四川宜宾流量计校准计量检测机构
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部分厂家生产的出租车计价器采用液晶(LCD)显示,夜间营运时借助其背光源才能看清显示屏上的营运数据。下面以湖南某公司生产的HCC168型税控计价器为例介绍其背光源电路的工作原理并进行故障分析。
一、工作原理
为延长背光源使用寿命,该机背光源设计成间隙工作状态,背光源是否工作由CPU(89C52)通过检测计价器的工作状态进行控制。当计价器处于重车或按键操作状态时,背光源长亮。计价器转入空车状态后,经一定时间的延时,受控于CPU的控制电路切断振荡电路的工作电源,从而使背光源熄灭。一旦计价器转入重车状态或触动计价器面板按键等,则背光源电路立即恢复工作。具体工作过程如下:
1.计价器处于重车或按键操作状态时,D7(89C52)第12脚输出的背光源电源控制信号为高电位4.6V,此信号至D8(74HC14),经D8两级串联的非门电路进行脉冲整形后,D8第6脚仍输出高电位至三极管V24(9013)b极,使V24导通。V24的导通为三极管V26(9012)提供了基极电流通路,从而V26也导通。V26的e极接在整机的12V电源正端,c极接振荡电路的工作电源输入端,因而它的导通为振荡电路提供了12V工作电源。振荡电路由三极管V25、V27和变压器T1的初级组成。振荡电路工作时,T1的次级感应出约110V的交流电压,此电压直接作为背光源的工作电压使背光源发光。
2.当计价器转入空车状态后,如果不进行任何按键操作,则在延时(120~150)s后,D7第12脚输出的控制信号转变为低电位0.1V,同样D8第6脚也变为低电位,使V24、V26都截上,振荡电路失去工作电源电压而停止工作,T1次级无电压输出,背光源熄灭。此时计价器若再次转入重车状态,或者触动面板按键,则D7第12脚立即转为高电位,从而控制背光源发光。
二、故障分析
1.计价器背光源不亮或亮度不够时,在计价器通电时测量背光源两脚间是否有70V左右的交流电压(此电压空载时约110V),若电压正常则肯定是背光源损坏或老化,更换即可。
2.如背光源两脚间无电压,则在主电路板上测量T1次级两脚间电压。如该处电压正常,则是T1次级到背光源引脚之间的接插件、连接线或印刷电路板开路。
3.T1次级也无电压,则先让计价器断电,然后测量T1各引脚之间的直流电阻。正常时其1~2脚和2~3脚之间都为18Ω左右。4~7脚之间为600Ω左右。初、次级之间阻值无穷大。发现异常则为T1损坏。如T1正常但其初次级仍无交流电压,此时测量T1初级三脚对地直流电压,正常时应都为12V。如直流电压正常,则为振荡电路未工作,检查V25、V27、R32、R33、R34。如T1初级直流电压异常,则为电源控制电路故障。这时可先测量V24 b极有无0.6V直流电压,如有则需检查V24、V26、R35、R36是否正常。如V24 b极电压异常,则确认R30、V24是否正常,如都正常,则顺此支路向前逐一测量检查R24、V20、D8等元件。
总之,在分析和处理电路故障时,在了解其工作原理的基础上,才能做到有的放矢。
近我们对本地区所有的税控燃油加油机进行了周期检定,其中对某石油公司两台新安装的税控加油机进行检定时,发现加油机发油不及时。
一、查找问题
1.拿起油枪电动机启动,打开油枪至大流量,油枪口却只有少量油流出,油泵几乎在空转,而流量显示器却显示“正常流量”数据。大约1分钟,流量显示器显示5升左右,实际流出油量只有1升左右。随后,大流量油才开始流出,经标准器测定,此时的计量数据完全吻合。
2.看视油器,里面没有空气泡,说明泵的出油口没有空气,出油管线正常。
3.给进油管底阀加压,没有漏气现象,说明底阀正常。
4.检查整个进油管线(储油罐到油泵),完好无损。
5.发现油泵进口与所配进油管线口径不一致。
二、加油机安装及工作要求
1.加油机安装技术要求,税控加油机与地下油罐的水平距离一般为20m,长不超过30m,油罐的底面与本机进油口的垂直距离不应大于6m。
2.JJG443-1998《燃油加油机》计量检定规程第13.4.1规定:泵的进口真空度应不大于54kPa,高工作压力应不大于0.3MPa。
