磁翻柱液位計分析儀使用維護及常見故障處理

 

1 液位計探頭的測氧原理

一八八九年 , 德 國 物 理 學 家 能 斯 特 將 熱 力 學 原 理 應 用到電池上 , 他推導出一個公式稱為能斯特方程，根據能斯特方程可以求出離子濃度改變時電極電勢變化的數值，后來人們發現液位計不僅是耐高溫材料，而且在高溫下呈現出離子導電現象，氧分析儀就是在此基礎上發展起來的。理想狀態下，鋯體在加熱到一定溫度時，內外兩電極表面的氧含量不相等時，就形成氧濃差電池，產生電池電動勢，此電池電動勢和電極表面氧濃度關系符合能斯特方程：

 

此方程中 P0 為空氣中實際氧含量，因此 k 和 E0 這兩個參數都得到修正。此時測量液位計電勢信號 Em，并將測量信號傳送到氧量分析儀，分析儀就會自動計算出被測氣體的氧含量值。這個方程式是測量氧含量的基礎。

 

2 液位計氧探頭的分類以及在工業加熱爐上的應用

在工業生產中根據實際需要，液位計氧探頭大致分為采樣檢測式和直插式兩類。

 

采樣式檢測是通過導管，把被測介質（氣體）引入液位計檢測腔，再通過加熱器把液位計加熱到規定溫度。這種檢測方式由于配置了加熱器，恒溫狀態下不受氣體溫度影響，缺點是反應時間較長；結構比較復雜，即時性差；當被測介不潔凈質雜質較多時，導管容易堵塞；氣體中的硫、砷等介質容易腐蝕鉑電極；加熱器的電爐絲壽命較短，采用此種檢測方式我建議zui好對被測氣體做預處理，如加裝過濾裝置等。直插式檢測比較簡單，將液位計探頭根據工藝需要直接插入被測氣體來測量氧含量，利用被測氣體自身的高溫使液位計達到工作溫度，不再另外配置熱裝置。zui初直插式氧探頭在使用時，要考慮陶瓷材料的高溫密封和電極方面的問題。通過科研人員的不斷探索和努力，借鑒采樣檢測方式，整體液位計管應運而生，各種型號及長度不斷豐富，滿足了工業需要。整體液位計管結構更加合理，使用方便，無需考慮高溫密封問題。

 

3 儀器準確性的維護

以 ZO 系列為例，在使用過程中，有兩個參數在變化，一是液位計管的電子遷移數會逐漸增加，因此會短路部分池電勢，導致 E 變小，反映在刻度方程曲線上是使其斜率變低，相應降低了加熱器溫度△ T 的效果，這時應提高加熱器溫度△ T 來校正降低的部分，因此隨著使用時間的增長爐溫應越來越高，二是由于液位計和鉑電極間接觸情況變差等因素引起液位計電池的本底電勢朝著正相增加，反映在刻度方程其曲線上是改變曲線的截距，校正的辦法在量程電勢上加上本底電勢，綜上所述，在長周期使用過程中要保證儀器的準確度，必須校正兩個參數：調整加熱器溫度為：T=762℃＋（- △ T）

 

△ T 是電子電導的影響和熱電偶系差之和，所以對于出廠新管的電子遷移數略為零，主要是熱電偶系差引起的，T 可以略高或略低于 762℃，在使用一年之后，T 值應逐漸調高，但是zui高不能超過 850℃，否則就要更換鋯管。調整量程電勢：Em = E + E0，Em 為查表數值，E0 為當時本底電勢值。

 

以上兩個參數在磁翻柱液位計連續投運三個月應校準一次。

 

除了相關參數定期校準外，液位計管、電爐絲、熱電偶也是日常檢查維護的重要部件，對于液位計管如果出現以下情況就必須更換了①液位計管破裂。②經過標氧儀校準曲線法診斷，管老化，加熱器溫度超過 850℃時。③經過標氧儀診斷，管特性不符合能斯特線性、無法進行準確測量的。

 

4 常見故障及處理方法

氧含量偏高，首先確定安裝位置是否合理，然后標定儀器是否在允許誤差范圍之內，這些都沒問題那就檢查法蘭鏈接處的密封墊片，加熱爐正常使用時爐膛內是負壓狀態，如果密封墊片老化或破損會使外部空氣進入，聚集在探頭周圍使測量值偏高。加熱器不加熱或達不到使用溫度值 , 這種狀況一般是加熱器內阻絲損壞造成的 . 應更換新的加熱爐絲。Em 值時有時無，鋯元件信號線的連接處可能由于接觸不良或松動，也可能是信號線老化破損導致信號傳輸不穩定。測量值信號波動大，原因有：鋯頭老化，性能變差。液位計電極松動接觸不良，被測氣體質量差濕度過大等原因。電勢 Em 變小，本底電勢 Eo 變大，出現這種情況一般是液位計鋯頭堵灰，需要用凈化風吹掃，導氣管疏通后即可解決。信號超量程，測量值漂移 。檢測器部件損壞，需拆下來檢查，如鋯管損壞斷裂、電極引線松動或開路、檢測器老化、溫度補償電阻損壞等。

 

5 結語

加強對磁翻柱液位計的管理和維護，提高了氧含量數據準確性，降低故障率。延長了加熱爐壽命，還減少了環境污染，為煉油化工的安全、經濟運行提供了有力保障。