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介紹一種電極自電解除垢功能的

  新型鍋爐電接點(diǎn)水位報(bào)警控制儀

鍋爐電接點(diǎn)水位計(jì)是上世紀(jì)七十年代初，配套于各種工業(yè)鍋爐作水位遠(yuǎn)程監(jiān)控用表。運(yùn)行中由于電極易結(jié)垢，易掛水，易泄漏。致使儀表的故障率不斷升高，維修弗用每年每臺(tái)高達(dá)萬元以上。究其原因主要是一次元件的裝配結(jié)構(gòu)不合理，電極易結(jié)水垢，使電極工作在鍋爐汽態(tài)位置（即電極未接觸水面）時(shí)，其極間絕緣電阻達(dá)不到二次儀表接點(diǎn)開關(guān)電路轉(zhuǎn)換汽態(tài)位置的要求。并致二次儀表示控失靈，成為鍋爐電接點(diǎn)水位檢測(cè)的一大難題。

為解決鍋爐水位檢測(cè)這一難題，我們還是選擇了電接點(diǎn)測(cè)量法（該法又稱電極式 電阻式測(cè)量法）。采用該法來檢測(cè)水位的關(guān)鍵問題是：檢測(cè)鍋爐電極測(cè)量筒內(nèi)，電極與電極之間，有水和無水狀態(tài)下的兩種數(shù)值不等的狀態(tài)電阻，來取得狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)。而這一狀態(tài)電阻信號(hào)在鍋爐的冷態(tài)與熱態(tài)又具有一定的區(qū)別。在鍋爐未點(diǎn)火運(yùn)行時(shí)及在常溫常壓的狀態(tài)下，有水為17KΏ左右,無水為20MΏ以上。但在鍋爐起壓運(yùn)行后就大不一樣了，有水為0Ώ-100 以內(nèi)，而在無水狀態(tài)下，即工作電極的接點(diǎn)端子頭未接觸水面時(shí)，其極間絕緣電阻只能達(dá)35KΏ –50KΏ 之間。

根據(jù)這一數(shù)據(jù)，我們采用了《介質(zhì)電阻區(qū)可調(diào)的電阻式物位儀》技術(shù)成功研制出了SBk系列自電解除垢功能的電接點(diǎn)鍋爐水位計(jì)儀表。該是一種開關(guān)電阻區(qū)可以任意設(shè)定的鏡相恒流恒壓型開關(guān)電路。該電路的輸入開關(guān)電阻區(qū)，可從500Ώ 到6。2MΏ 之間任意設(shè)定。其開關(guān)動(dòng)作靈敏感度（即工作死區(qū)）為設(shè)定值的+1。5%。在用于鍋爐電接點(diǎn)水位檢測(cè)儀器中，我們把它設(shè)定在20K +2K 的范圍內(nèi)。其開關(guān)轉(zhuǎn)換工作靈敏度只有+200Ώ 。（即當(dāng)輸入電阻為19。8KΏ 時(shí)電路截止，輸出為0V，輸入電阻為20。2KΏ時(shí)電路飽和輸出為1V左右）就可以作可靠的變阻電壓開關(guān)轉(zhuǎn)換。

采用該器件組裝的SBK-1758型雙色光柱鍋爐液位調(diào)節(jié)控制儀，在用于一臺(tái)20T/h和一臺(tái)10T/h的工業(yè)鍋爐作電接點(diǎn)水位遠(yuǎn)程顯示控制。從2005年5月投入正常遠(yuǎn)行到現(xiàn)在以連 續(xù)工作18個(gè)月之久，使用效果一直很好，運(yùn)行中從未需要排污沖洗電接，免除了一切 日常維護(hù)和修理，儀表的顯示和報(bào)警控制效果一直都很正常。運(yùn)行中從未出現(xiàn)誤顯示，誤動(dòng)作，電極掛水，電極泄漏等不正常現(xiàn)象。該表的使用壽命可確保在三年以上。就這兩臺(tái)鍋爐運(yùn)行18個(gè)月以來已為該公司節(jié)約維護(hù)修理弗用約五萬元左右。采用新型電接點(diǎn)開關(guān)器件組裝的SBK系列鍋爐電接點(diǎn)水位計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)使用效果為何會(huì)達(dá)到這么好的效果，現(xiàn)簡(jiǎn)單地解破一下市場(chǎng)用表的工作原理，就會(huì)一目了然了。

圖1為市場(chǎng)通用鍋爐電接點(diǎn)水位計(jì)的輸入原理圖的接點(diǎn)信號(hào)輸入端工作原理簡(jiǎn)圖

圖2為新型SBK系列鍋爐電接點(diǎn)水位計(jì)的接點(diǎn)信號(hào)輸入原理圖；   見附圖

參閱圖1 我們可以看出，接點(diǎn)信號(hào)公共地為4。5V左右的高電位交流電壓，工作電極為低電位，當(dāng)電極接觸到水面時(shí)，100微安左右的半波電流流入工作極，經(jīng)IN4148  流和電阻電容濾波后送MC14051的1腳（接點(diǎn)信號(hào)輸入端）。當(dāng)該電壓小于0。35V時(shí)電路截止，儀表顯示無水，這時(shí)的接點(diǎn)信號(hào)輸入回路電阻約為400K 左右，要使電壓為零伏，接點(diǎn)信號(hào)輸入回路電阻必須大于10MΏ 以上。當(dāng)該電壓大于0。45V時(shí)電路飽和儀表顯示的水。當(dāng)輸入回路電阻降到零歐姆時(shí)才能使輸入電壓長(zhǎng)到3。5V。實(shí)際檢測(cè)該電路電阻的輸入開關(guān)電阻區(qū)為小于200KΏ到大于400KΏ電路起開關(guān)轉(zhuǎn)換作用。而工業(yè)鍋爐電極測(cè)量筒內(nèi)的電極，在鍋爐長(zhǎng)期高溫高壓的環(huán)境內(nèi)其電極的絕緣體，不管采用什么樣的絕緣材料，其電極工作汽態(tài)下極間絕緣電阻要能長(zhǎng)期保證在400K以上哪是不可能的。實(shí)踐證明只能達(dá)到50KΏ哪就是絕緣性能較好的電極了。這就是市場(chǎng)通用電接點(diǎn)水位計(jì)，使用可靠性 低，工作壽命短，綜合維護(hù)和修理弗用高的根本原因。