3.油气分离器排除油中空气或气体的能力(在流量计工作情况下),应满足下列要求:①对黏度低于或等于1mPa·s的油液,空气或气体相对于油液的体积比不超过20%;②对黏度1mPa·s的油液,空气或气体相对于油液的体积比不超过10%。③加油机安装技术要求油泵配置跟进油口(直径为37.1mm(1.5英寸))同等口径的进油管线。
三、分析问题
经仔细分析查看,该石油公司配用了直径为50.8mm(2英寸)的无缝钢管,地下水平距离为20m,油罐的底面与本机进油口的垂直距离为4.5m,不符合安装技术要求需配直径为37.1mm(1.5英寸)的规定。这就相当于进油管线比实际要求拉长了13.56m,〔计算公式:(1.5/2)2×π×Lx=(2/2)2×π×(20+4.5)→Lx≈43.56m即ΔL=43.56-30=13.56m〕导致泵的高工作压力大于0.3MPa,外压比正常要求变小了,从而导致空气或气体相对于油液的体积比超过10%,导致油泵空转、发油不及时,引起计量误差。
四、解决问题
根据加油机安装技术要求,该石油公司将其直径为50.8mm(2英寸)口径的进油管线改为直径为37.1mm(1.5英寸)的管线后,加油机发油正常。
根据以上问题,建议:1.各地加油站在新安装加油机时,要有技术监督部门的人员指导;2.在配备管线及其他附件时,与本机安装要求和《燃油加油机》计量检定规程相符。
注:检定本加油机时油液黏度1mPa·s
旋转黏度计广泛应用于测定油脂、油漆、塑料、食品、药物、黏胶剂、化妆品膏霜类等各种流体的黏度。现以常见的NDJ-1型旋转黏度计(共轴圆筒旋转黏度计)为例,向大家介绍其常见故障的维修。
一、常见故障的维修
在NDJ-1型旋转黏度计的故障中,以机械故障为主。
1.电机方面的故障
现象:开机后,仪器的同步电机有时顺转,有时逆转,有时不能启动。
处理方法:一般更换与同步电机电路相联接的电容即可解决(注意电容的极性)。如果更换电容之后故障仍然存在,则是同步电机的线圈有问题,此时,应更换同步电机。
2.水平泡水平的调整
现象:水平泡水平移位。
原因分析及处理办法:这种现象是由人为或运输的原因造成。此时,主机水平的调整应在一水平架上进行,轻调3颗水平泡的固定螺丝,使主机在开机的状态下旋转轴能垂直旋转,不会左右摇摆,问题一般能够得到解决。
3.零位调整
现象:仪器使用一段时间后,指针在非工作状态下不能正常指向零位。
处理办法:拆开主机铭牌,用小起子左右轻拨刻度圆盘下的拨叉,使指针能正常指向零位。注意调整拨叉时的方向。
4.仪器灵敏度的调整
现象:指针在开机后,指针左右缓慢地摆动且较慢地回复到零位。
原因分析及处理方法:根据故障的起因有不同的处理方法:
(1)旋转主轴的垂直度不够,造成阻力增大,此时,调整承托旋转主轴指针的玛瑙盘的3颗固定螺丝即可解决问题。
(2)旋转主轴上的指针由于长时间使用导致指针磨损严重,更换旋转主轴就可以解决。
(3)游丝的老化也会造成这种情况的出现,只要更换游丝就可以了。注意:因为游丝在更换的过程中很容易损坏,所以在对仪器结构不很熟悉的情况下,要联系厂家维修。
5.传动齿轮故障的调整
现象:开机后,主机的响声很大,震动也大。
原因分析及处理办法:造成这种现象的原因是主机内的传动齿轮啮合不顺滑,只要用无水乙醇清洁齿轮,并加注微量润滑油润滑剂即可解决。
6.变速档位变速不正常或不能变速
现象:仪器变速不正常
原因分析及处理方法:造成这种现象的原因是变速的铜弹簧片发生弹性形变,弹力不够。此时,只需调整相应的弹簧片的角度即可,建议购买新的弹簧片做调整的参照物。
7.示值误差的调整
现象一:在其他各方面都正常的情况下,检测出的结果与标准值相比偏低。
原因分析及处理方法:这种情况是由于游丝老化所致,只要更换游丝即可解决。
现象二:在其他各方面都正常的情况下,检测出的结果与标准值相比偏高。
原因分析及处理方法:这种情况一方面是由于旋转主轴的垂直度不够,造成转动时摆幅增大,从而阻力增大所致;另一方面是由于转子弯曲变形,转动时跟黏度油的阻力增大,且不断变化。此时应调整旋转主轴的垂直度或转子的垂直度。
现象三:不同的转子测同一种标准黏度油的结果不一致。
原因分析及处理方法:在主机各方面都正常的情况下,造成这种情况的原因是有些转子的垂直度不够,只需调整垂直度不够的转子即可。
二、维修实例
