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    技術文章  

    電磁流量計在控制柜里故障原因分析


    發布日期:2021-05-24 點擊:43次
      對已發現的電極信號擾動較大問題進行干擾源排查驗證。首先,對各接線回路、電磁流量計傳感器及主板進行了故障排查,發現接線均按設計圖紙正確接線、傳感器阻值及絕緣測試正常、更換主板后流量顯示異常情況仍未改善。
    查看電纜線束接線,發現采用了勵磁線圈的屏蔽層作為信號地線,而勵磁為25Hz的交流信號,對流量信號的采集有干擾。
    查看控制柜發現,一次傳感器與主板間的電極反饋信號線經過了一次端子排的中轉,且020MD電極反饋信號接線在線槽內露出屏蔽層10cm左右。此處的屏蔽不夠,信號受到干擾,導致流量顯示異常波動。另外,控制柜內主板之間沒有任何的保護和隔離,需驗證主板間是否存在干擾,以致流量測量異常。
    3.1信號地線排查
    改造前的電纜線束接線如圖7所示。采用勵磁線圈的屏蔽層作為信號地線的信號地線可能設計不當,因此需要重新鋪設信號地電纜。

    因NA298房間劑量率高,16臺MD都要從就地傳感器側重新鋪設信號地線較為困難,且現場當時沒有足夠長地線。為了繼續驗證,臨時將主板信號地接到系統地(即傳感器外殼)。將所有流量計主板的信號地均接到系統地銅牌后,觀察020MD流量顯示情況?梢杂^察到:020MD單臺運行平穩,其運行曲線如圖8所示。但整柜流量計上電運行時,020MD流量仍有較小波動,其運行曲線如圖9所示

    圖8、圖9驗證了此種信號地設計方式是020MD流量異常的影響因素之一,需改進。
    3.2端子排處接線干擾的排查
    控制柜內020MD電極反饋信號在線槽內露出屏蔽層10cm左右,作剪短處理后,屏蔽層覆蓋到接線端子排處。管線中充滿電導率約為8.0μS/cm的硼溶液時,整柜.上電時020MD流量測量較穩定,運行曲線如圖10所示。由圖10驗證了此處的信號線屏蔽不足也是流量不穩的影響因素之一。

    由前述可知,流體電導率的高低對采集的信號強度有直接影響。當電導率低時,電極反饋的信號較弱受到干擾的影響越明顯,低電導率的流量測量對信號采集的要求更高。壽期末的測量介質電導率約為4.0μS/cm。對此,將電導率降至4.0μS/cm,運行一段時間后,觀測到020MD單臺運行穩定,運行曲線如圖11所示。

    但當各臺流量計依次上電至整柜運行時,020MD的流量測量受到影響,,運行曲線如圖12所示

    同時,為驗證主板間是否存在較大干擾,在整柜上電020MD出現大幅擾動期間,對020MD機柜內卡件兩側增加金屬板隔離主板間干擾,觀察流量擾動情況并無改善,從而判定主板間干擾較小。但從保護主板和減小干擾角度考慮,后期需定制封裝的機籠隔離主板。
    由圖12可知,各臺流量計依次斷電至020MD單臺運行時,020MD流量顯示穩定。
    判定在測量介質電導率較小(如4.0μS/cm)時,僅對接線作屏蔽處理還不夠,或造成屏蔽不足。于是依次對各流量計停送電,排查出021MD/022MD的停送電對020MD運行影響最大。但021MD/022MD上電運行時,控制柜中021/022MD主板均離020MD主板.較遠,主板空間干擾弱;而傳感器進線側端子排相鄰,因端子排側勵磁線圈存在幾十伏交流電壓,每個流量計存在一組勵磁線圈且無屏蔽,對相鄰電極信號干擾可能性更大。因此,還需排查端子排處干擾源。
    前期工作:①對端子排側流量計的勵磁線套金屬屏蔽層,并接地;②對端子排側流量計的每組電極反饋.信號線套金屬屏蔽層并接地;③再次確認傳感器側新鋪設的信號地及主板側接地接觸良好、接線無誤。
    在電導率4.0μS/cm條件下,對整柜流量計進行上電試驗。觀察0.5h,020MD流量未出現擾動,但有上漲至136L/h趨勢,未平穩,說明干擾仍沒有消失。其原因可能是后設的屏蔽沒有電纜原有的屏蔽效果好。對此,將020MD信號線及勵磁線從端子排處抽.出,單獨引線至主板且做好屏蔽,不再經過端子排。整柜流量計重新上電,持續觀察1h,020MD
    電磁流量計穩定在130~134L/h,沒有出現大幅擾動情況。端子排處.理后的整柜上電020MD運行曲線如圖13所示。
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