市面上通用的鍋爐電接點(diǎn)水位計(jì)還的一個(gè)致命的弱點(diǎn)是，抗電壓干擾特別低，如果感應(yīng)電壓超過0。45V就會(huì)使儀器顯示有水，如果感應(yīng)電壓超出5V時(shí)，就會(huì)使儀器內(nèi)整個(gè)集成電路包括*微處理器芯片一起全被擊穿燒毀，導(dǎo)致儀表報(bào)廢。而工作電極易結(jié)垢是由于接點(diǎn)信號(hào)的公共地為高電位，電極遇水后100微安的吸附電流使水中雜質(zhì)不斷吸附到電極絕緣體和接點(diǎn)端子頭。導(dǎo)致電極間絕緣電阻不斷下降，直致接點(diǎn)掛水短路。

而SBK系列新型電接點(diǎn)水位計(jì)，見圖2 其接點(diǎn)信號(hào)輸入端的工作電極始終處于高電位10V左右工作狀態(tài)。當(dāng)極點(diǎn)遇水后電極上的10V電壓，整流350微安左右的電流不斷流向電極公共地。使電極周邊的水垢和電解物，自動(dòng)跑向電極公共地。而電極公共地的接點(diǎn)端子頭又采用碳棒旋接，又使其結(jié)垢。所以鍋爐水垢無法沾附于電極測(cè)量筒內(nèi)，只能隨鍋爐水位升降而不斷排出爐子體外。切底解決了鍋爐電接點(diǎn)水位計(jì)易結(jié)垢，易泄漏的一大難題。

新型儀表用接點(diǎn)開關(guān)器件的工作原理是，當(dāng)接點(diǎn)信號(hào)輸入端子頭與水接觸后，即電極回路電阻降到19。8KΏ時(shí)，電路截止器件6腳輸出高電位，給紅色發(fā)光器送電工作，顯示有水。當(dāng)電極離開水面時(shí)，即當(dāng)電極回路電阻長(zhǎng)到20。2KΏ時(shí)，也就是當(dāng)電極工作汽態(tài)時(shí)，極間絕緣電阻只要達(dá)到20。2KΏ時(shí)器件的6腳變?yōu)榈碗娢唬?腳輸出高電位，使綠色發(fā)光器工作，顯示無水，該器件由于在接點(diǎn)輸出端串聯(lián)了一只IN4007二極管使器件反向抗干擾電壓提高到千伏級(jí)，使該電路具備了抗雷擊和高電壓((高磁場(chǎng)干擾的能力，這是任何一種電接點(diǎn)水位計(jì)所難以達(dá)到的要求。

新型接點(diǎn)開關(guān)器件具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1．  接點(diǎn)開關(guān)電阻區(qū)可以穩(wěn)定地確保20K+200Ώ 工作。

2．  電有自電解除垢功能，使傳感器內(nèi)電極結(jié)垢，免除曰常維護(hù)保養(yǎng)和修理。

3．  接點(diǎn)信號(hào)輸入端具有抗千伏電壓的沖擊能力，就是將220V交流電壓的相線碰接于接     信號(hào)輸入端也不致于損壞儀表。

綜上所述采用技術(shù)的接點(diǎn)開關(guān)器件設(shè)計(jì)組裝的SBK系列新型電接點(diǎn)鍋爐水位計(jì)還有以下特點(diǎn)：

   首先SBK系列儀表，全部采用雙色發(fā)光器件組裝的雙色光柱顯示屏，模擬顯示水位。并采用紅色顯示水位，因紅色特別顯目，當(dāng)儀表正常運(yùn)行時(shí)，就是在強(qiáng)曰光照射下，也能清楚地看到水態(tài)顯示區(qū)域的位置。并且顯示距離遠(yuǎn)視角范圍大，清楚明亮十分顯目，有很強(qiáng)的模擬仿真效果。

2，接點(diǎn)開關(guān)器件的開關(guān)靈敏度特別高，工作死區(qū)特別小。比現(xiàn)有市場(chǎng)用表的開關(guān)靈敏感度要高出1000倍左右。

3，裝配式一體化電極傳感器，由于電路具有自電解除垢功能，使電極傳感器長(zhǎng)年工作無須清洗除垢，免除了一切曰常維護(hù)保養(yǎng)。長(zhǎng)年工作運(yùn)行可靠高，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，切底解決了鍋爐電接點(diǎn)水位檢測(cè)的難題。

4四檔水位自控設(shè)定，隨時(shí)調(diào)整液控范圍，在4-15檔內(nèi)隨時(shí)可開停水泵，極大地方便了鍋爐操作。

5鍋爐缺水自動(dòng)停爐，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水設(shè)備電源，使操作人員無法隱瞞鍋爐缺水事故真相，無法再向鍋爐進(jìn)水，確保鍋爐安全運(yùn)行。