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磁翻板液位计磁开关受到磁化干扰的分析及防范

更新时间:2018-12-02 15:25

磁翻板液位计 与传统液位计相比,具有明显的优势,具备耐温、耐腐蚀、高密封等多种特点,能有效保证检测质量。被广泛应用于液位检测工作中,并具备较高的使用价值。也正是由于...
       磁翻板液位计与传统液位计相比,具有明显的优势,具备耐温、耐腐蚀、高密封等多种特点,能有效保证检测质量。被广泛应用于液位检测工作中,并具备较高的使用价值。也正是由于其特殊性,在使用中会存在一些问题。磁翻板液位计的工作原理是磁耦合(Coupling)作用,还有其开关量信号的产生与输出,4-20mA远传信号的输出都是与电磁密切相关的,也极易受到外界电磁噪音的影响,比如,将其应用在水电站中,对油位的实际情况进行检测,但由于机组设备在运行中会产生一定量的电磁干扰,对磁翻板液位计的磁开关会造成影响,导致出现误操作情况,会严重影响检测质量,以至于带来安全隐患。因此,需要针对磁翻板液位计磁开关的干扰源进行分析,及时做好防范措施,以保证其正常(normal)运行。


 
1、磁翻板液位计的概念及原理
        磁翻板液位计主要是用来检测(检查并测试)介质的液位情况,其具备检测范围大、清晰度高、高密封、抗腐蚀、耐高温(hyperthermia)等多种特性,在各行业领域得到了广泛(extensive)运用,能有效保障工作质量(Mass)。其具体工作原理为:磁翻板液位计的结构比较复杂,在实际应用过程中,主要采用了磁性耦合原理和浮力原理两种形式。当其处于正常工作时,会随着被测液体的升降而产生变化,三畅磁翻板液位计内部的磁性浮子会出现上下浮动。同时,会使浮子内部的磁钢发生运动,并在磁性耦合原理的作用下,将指令信号传输至指示器中,使其内部的翻柱发生翻转变化,可用两种颜色来区分翻柱的运动情况,当翻柱颜色由白转红时,则表明介质液位处于上升状态,当翻柱颜色由红转白时,说明介质液位为下降状态。并可通过红白颜色的交界处来确定液位的实际情况,有利于工作人员进行观察。
 
        在科学技术的发展下,人们开始研制出了控制性液位计,需要在磁翻板液位计内部加设磁开关装置,能对液位的实际情况进行检测。同时,可在磁开关上装设传感器和控制器,当液位处于异常变化时,可通过传输信号来发送报警信息。当工作人员获取报警信息后,可及时进行控制,可有效保证系统运行的安全性。
 
2 浅析磁翻板液位计磁开关磁化的干扰源
        影响磁翻板液位计磁开关正常使用的因素比较多,外部磁场是主要的影响因素。因此,本文以水电站为例,对磁翻板液位计磁开关磁化的干扰源进行了分析。
 
        为了保证调查结果,对水电站中磁开关误操作的故障情况进行了研究,发现每次磁开关发生故障时,都与励磁系统的运行时间相同。而磁翻板液位计的安装位置与励磁电缆相邻。因此,可初步判定为,当励磁系统处于运行状态时,电缆中会产生大量的电流,并产生电磁场。由于磁翻板液位计与其相邻,其磁场会影响磁开关的运行状态,从而出现磁开关误操作等问题。为了证实这一判断,将磁开关安装在了发马达附近,主要是因为此处会产生较强的磁场,能准确分析实际情况。通过观察数据可知,磁开关发生了明显的变化,出现了误操作的情况。因此,可以判断,磁开关之所以会出现磁化现象,主要是因为受到了外部磁场的干扰,在磁场力的作用下,使其发生了动作,从而出现故障。由于磁开关处于励磁系统附近,且电缆中使用的是直流电,会产生相应的低频磁场。
 
        由于磁开关组件中安装了弹簧片,其材料品质为铁质,在磁场的作用下会出现磁化等问题,从而改变弹簧片的运动状态。根据实际情况可知,虽然弹簧片发生了动作,但其实际油位并没有达到相应的位置,此时的磁开关属于误操作情况,导致警报信号失真。另外,当励磁系统(system)停止运转时,磁开关也不会发生复原。对此,可以使用磁滞回线原理来解释这一情况。之所以磁开关会出现磁化问题,是因为励磁系统在运行中产生了大量的低频磁场,在磁场力的作用下,使弹簧片出现了磁化现象,从而出现误操作情况。在时间的影响下,弹簧片上的磁场力达到了饱和(saturation),即使励磁系统停止运行,且电缆(Cable)中没有电流,但弹簧片上还是会存留一些磁场力,需要在一定的时间下才能完全退磁,使其恢复正常(normal)状态。
 
3 防止磁翻板液位计磁开关发生磁化的措施
 
3.1 合理选择材料
        通过上述分析可知,之所以磁翻板液位计的磁开关发生了磁化问题(Emerson),是因为磁开关内部的铁质簧片发生了磁化现象,从而出现误操作情况。因此,应合理选择弹簧片的材质。例如(for example),对于低频磁场来说,可选用磁钢(Steel)等材料,其导磁率比较高,不会受到磁场力的影响而出现磁化问题,能保障磁翻板液位计正常运行。对于高频磁场来说,不仅要考虑磁场力的影响,还要考虑导电性能,一般可采用铝或铜等材料,能起到良好的防范效果。
 
