在制冷機組運行過程中,液位監(jiān)測是設(shè)備穩(wěn)定運行的重要保障。儲液器、油分離器、集油器等部件,依靠液位傳感器完成冷媒液位、潤滑油位的數(shù)據(jù)采集。液位數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差,容易引發(fā)液擊、缺油等設(shè)備狀況,本文對液位傳感器工作原理、模擬量信號進行技術(shù)簡析,可供設(shè)備運維、現(xiàn)場調(diào)試參考。
一、制冷機組常用液位傳感器工作原理
浮球式液位傳感器
浮球跟隨罐內(nèi)液面高度同步升降,帶動內(nèi)部磁鋼或觸點機構(gòu)。液位上升浮球隨之上浮,液位下降浮球同步下沉。該傳感器可輸出開關(guān)觸點信號,也可輸出連續(xù)監(jiān)測信號,多用于油位監(jiān)測、高低液位提示場景,結(jié)構(gòu)簡單,現(xiàn)場維護便捷。
電容式液位傳感器
以探頭作為檢測主體,液體接觸探頭的有效長度發(fā)生變化,探頭電容值隨之改變。內(nèi)部電路將電容變化換算為液位高度,輸出對應(yīng)電信號。無機械活動部件,運行穩(wěn)定性較好,多用于冷媒液位連續(xù)監(jiān)測。
壓力式液位變送器
依托液柱壓力原理,罐體內(nèi)部液位越高,介質(zhì)作用于傳感器底部的壓力越大。傳感器采集壓力并轉(zhuǎn)換為電信號,換算得出罐內(nèi)實際液位,多用于各類密閉壓力容器液位采集工作。
二、模擬量信號基礎(chǔ)說明
制冷設(shè)備控制信號分為開關(guān)量與模擬量兩類,二者應(yīng)用場景各有不同。
開關(guān)量信號:僅有通、斷兩種狀態(tài),屬于點位判斷,僅可反饋液位是否抵達設(shè)定點位,實現(xiàn)高低液位提示,無法輸出罐內(nèi)液位具體數(shù)值。
模擬量信號:屬于連續(xù)變化電信號,可輸出實時液位數(shù)值。制冷行業(yè)應(yīng)用較廣的為 4?20mA 電流模擬量信號:
4mA,對應(yīng)液位 0%,罐體為空;
20mA,對應(yīng)液位 1**%,罐體滿液;
4?20mA 區(qū)間內(nèi)的電流,對應(yīng) 0?1**% 區(qū)間內(nèi)的液位高度。
機組 PLC 或主控板采集電流信號,換算為液位百分比,在人機界面展示實時液位數(shù)據(jù)。系統(tǒng)依據(jù)采集的數(shù)據(jù)完成閥門調(diào)節(jié)、狀態(tài)提示,實現(xiàn)設(shè)備自動化管控。
以儲液器液位變送器為例:變送器輸出 4?20mA 模擬量信號傳輸至機組主板,4mA 代表罐內(nèi)冷媒存量偏低,12mA 代表液位處于 50% 位置,20mA 代表罐體滿液,控制系統(tǒng)依托數(shù)據(jù)完成對應(yīng)邏輯調(diào)節(jié)。
三、現(xiàn)場調(diào)試運維要點
1. 模擬量回路出現(xiàn)異常,優(yōu)先測量回路工作電流,區(qū)分故障出自傳感器本體、線路接觸或是主板采集通道。
2. 4mA 為量程零點,線路斷線會出現(xiàn)電流低于 4mA 的情況,不可直接判定為液位歸零。
3. 制冷機組冷媒液位、潤滑油位變送器,多數(shù)采用 4?20mA 模擬量輸出模式。
4. 設(shè)備調(diào)試、改造作業(yè)中,不可混淆開關(guān)量與模擬量信號,規(guī)避機組出現(xiàn)異常動作。