磁翻柱液位计分析仪使用维护及常见故障处理

 

1 液位计探头的测氧原理

一八八九年 , 德 国 物 理 学 家 能 斯 特 将 热 力 学 原 理 应 用到电池上 , 他推导出一个公式称为能斯特方程，根据能斯特方程可以求出离子浓度改变时电极电势变化的数值，后来人们发现液位计不仅是耐高温材料，而且在高温下呈现出离子导电现象，氧分析仪就是在此基础上发展起来的。理想状态下，锆体在加热到一定温度时，内外两电极表面的氧含量不相等时，就形成氧浓差电池，产生电池电动势，此电池电动势和电极表面氧浓度关系符合能斯特方程：

 

此方程中 P0 为空气中实际氧含量，因此 k 和 E0 这两个参数都得到修正。此时测量液位计电势信号 Em，并将测量信号传送到氧量分析仪，分析仪就会自动计算出被测气体的氧含量值。这个方程式是测量氧含量的基础。

 

2 液位计氧探头的分类以及在工业加热炉上的应用

在工业生产中根据实际需要，液位计氧探头大致分为采样检测式和直插式两类。

 

采样式检测是通过导管，把被测介质（气体）引入液位计检测腔，再通过加热器把液位计加热到规定温度。这种检测方式由于配置了加热器，恒温状态下不受气体温度影响，缺点是反应时间较长；结构比较复杂，即时性差；当被测介不洁净质杂质较多时，导管容易堵塞；气体中的硫、砷等介质容易腐蚀铂电极；加热器的电炉丝寿命较短，采用此种检测方式我建议zui好对被测气体做预处理，如加装过滤装置等。直插式检测比较简单，将液位计探头根据工艺需要直接插入被测气体来测量氧含量，利用被测气体自身的高温使液位计达到工作温度，不再另外配置热装置。zui初直插式氧探头在使用时，要考虑陶瓷材料的高温密封和电极方面的问题。通过科研人员的不断探索和努力，借鉴采样检测方式，整体液位计管应运而生，各种型号及长度不断丰富，满足了工业需要。整体液位计管结构更加合理，使用方便，无需考虑高温密封问题。

 

3 仪器准确性的维护

以 ZO 系列为例，在使用过程中，有两个参数在变化，一是液位计管的电子迁移数会逐渐增加，因此会短路部分池电势，导致 E 变小，反映在刻度方程曲线上是使其斜率变低，相应降低了加热器温度△ T 的效果，这时应提高加热器温度△ T 来校正降低的部分，因此随着使用时间的增长炉温应越来越高，二是由于液位计和铂电极间接触情况变差等因素引起液位计电池的本底电势朝着正相增加，反映在刻度方程其曲线上是改变曲线的截距，校正的办法在量程电势上加上本底电势，综上所述，在长周期使用过程中要保证仪器的准确度，必须校正两个参数：调整加热器温度为：T=762℃＋（- △ T）

 

△ T 是电子电导的影响和热电偶系差之和，所以对于出厂新管的电子迁移数略为零，主要是热电偶系差引起的，T 可以略高或略低于 762℃，在使用一年之后，T 值应逐渐调高，但是zui高不能超过 850℃，否则就要更换锆管。调整量程电势：Em = E + E0，Em 为查表数值，E0 为当时本底电势值。

 

以上两个参数在磁翻柱液位计连续投运三个月应校准一次。

 

除了相关参数定期校准外，液位计管、电炉丝、热电偶也是日常检查维护的重要部件，对于液位计管如果出现以下情况就必须更换了①液位计管破裂。②经过标氧仪校准曲线法诊断，管老化，加热器温度超过 850℃时。③经过标氧仪诊断，管特性不符合能斯特线性、无法进行准确测量的。

 

4 常见故障及处理方法

氧含量偏高，首先确定安装位置是否合理，然后标定仪器是否在允许误差范围之内，这些都没问题那就检查法兰链接处的密封垫片，加热炉正常使用时炉膛内是负压状态，如果密封垫片老化或破损会使外部空气进入，聚集在探头周围使测量值偏高。加热器不加热或达不到使用温度值 , 这种状况一般是加热器内阻丝损坏造成的 . 应更换新的加热炉丝。Em 值时有时无，锆元件信号线的连接处可能由于接触不良或松动，也可能是信号线老化破损导致信号传输不稳定。测量值信号波动大，原因有：锆头老化，性能变差。液位计电极松动接触不良，被测气体质量差湿度过大等原因。电势 Em 变小，本底电势 Eo 变大，出现这种情况一般是液位计锆头堵灰，需要用净化风吹扫，导气管疏通后即可解决。信号超量程，测量值漂移 。检测器部件损坏，需拆下来检查，如锆管损坏断裂、电极引线松动或开路、检测器老化、温度补偿电阻损坏等。

 

5 结语

加强对磁翻柱液位计的管理和维护，提高了氧含量数据准确性，降低故障率。延长了加热炉寿命，还减少了环境污染，为炼油化工的安全、经济运行提供了有力保障。