3.2 降低磁开关与浮子之间的磁引力
        当浮子与磁开关之间存有磁引力时,一方面会使浮子的重心发生变化,无法正确显示液位情况。另一方面会使磁性开关受到磁场力的影响,使其无法正常工作。因此,应从以下几点进行防范:一是,通过降低浮子的磁性,能有效降低与磁开关之间的磁引力。但这种方法会影响磁翻板液位计的正常使用,会因为浮子磁性的减弱,使磁翻板出现延迟运动的情况,无法正确反映出液位的升降情况。二是,降低磁开关内部的磁性。通过这种方法,能在一定程度上降低浮子的磁引力,避免对磁开关造成影响,使其保持正常工作,避免磁开关出现误操作等问题。三是,在进行磁翻板液位计安装工作时,可根据实际需要,适当增加浮子与磁开关之间的距离,降低二者之间的磁引力。这种操作方法简单易行,并具备较强的灵活性,能满足不同环境下的使用需求。
 
3.3 加设磁场屏蔽措施(指针对问题的解决办法)
        将磁翻板液位计安装(ān zhuāng)在水电机组附近时,一旦设备处于运行状态,电缆中会产生磁场,使磁开关受到影响,无法正常进行工作。同时,由于水电机组的设备比较多,其磁场环境比较复杂,难以选择合适的安装位置。因此,可采用磁场屏蔽措施,避免对磁开关产生影响。其主要工作原理为:通常情况下,磁场主要是在磁体的作用下而形成的,会在磁体的外部形成一种闭合环线,当物体距离磁体越近,所承受的磁场力越强,会影响其正常使用(use)。
 
        因此,可以采用磁场屏蔽的方法,使磁场的方向(direction)发生改变,使其无法形成闭合环线,可避免磁开关(kāi guān)受到磁场力的影响。一般情况下,其屏蔽内容主要分为电磁屏蔽和静电屏蔽两种例如,一是,电磁屏蔽。当电缆处于正常运行状态时,在内部会形成电磁脉冲,从而形成电磁场(electromagnetic field)。当物体距离电磁场越近时,所产生的电磁波越强,会对磁性开关造成影响。同时,当物体距离电磁场较远时,所产生的能量会逐渐减弱。对此,可采用趋肤效应原理(基本的规律)来制成电磁屏蔽器,能有效降低外部磁场的干扰。二是,静电屏蔽。通常情况下,永久磁体在工作时会产生静磁场,而三畅磁翻板液位计中的浮子含有永久磁钢,当其处于运行状态时,会产生一定量的静磁场,会使磁开关受到影响。
 
        因此,在制作静磁屏蔽器时,可将高磁导率的材料制成屏蔽罩,以起到磁场屏蔽效果。主要是因为,磁场会产生闭合的环线,在其范围内会对物体造成影响(influence)。由于屏蔽罩的磁导率比空气大,静磁场会沿着遮蔽罩通过,从而改变磁场方向,使屏蔽罩内部的磁开关不会受到静磁场的影响而发生磁化现象,保证其正常运行。
 
3.4 注意事项
        第一,在进行三畅磁翻板液位计安装工作时,应避免采用铁丝等铁质材料(Material)进行捆扎。在这种情况下,会使铁质材料在电磁力的作用下发生磁化现象,从而对三畅磁翻板液位计的浮子和磁开关造成影响,使其无法正常工作。
 
        第二,磁翻板液位计具备较强的灵活性,能应用在各行业领域中,部分工作人员为了保证工作质量,需要在磁翻板液位计上安装伴热管。而部分伴热管的材料有一定的导磁性,因此,应使用紫铜管这类的非导磁材料,以保证磁开关正常使用。
 
        第三,磁翻板液位计主要的功能是用来检测介质的液位情况,当三畅磁翻板液位计进行工作前,需要对箱体及液体进行全面检测,避免内部含有磁性物质,防止对磁开关造成影响。
 
        第四,在安装屏蔽器时,应避免屏蔽器表面存在缝隙或孔洞等问题,防止电磁场从孔隙中进入到磁开关中,避免对其质量造成影响。当存在无可避免时,应将孔隙沿着磁场方向进行安装,尽可能降低对磁开关的影响程度。
 
        第五,虽然磁钢、铝、铜等材料具备较高的导磁性能(xìng néng),但在长时间的运行下,容易使其结构(Structure)性能发生改变,从而影响其使用功能。对此,要求维护人员定期对磁开关进行质量检测,及时发现问题,并进行更换,有利于保证其工作质量,实现其应有的效益。
 
4 结语
        现阶段,磁翻板液位计已经出现了多种型号,能满足不同领域的使用需求。但在实际应用阶段,磁翻板液位计容易受到外部磁场的影响,使其磁开关发生磁化问题,影响其工作质量。对此,要求工作人员针对实际工作环境进行分析(Analyse),合理选择磁开关材料(Material),并采取相应的屏蔽措施,以保证磁开关正常运行。

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