实例1:一台送检的上海A厂生产的NDJ-1A型的旋转黏度计,开机后发现:刻度圆盘时而顺时针转动,时而逆时针转动。由此估计,与同步电机相连的电容可能存在问题。更换同一型号的电容后,情况还是没有变化。于是,仔细听同步电机在通电状态下发出的声音,电机发出轻微的“嗡嗡”声,故可判定是同步电机有问题。更换新的电机后,仪器的转动方向正常了,而且在多次通断电的试验中均未出现异常现象。
实例2:一台上海J厂生产的NDJ-1型旋转黏度计,开机后仪器的故障表现为:指针不能回零,且摆动缓慢。拆开主机上的铭牌,发现里面的游丝杂乱地缠绕在一起;拆下传动主轴发现主轴上的顶针磨损严重,玛瑙承托也有裂痕。估计是仪器的使用者粗暴使用造成的。把变形的游丝换下(注意:换游丝要千万小心,注意安装时用力大小和安装方法),更换主轴和玛瑙承托。开机后仪器正常转动,但指针不能回零。调节刻度圆盘下的拨叉,指针回零。但是,在检定的过程中发现仪器的示值偏高,由于旋转主轴是新更换的,则估计是大C型架导致主轴的垂直度不够,更换大C型架后,仪器工作正常。
实例3:一台上海Y厂生产的NDJ-1型旋转黏度计,仪器送来的时候,水平泡已和主机分离,将仪器安装在支架上,并放在水平台上。将水平泡安装在主机上,先用小水平尺放在主机平板上对比进行粗调,粗调后把一号转子装上,开机看转子的转动是否左右摆动;轻调3颗水平泡的固定螺丝,直到转子的转动看不到摆动为止。但是,在检定的过程当中发现仪器无法调速,估计是调速的弹簧片失效。拆开主机外壳,拨动变速档位,下弹簧片无法调节齿轮的高度。将下弹簧片拆下,调整其某部位的角度(注意:好有同一种有正常弹性的弹簧片对照调整)。重新安装好仪器,开机运行,并不断拨动变速档位,仪器的变速功能正常。
1.采样前好将吸收瓶盛上与采样吸收液同量的水,用胶管连好气路后开机,流量调至采样的实际流量,以免现场调试引起流量误差。
2.让仪器处于采样工作状态,来回转动调节钮,观察流量计是否灵活,有无死区,浮子是否稳定等。
3.在采样过程中,接上过滤器,一方面对空气进行过滤,因大气中的灰尘、气溶胶、酸碱气等杂物很容易随气流被抽吸到泵内,这些杂物附在网片上就会影响隔膜泵的流量、抽气压力和稳定性,终使仪器的技术性能下降;另一方面,在发生倒吸溶液时,溶液一旦流经过滤器的过滤纤维,过滤纤维马上膨胀,堵塞进气通道,溶液便不会进一步流入隔膜泵内,对泵起到很好的保护作用。若发生倒吸溶液时,只需清洗过滤器,重新换上过滤纤维和泡沫塑料块可解决问题。
4.操作中偶尔不慎,倒吸入酸碱溶液,应马上注入蒸馏水清洗几次,并让泵间歇地开动一段时间,然后再用无水乙醇溶液注入清洗几次(清洗时泵的出口脱离缓冲器和流量计等,另接胶管排液)。随后,分别把缓冲器、流量计等清洗好,待干后才能使用。
把仪器恢复后,让仪器空转半小时左右或在出口处嗅不到酒精味时才能正常使用,一般都可恢复正常。
5.使用频繁或使用时间较长,也要更换过滤器内的过滤纤维和泡塑块,以免脏物穿过滤质进到泵内,防止气阻增大,使流量降低。
6.仪器使用时间较长或观察到流量计不灵活或不稳时,要对流量计进行清洗,这样,才能整机处于良好的工作状态。
7.当发现干燥瓶的干燥剂由兰变红时,应及时更换。在换干燥剂后,接好管路系统,不得漏气。
8.一般仪器是不防爆的,切勿在有爆炸危险的场所使用。
9.当仪器长期停放时,应将机内电池取出,并定期对仪器通电运行半小时,以驱除机内的潮气。
10.使用时,吸收瓶的进出口不得接反,以免吸收剂吸入泵内造成故障。
一、总表与分表对不上
1.问题的表现
一宿舍小区,发现其总表所累计的电量与其所带的几块分表所累计的电量之和对不上,并且相差很大。
2.分析与处理
此表为三相四线表,它所累计的电量应该是它本身所带的几块分表所累计的电量之和,所以它是收费标准的依据。
但在正常的负荷下,突然发现此表所累计的电量下降,与往常所累计的数据相差很大。从表的外观上看未发现异常,表盘的转动和计度器工作均正常。随后检查表尾接线是否有虚接现象,也未发现异常现象,接线方式正确。但在活动表尾的其中一条线时(B相电压线),发现此线有一段很软(该线采用的均是单股塑料硬线),怀疑内部金属部分已断开。经仔细检查确认此相电路已断路。
这样一来,此表所累计的电量就会丢失为正常时累计电量的1/3。当B相电压回路断路,此表所累计的电量仅为A相和B相的功率之和。由于B相断开的是此表的电压回路而不是电流回路,所以均不影响各分表以及各用户所带的负载正常使用。
