波动较大，泡沫和纹波会吸收超声波，导致回波信号减弱。

3.2.3 测量数据无规律跳动

液位计单独接地不可靠，现场有电磁干扰。

3.2.4 测量值低于实际值

被测液体介质温度过高产生大量蒸汽和雾气，阻碍超声波的发射和接收。

4 结束语

自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到广泛应用，它是自动化控制系统的重要组成部分，就像人的眼睛一样，检测仪表把采集到的各种现场数据送入控制系统进行一系列逻辑运算，来完成对工业生产过程中每一个环节的自动控制，实现节省人力成本提高生产效率、产品质量的多重目的。

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