投入式液位變送器在南水北調工程水位測量觀測中的常見問題淺析

投入式液位變送器目前被大量使用在各類液位測量中，尤其是在水位的測量中更是普遍，比如各種水井，水庫，水池等，各種液罐，槽也可以適用，因為其使用于安裝方式簡便易行，成為用戶樂于選用的液位計類型。本文以投入式液位變送器在南水北調工程的翻水站測壓管觀測中的使用案例為背景，介紹了投入式液位變送器的工作原理，并對其在測量工作、維護管理中的一些問題進行了詳細的分析，后提出了一下建議。
 
　　　1 工程概況
淮安四站工程位于淮安省淮安市楚州區三堡鄉境內里運河與灌溉總渠交匯處，和已建成的淮安一、二、三站共同組成南水北調東線一期工程的二個梯級，梯級的規模流量300m3/s，加上備機在內的總裝機規模為340m3/s。泵站工程選用四臺葉輪直徑為2.9m的全調節立式軸流泵機組，單機流量33.4m3/s，配套電機功率2500kW，設計規模100m3/s，總裝機容量為10000 kW。


 
　　2 測壓管的布設
淮安四站測壓管水位采用液位傳感器傳至上位機自動記錄，淮安四站布置4條觀測線，站身每塊底板中部各布置1條，東西兩側翼墻墻后各布置1條。站身底板觀測線上各布置3各測點；翼墻墻后每條線上各布置2個測點，共10個測點。
 
　　3 投入式液位變送器在測壓管觀測中的工作原理
測壓管是一種古老而又常見的滲流監測儀器 ，它靠管中水柱的高度來表示滲透壓力的大小。在水工建筑物原體觀測中 ，測壓管常用于監測地下水位、堤壩浸潤線、孔隙水壓力、繞閘壩滲流、壩基滲流壓力、砼閘壩揚壓力、隧洞涵洞的外水壓力等。淮安四站測壓管水位采用液位傳感器傳至上位機自動記錄。傳感器采用了中美合資麥克傳感器有限公司生產的MPM426W型投入式液位變送器。該變送器基于所測液體靜壓與該液體高度成正比的原理，采用擴散硅敏感元件的壓阻效應，經過專用信號調理電路轉換成4-20Ma的DC標準電流信號輸出，將管內水位反映在上位機的數據庫中，建立起輸出信號與液體深度的線性對應關系，實現對液體深度的精確測量。
 
　　4 測壓管水位異常現象
根據上位機采集的數據，繪制了2016年的測壓管水位過程線。從上述圖表中反映出上左翼031、上右翼041的測壓管水位明顯反常，水位持續無變化。淮安四站采用靈敏度試驗（注水法）。試驗結果顯示，測壓管031、041在12h～24h內水位接近恢復到原來水位，認為測壓管檢查合格。通過連接公用PLC，對在線程序觀察數據進行檢查發現，2016年4月起，上左翼031、上右翼041的投入式液位變送器上送PLC的AD數據長期無變化，且偶有數據明顯失真。判斷為投入式液位變送器故障。
 
　　5 故障分析
投入式液位變送器，采用高穩定性的OEM表壓傳感器，將其裝入一個不銹鋼殼體內，鋼體頂部有一鋼帽能起到保護傳感器膜片的作用，同時又能使水通暢地接觸到膜片，輸出信號通過防水電纜與變送器外殼密封連接。打開變送器，發現變送器上端有泥沙，電纜略有老化現象。因此，故障很可能出現在隔離膜片或電纜上。
 
　　5.1 介質不均勻和雜質多，造成中控液位信號失真
淮安四站站基土質不均勻和泥沙淤積嚴重。淮安四站每年開機運行時間較短，而淮安一站、二站運行時水流方向是由東向西與淮安四站上游引河垂直，在水流經過淮安四站上游出口處時，形成回流區，將泥沙沉淀下來，造成上游一定的泥沙淤積。測壓管管內水的流態復雜，雜質較多，堵塞了隔離膜片，造成信號失真。
 
　　5.2 測壓管埋設位置不隱蔽，電纜容易受到人為破壞
　　測壓管位于翼墻中部，經常進行綠化種植和施工。在施工過程中，鐵鍬、挖掘機等工器具容易破壞電纜。
解決辦法：更換損壞的液位變送傳感器，做好管口的防水封堵和日常維護；經常進行測壓管的清淤工作，保證測壓管的靈敏度；加強觀測，通過鋼尺水位計法進行人工比測，及時與自動化系統采集的數據進行對比和分析。
 
　　6 結語
　　測壓管水位觀測成果對建筑物基礎工作狀態反映非常的敏感和直觀，測壓管是監測工程滲流壓力、堤壩浸潤線的重要手段，是保證水利工程安全運行的重要監測項目。為保證測壓管觀測成果的合理性和準確性，滿足“無人值班，少人值守”的要求，自動化觀測技術勢在必行。投入式液位變送器作為的敏感測量元件，在測壓管觀測實際運用中，需加強觀察和技術分析，逐步完善和改進自動化觀測技術水平，做好日常的檢查維護，更好地發揮它的作用，實現精準遙測的目標。

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