根据以上的分析表明,此故障的出现是很不正常的。因为总表表尾所接的线均是单股塑料硬线,并且金属部分较粗,一般从内部是不容易断开的。因此,经多方面的调查和了解,充分证明了此故障的确是人为造成。由于表尾盖都用钳封已封好无法拆开,只好用钳子将内部金属折断,但绝缘外皮完好如初,很难被人们发现,从而达到窃电的目的。此问题已交有关部门进行处理。
二、现场电能表的测量数据的正确选择
近年来人们越来越关注现场电流、电压、相位、功率以及电能表的高准确度测量。为了达到这一目的,往往需要通过反复拆、接线将高准确度测量仪器的电流互感器串入电路,这既不安全又费时间。同时随着测试的次数不断增加,将会导致接线盒的接线螺丝滑扣,造成接触不良甚至使电流回路开路,引起事故的发生。但现有的钳形电流互感器由于要开口,这样将会使导磁系数大大降低,同时它和位置相关性也很大,地限制了测量准确度的提高,使测出的数据产生了可疑性。为了解决这一问题并充分利用现有的测量仪器,其方法是在测量前弄清钳形电流互感器本身所产生的附加误差,然后将现场所测出的数据减去它本身的附加误差即为实际所测的结果。
一般现场校验仪在周期校验时分两步进行。一是将校验仪的电压和电流的输入端与校验装置的电压和电流输出端通过导线分别连接好,然后测出一组数据。二是再用钳形电流互感器的接线方式,在相同的负荷点的条件下,测出第二组数据,后用第二组数据减去组数据即为电流夹钳的附加误差。
这样一来,此问题基本得到解决,同时使现场测试工作效率大大提高。以前在测试现场表计时,出现误差偏大甚至超差,计量测试人员就盲目下结论,认为此表不合格或性能不好,其实不然,这些测试数据很可能与测试方法和处理方法不妥有关系,这一点切莫忘记。
三、电能表的转速不稳
一般电能表的转速不稳均是由于机械故障导致的。如:
1.当电能表的上、下轴承因缺油而使摩擦力矩增大,有时还伴有吱吱的摩擦振动响声,使电能表的转速变慢。
处理方法:将表壳打开,在上、下轴承中加一点表油,问题即可得到解决。如果上下轴承已损坏或轴尖磨损严重,可换新的器件。
2.由于电能表长期使用或由于制动磁铁质量不好,导致失磁现象,使制动力矩减小,表盘转速变快。
处理方法:将制动磁铁充磁或更换磁铁。
3.当磁铁间有杂物或铁渣时,会使表盘转速时快时慢。
处理方法:清理杂物并对不平的表盘进行校正。
上述现象都是造成电能表转速不稳的主要原因,但这也不能一概而论。电能表的转速不仅和以上所述原因有关,同时还和它所带的负荷性质有关。以三相三线电能表为例,当它的负荷为纯阻性时(即功率因数为1.0,Φ角为0°时),它的两组元件都会在转盘上产生一个转动力矩。它的功率计算公式为:PZ=UABIAcos(Φ+30°)+UCBICcos(Φ-30°)[式中:PZ为总功率;Φ为相电压与相电流之间的夹角;(Φ+30°)和(Φ-30°)均为线电压与相电流之间的夹角]。
当负载为感性或容性时(功率因数为0.5,Φ角为60°时),在两组元件中的其中一组功率为零,这样它的总功率就为原来总功率的一半,当然转速就比负荷为纯阻性时的转速慢。由于线路的负荷有时在不断地变化,因此,电能表的转速也就随之变化,但这是正常现象。
四、两表交替使用,造成电量丢失
1.问题的表现
据某单位宿舍电工反映,某用户根据他的实际负荷及平常用电量来判断,该户电表所累计的用电量突然下降,经检查也未发现异常现象。
2.分析与处理
根据以上所述,有关人员决定到现场进行观察和分析。经过一段时间后,有关计量人员来到现场对此表进行观察,表箱没有被锁,观察中突然发现此表的表底数以及编号和原始记录都对不上,表的外壳虽然有铅封但表尾盖却没铅封。根据这一系列情况判断,可能是用户已将表更换。为了证明此用户是否有窃电行为,决定到抄表日再来一趟。果然到了抄表日此表又换了新面目,无论是表底数还是编号都与原始记录对上了。无疑此户是利用了两表交替使用进行窃电活动。即上半月用新表,下半月用原始表(月底为抄表日)。这样一来,原始表所累计的电量仅为正常累计电量的1/2。
此问题已交给有关计量部门进行处理。
通过以上分析,总结出了此问题的发生根源,主要是由于管理不善造成的。如:无正规的表箱、铅封不到位以及工作不认真等。因此,计量工作人员一定要从思想上高度重视。只有将管理工作和计量工作紧密配合起来,才能有效地避免此类问题的发生。
一、智能压力变送器
1.通用的智能压力变送器的原理框图(见图1)
