信號漂移會導致測量精度下降,具體原因及校準方法如下:
①信號漂移原因分析:
環(huán)境因素:
溫度變化:環(huán)境溫度劇烈波動(如從 20℃升至 40℃),會導致磁敏元件半導體特性變化(如霍爾元件靈敏度溫度系數為 0.1%/℃,溫度每變化 10℃,靈敏度變化 1%),輸出信號漂移;變送器電路中的電阻、電容等元件受溫度影響,參數發(fā)生變化(如電阻阻值偏差>5%),也會導致信號漂移。
濕度影響:高濕度環(huán)境(相對濕度>85%)會使磁敏元件引腳氧化,接觸電阻增加,信號傳輸不穩(wěn)定;濕氣進入變送器電路,會導致電路漏電,輸出信號漂移(如 4-20mA 信號從 12mA 漂移至 13mA)。
配件與電路因素:
磁敏元件老化:磁敏元件長期使用(超過 3 年),內部半導體芯片老化,線性度變差(非線性誤差從 1% 增至 3%),信號漂移量>±0.2mA / 年;元件引腳焊點氧化,接觸不良,信號時斷時續(xù),表現為漂移。
電路故障:變送器電路中的運算放大器、穩(wěn)壓管等元件老化,輸出電壓不穩(wěn)定(如穩(wěn)壓管輸出電壓從 24V 漂移至 23V),導致信號漂移;電路中存在虛焊(如電阻焊點虛接),接觸電阻隨振動變化,信號波動漂移。
②校準方法:
準備工作:
環(huán)境控制:將液位計置于恒溫恒濕環(huán)境(溫度 20±2℃,相對濕度 45%-65%),靜置 2 小時,消除環(huán)境因素對配件的影響;斷開變送器電源,檢查接線端子是否松動、氧化,松動時緊固(扭矩 0.8-1.2N?m),氧化時用砂紙打磨并涂抹導電膏。
設備準備:準備標準液位計(精度 ±0.1mm)、高精度萬用表(精度 ±0.01mA)、標準磁體(磁場強度 2000Gs);將液位計排空介質,確保浮子處于空量程位置,連接變送器電源(24V DC)。
零點校準:
空量程校準:確認浮子在空量程位置,用萬用表測量變送器輸出信號,記錄初始值(如 4.1mA);若為模擬量變送器,調節(jié) “ZERO" 校準電位器,使輸出信號穩(wěn)定在 4.00mA(允許偏差 ±0.02mA);若為智能變送器,通過 HART 手操器或軟件進入 “零點校準" 模式,輸入標準空量程液位值,自動校準至 4.00mA。
穩(wěn)定性驗證:校準后保持浮子在空量程位置 30 分鐘,每隔 5 分鐘記錄一次輸出信號,波動范圍≤±0.02mA 為合格;若波動過大,檢查磁敏元件是否老化,老化時更換元件。
量程校準:
滿量程校準:向液位計內注入介質至滿量程(用標準液位計確認實際液位),測量變送器輸出信號(如 19.8mA);調節(jié) “SPAN" 校準電位器(模擬量變送器)或通過軟件(智能變送器)輸入標準滿量程液位值,使輸出信號穩(wěn)定在 20.00mA(允許偏差 ±0.02mA)。
中間點驗證:在量程范圍內選取 25%、50%、75% 三個中間點,注入對應液位的介質,測量輸出信號(如 25% 量程對應 8.00mA、50% 對應 12.00mA、75% 對應 16.00mA),允許偏差 ±0.05mA;若中間點偏差過大,檢查磁敏元件線性度,線性度差時更換元件。
校準確認:校準完成后,連續(xù)運行 24 小時,每隔 4 小時記錄一次空量程、滿量程及中間點信號,均符合偏差要求則校準合格;若仍出現信號漂移,檢查變送器電路元件,更換老化的電阻、電容、運算放大器等元件。