在图1中,变送器由传感组件和电子组件组成。传感组件选用的电容传感器,过程压力通过隔离膜片及灌充液传送到电容中心膜片上,中心膜片与两边固定电容极板形成一差动电容,与过程压力差成正比。电容室为激光封焊,并在机械、电子和热力上立于过程介质及外部环境。电容室移到电子罩颈部,远离法兰,可达到机械和热力上的隔离。在变送器的生产过程中,所有传感器要经过压力和温度的循环测试,由此产生正确的温度校正系数,存入传感组件的存储器中。变送器工作时,传感组件将差压转换成数字量,此数字量信息连同传感器组件存储器中的校正系数一并送入电子组件模块。电子组件有一块信号板,上面有一微处理器,由微处理器对组件的信息进行处理,后由D/A输出(4~20)mA的电流信号。电子组件的另一个重要功能是完成与DCS或HART手操器的双向数字通信,使用工业标准BELL202频率移动键控(FSK)技术,即在模拟输出直流电流信号上叠加一个0.5mA的双音频信号来完成远程通信。 2.HART协议智能压力变送器
(1)HART协议即(HIGHWAY ADDRESSABLE REMOTE TRANSDUCER)可寻址远程传感器高速公路。在由(4~20)mA模拟信号制标准向现场总线标准过渡的时期内,各大仪表生产企业纷纷推出一些自己制定的标准,其中HART协议具有较大的影响和市场。
HART协议采用频移键控FSK原理,它基于BELL202通信标准,数字信号用两个频率表示:1200Hz代表逻辑“1”,2200Hz代表逻辑“0”。由于在通信时频率信号平均分量为0,不会影响模拟信号的传输,因此可将这两个频率的正弦波叠加在(4~20)mA直流模拟信号上,同时可以利用同一电缆,用数字信号实现双向多信息传输,从而具有修改量程、阻尼时间、PID参数等功能,可提高系统的运行质量和管理效率。
二、智能压力变送器的检定
智能压力变送器的检定国家暂时没有检定规程,现在一般按照普通压力变送器的检定规程进行检定,除按国家计量检定规程所规定的项目如:外观、密封性、绝缘电阻等外,主要是在变送器的调校上。由于我厂现在使用的基本上是电动两线制变送器,其检定示意图如图2所示: 3.智能压力变送器的调校
(1)智能压力变送器的调校就没有传统压力变送器调校复杂,它的量程调整并不影响零位的变化,调校起来比较简单,下面以上海FOXBORO智能压力变送器IGP10-I为例简要进行介绍。假设所要校验的量程为(0~25)kPa,调校步骤如下:
上电显示在线模块,按NEXT键进入CALIB模块,再按ENTER键进入校验菜单。
当菜单显示ZERO时,对变送器输入压力信号为0(即ΔP=0kPa),按ENTER,显示ZEROED表示完成零位调整。
按NEXT键进入SPAN即量程调整,在变送器的高压侧输入压力信号25kPa(即ΔP=25kPa),按ENTER键,显示SPANED表示完成量程调整。
三、工作中的典型故障检修
智能压力变送器的故障检修由于其采用了微处理器程序化设计,往往在显示屏上直接显现出错信息。例:上海福克斯波罗公司生产的IAP和IGP系列变送器有故障时,在显示屏上显示出错信息如下:
1.OVER RNG表示正常计算的结果比校验量程大2%以上
原因分析及检修方法:
(1)过量程输入:正确输入条件;
(2)量程校验坏:重新校验量程;
(3)传感器故障或损坏:替换传感器。
2.UND RNG表示正常计算的结果比校验的零位大2%以下
原因分析及检修方法:
(1)低范围输出:正确输入条件;
(2)零位校验坏:重新校验量程;
(3)传感器故障或损坏:替换传感器。
3.BAD IN1正常压力输入超出极限
原因分析及检修方法:
(1)过范围或低范围输入:正确输入条件;
(2)校验坏:重新校验变送器;
(3)传感器故障或损坏:替换传感器。
4.BAD ZERO在操作ZERO、CAL LRV或EXTERNAL ZERO期间,导致超出范围值
原因分析及检修方法:
(1)在操作期间应用压力太高;
(2)不规则校验的建立。
5.BAD SPAN在操作CAL URV期间,导致超出范围值
原因分析及检修方法:
(1)在操作CAL URV期间应用的压力太低;
(2)不规则校验的建立。
四、结束语
就目前电子技术和仪表技术的发展方向来看,数字化是发展必然趋势;从信号的演变看,带有微处理器的智能化现场变送器是发展的必然趋势。尤其是近几年的微机械加工技术(MEMS)和微电子技术,使敏感元件与信号调理电路一体化,传感与变送功能合一成为现实。温度和压力合二为一的多参数变送器,是今后智能变送器的又一发展趋势。
当电子汽车衡作为贸易结算计量器具时,实行周期检定。按JJG555-1996检定规程,偏载检定是电子汽车衡周期检定项目中的一项必检项目。进行偏载检定时,如果误差超出允许范围则要进行偏载调整。由于1台汽车衡需要多个传感器,而每个传感器的输出灵敏度和输出电阻不可能完全一致,会使传感器单位输出阻抗的输出灵敏度不一致,这样必然存在偏载误差。另外由于安装原因造成传感器之间不平衡,也会产生偏载误差。对于分别采用模拟式传感器和数字式传感器(DLC表示)的两种类型汽车衡来说,偏载调整方法有所不同,下面仅对这两种类型汽车衡的偏载调整方法作一探讨。
一、采用模拟式传感器的电子汽车衡
这种类型电子汽车衡的偏载调整方法比较多,且需要打开接线盒,在接线板上调整相应的电位器。一般来说,汽车衡多个感应器之间采用全并联方法进行联接,每个传感器的两根输出信号间串接一个10kΩ的防短路电阻和一个200kΩ精密多圈电位器。通过调整电位器,可微调该传感器的阻抗灵敏度,以调整各个传感器之间阻抗灵敏度的差异,终达到调整偏载误差之目的,也称调输出。另有一种方法,用接线盒中的电位器来调整所接传感器的激励电压,使得所接传感器的输出信号随输入电压的变化而变化,终也达到调整偏载误差之目的,这种方法被称为调输入。
1.采用一个电位器同时调整同一截面两个传感器,这种方式有缺陷,因为调整时要同时兼顾这两个角,特别是遇到这两个角是正差,另一个是负差的情况,就很难两个角都在允差范围内。遇到这种情况,一般需要用水准仪重新测量基础板,用不锈钢板重新找平后,再用电位器调整。目前这种接线板已被淘汰。
2.采用一个电位器对应调整一个传感器,绝大多数汽车衡采用这种方式。
在实际调整中,会遇到以下几种情况:
(1)大多数角偏载误差合恪,只有一两个角偏载误差不合格,这时应将砝码放在相应的角上,调整相应的电位器。
(2)大多数角都超差,且数值相差不多,只有一两个角不一样。可调整电位器,使一两个角的误差与其他角一样,然后用仪表的量程调整功能进行调整。如1台50t汽车衡,有6个传感器,用10t砝码进行偏载检定时,其中有5个显示10.02t,只有一个角显示10t,这时可调整显示10t的角,使之显示为10.02t,然后把10t砝码均放在秤台上,用量程调整功能,使仪表显示10t。
(3)大多数角误差合格,只有一两个角偏载误差不合格,且电位器调到头也调不过来。调整的方法是把所有的电位器都调到中间位置,用标准砝码重新标定后再进行偏载检定,如果还有角差调不过来,应用水准仪重新测量基础。用不锈钢板重新找平后,再进行检定。也可根据经验在相应传感器下加垫不锈钢板,以达到调整目的,但要秤台不翘角,且要复检其他角的误差。
(2)汽车衡因修理拆下接线板时,未记住原传感器对应的电位器。可把所有的电位器都调到中间位置,将标准砝码重新标定后再进行偏载检定。
二、采用DLC电子汽车衡
采用DLC电子汽车衡的偏载调整不需要打开接线盒,直接在仪表内用软件进行调整,主要有以下几种方法(以梅特勒-托利多数字仪表为例说明):
1.用设定的参数[18]自动偏载调整,具体方法是:先定时校验空秤,然后在某一角(或段)加放上一定载荷后,仪表定时测试重量,16s倒计数结束,再把砝码移到另一个角,重复上述步骤直至所有角差(或段差)调整完毕。缺点是不能得到准确的误差值。
2.用设定参数[96]人工偏载调整时,入仪表设定状态,将参数[95]、[96]都输入“1”,退出设定,仪表处于正常扩展显示状态下,把标准砝码放在要调整的位置(段或角)上,记录当前仪表显示的扩展显示值,按键输入需要调整的段位置和DLC地址,仪表显示后,输入标准砝码对应仪表扩展显示状态的实际数值,等仪表显示后,输入步记录下的数值,把仪表改为正常称重状态即可。这种方法可准确调整传感器的偏载误差,并可重复调整,但也比较费事。举个实例:1台50t汽车衡,有6个传感器,分度值为20kg,用10t砝码压角,有一个传感器超差,显示9980kg,在扩展状态下显示4992,则先记录下4992,再输入5000(10t砝码在仪表扩展显示状态下对应5000),等仪表显示后,输入4992,仪表可自动调整,使显示变为10t,同时扩展显示状态,可直接得到准确的误差值。如10t砝码仪表显示4996,则误差为:
e=4996×2kg-10000kg=-8kg
因此在检定时,可直接用仪表的扩展显示功能得到称量点的数字化整误差,省去了加感量砝码的繁琐工作,这也是仪表扩展显示功能的一大应用。
3.用设定参数[97]仪表显示的传感器偏载系数,通过改变传感器偏载系数进行调整,也是一种简单有效的方法。下面以实例说明具体调整方法。
1台50t汽车衡,分度值为20kg,有6个传感器,用10t砝码进行偏载检定,调整前仪表显示值如下:
1#传感器和2#传感器超差,需要调整,方法如下:
进入设定参数[97],仪表显示1#传感器的偏载系数是0.997420,2#传感器的偏载系数是1.001109,则要使1#、2#传感器显示调整为10t,1#、2#传感器的偏载系数(分别设为X1、X2)应调整为:9980/10000=0.997420/X1。
X1=0.999419
10020/10000=1.001109/X2
X2=0.999111
把参数[97]中1#传感器的偏载系数改为0.999419,2#传感器的偏载系数改为0.999111,退出设定状态,返回到称重状态,调整结束。
因此得到一个一般规律:偏载检定时,有误差时可直接在原偏载系数基础上加减相应的换算系数差值,并在设定状态输入即可。
综合以上几种偏载调整方法,第3种方法简单、省事,一般1次就可调好。
总之,对汽车衡进行偏载检定时,无论是采用模拟式传感器汽车衡还是DLC汽车衡,都要做到心中有数。对于模拟传感器,可用数字万用表毫伏档测量每只传感器的输出毫伏数是否一致,若不一致,则用加垫法调整,使各输出误差不大于0.5毫伏,再用砝码压角,记录下相应数据。然后根据实际情况再决定采用哪种方法进行调整。
瞳距仪的小读数到0.5mm,且操作简单,在测量瞳距的过程中减少了人工测量带来的误差及在计算时造成的人为误差。因此,在验光配镜过程中瞳距仪的应用具有重要的意义。
1.使用瞳距尺测量瞳距的缺点
验光配镜一般需要在视近和视远两种状态下对患者的视力进行验配。因此,瞳距测量实际上也就包含了对患者视远时的瞳距测量和视近时的瞳距测量。通常情况下,我们把5m或5m以外的距离作为人眼的远用距离,而把30cm~2m作为人眼的近用工作距离,所以不同用途的眼镜需要的瞳距不一样。例如,戴着看电影、电视、开车的眼镜需要的是远瞳距;戴着读书、看报的眼镜需要的是近瞳距;对于渐进多焦点眼镜则既需要远瞳距又需要近瞳距。
在测量瞳距时,用直尺测出患者两眼平视5m以外某一时的瞳距值即为远瞳距值;而验光师要求患者两眼平视自己放在鼻前的食指,然后用直尺测出的瞳距值即为近瞳距值。这种方法有它自身的缺点和不足,表现为:
(1)难以验光师的双眼与患者的双眼及直尺在同一水平面内。
(2)不同的工作性质要求的近瞳距值不一样。例如,伏案工作的老师与电脑工作者的近用工作距离不一样。
(3)用公式换算远、近瞳距会带来计算误差。
(4)瞳距尺大多是塑料制品,使用时间长了会变形、破损,造成测量误差。
2.用瞳距仪测量瞳距的优点
瞳距仪就是为弥补人工测量瞳距的不足而设计生产的一种高新技术产品。它主要由光栅显示器及其控制、光学系统、机电系统及计算机软件等四部分组成。瞳距仪能快速、客观地测量出所需的各种不同工作距离的瞳距值。与直尺测量法相比,瞳距仪的优点表现在:
(1)操作简单。
(2)能客观准确地测量出患者的远瞳距。
(3)测量出远瞳距后,可以直接转换得到30cm、40cm、50cm等不同工作距离所需的近瞳距值,避免了人工换算带来的计算误差。
综上所述,眼镜店、医院眼科在验光配镜过程中配备瞳距仪,不仅可以大大减少验光师的工作量,还能方便、有效地测量瞳距。此外,瞳距值在配镜过程中是一项重要的参数,尤其是验配渐近各焦点镜片时,测量瞳高更是不可缺少的环节。因此配备计量准确的瞳距仪非常必要。
一、系统故障的基本分析方法
1.在分析故障前,要比较透彻地了解有关控制系统的工艺生产过程、工艺情况及特殊条件,了解控制系统的设计方案、设计意图、系统结构特点、控制器参数要求、各种仪表的性能特点等。
2.在分析和检查故障之前,还要向现场操作人员了解生产的负荷、原料等是否有变化,再对仪表的记录曲线进行综合分析,以初步确定故障原因和故障所在。
3.如果仪表记录曲线呈直线而不变化,或记录曲线原来为波动,现在突然变成一条直线,这种情况下,故障很可能是在仪表部分。因为记录仪表的灵敏度较高,参数的变化应该能反映出来。此时可人为改变工艺条件(参数),如果记录曲线仍不响应,则大致能断定是仪表系统出了问题。
4.我们观察记录曲线时,发现记录曲线发生突变或记录指针突跳至大或小位置上,此时的故障也常在仪表部分。
5.问题出现以前,仪表记录曲线一直表现正常,出现波动后记录曲线变得毫无规律,或使系统难以控制,甚至连手操作也不能控制,此时故障可能是在工艺生产部分。
6.当我们发现控制室显示仪表不正常时,可以去现场观察同一直观仪表的指示值,如果它们差别很大,则很可能是仪表系统出现故障。
总之,分析故障原因时,除了要考虑到测量显示仪表系统外,还特别要注意被控对象特性的变化和控制阀特性的变化,这些都可能是出现系统故障的原因。所以要从仪表系统和工艺系统两个方面综合考虑,仔细分析、检查。
二、工业过程控制系统的故障分析
1.温度控制系统
需特别注意两点:一是系统普遍采用电动仪表,二是系统的滞后往往较大。
(1)如果记录仪表突然变到大或小时,常为仪表故障。因为温度系统滞后较大,不会发生突变。此时的故障原因常常是热电偶或热电阻引线断路、放大器失灵等。
(2)记录仪表指针出现快速振荡现象时,常为仪表PID参数整定不当等原因。
(3)记录仪指针出现大幅度波动,可能是由于工艺上工况有大的变化引起的;如当时工况上无大的变化,则常为仪表本身原因。此时可将控制器切换到手动操作,若波动大大减小,则为控制器本身故障,否则是记录仪放大器故障。
(4)控制器输出漂移或输出电流突然变为大或小,而同时温度记录值却无大的变化,常为控制器的放大器故障,或是输出回路有故障。
(5)当我们观察到控制器的输出电流回不到零点上,或在较大反偏差时输出反而增大时,考虑故障是否出在控制器本身,然后再考虑其他原因。
2.压力控制系统
下面以蒸汽压力自动控制系统为例来分析和判断故障。
(1)如果蒸汽管路压力记录突然降至零而安全阀起跳时,此时是仪表出现故障。这种故障一般发生在引压管到记录仪表之间。控制阀开度发生突变,引起蒸汽压力骤增而记录仪无反应,这时可先转入手动遥控控制阀,再处理系统仪表故障。
(2)蒸汽管路的压力记录值没有规定值,而安全阀起跳,这时可互相对照其他相关仪表(特别是该蒸汽系统温度指示值)。如果各点温度正常,证明安全阀没有调整好。如果各点温度升高,则是压力记录值低于真实压力,应检修仪表。
(3)观察压力波动时,发现压力示值有快速振荡现象,这时要从控制器参数整定值及非仪表方面查找原因。
(4)当发现压力波动较大,但较缓慢时,建议从生产工艺上查找原因。
(5)生产中负荷、加料、温度等起变化以及操作不正确时,均会引起设备内的压力变化,这时应从工艺操作上查找原因。
(6)平时要做到对每个仪表的压力波动情况心中有数,能分清是正常还是非正常情况,或能参照其他工艺参数情况做出正确判断。
3.流量控制系统
(1)流量记录值达到小时,则应检查现场一次仪表,如果正常,则是二次表出现故障。当现场一次仪表也指示小,再观察控制阀开度,若开度为零,则常为控制器到控制阀仪表之间的故障造成的。当一次仪表指示小,但控制阀开度正常,故障原因可能为:系统压力不够、泵堵、管路结晶以及操作失误等。若故障是仪表方面时,原因可能有:孔板检测时正引压管堵、变送器正压室漏、转子流量计转子卡在下部、椭圆齿轮流量计齿轮卡死或过滤网堵等。
(2)当流量记录值达到大时,则一次仪表也常常会指示大。此时可手动遥控控制阀,如果流量能降下来,则一般为工艺工况原因造成。若流量值降不下来,则可能为仪表方面的原因。
(3)如果流量波动较频繁,我们可将控制切换到手动,如波动仍频繁,则一般为工艺方面的原因。如果波动减少,则常是仪表方面原因或控制器参数整定不合适。
4.液位控制系统
(1)液位记录值变到大或小时,我们可检查一次仪表,如一次仪表正常,则为二次仪表故障。如二次仪表正常,则可手操控制阀检查液面指示是否有变化,若有变化,一般为工艺方面原因;若无变化,则很有可能是仪表方面的故障。
(2)带负迁移的仪表指示值若变到大,则可能是负压侧出现泄漏现象。如果由气相直接引到负压室的仪表指示值变到小时,可能是负压侧等液罐中液体上升过高,应及时排出。
(3)记录指针出现很快地波动现象,可能是控制器参数整定不合适、一次仪表振荡或仪表信号管路等故障。如波动较缓慢,常为工艺工况方面原因造成的故障。
以上只是简单介绍了常见的单控制系统的故障分析,而实际上化工过程中各参数间是密切联系、相互影响和依赖的,当几个系统同时投运后,则可能出现各系统间的相互干扰。这一问题可以从工艺合理性上考虑解决,也可以从设计复杂控制系统或引进控制方案等方面加以解决。