投入式液位变送器在南水北调工程水位测量观测中的常见问题浅析

投入式液位变送器目前被大量使用在各类液位测量中，尤其是在水位的测量中更是普遍，比如各种水井，水库，水池等，各种液罐，槽也可以适用，因为其使用于安装方式简便易行，成为用户乐于选用的液位计类型。本文以投入式液位变送器在南水北调工程的翻水站测压管观测中的使用案例为背景，介绍了投入式液位变送器的工作原理，并对其在测量工作、维护管理中的一些问题进行了详细的分析，后提出了一下建议。
 
　　　1 工程概况
淮安四站工程位于淮安省淮安市楚州区三堡乡境内里运河与灌溉总渠交汇处，和已建成的淮安一、二、三站共同组成南水北调东线一期工程的二个梯级，梯级的规模流量300m3/s，加上备机在内的总装机规模为340m3/s。泵站工程选用四台叶轮直径为2.9m的全调节立式轴流泵机组，单机流量33.4m3/s，配套电机功率2500kW，设计规模100m3/s，总装机容量为10000 kW。


 
　　2 测压管的布设
淮安四站测压管水位采用液位传感器传至上位机自动记录，淮安四站布置4条观测线，站身每块底板中部各布置1条，东西两侧翼墙墙后各布置1条。站身底板观测线上各布置3各测点；翼墙墙后每条线上各布置2个测点，共10个测点。
 
　　3 投入式液位变送器在测压管观测中的工作原理
测压管是一种古老而又常见的渗流监测仪器 ，它靠管中水柱的高度来表示渗透压力的大小。在水工建筑物原体观测中 ，测压管常用于监测地下水位、堤坝浸润线、孔隙水压力、绕闸坝渗流、坝基渗流压力、砼闸坝扬压力、隧洞涵洞的外水压力等。淮安四站测压管水位采用液位传感器传至上位机自动记录。传感器采用了中美合资麦克传感器有限公司生产的MPM426W型投入式液位变送器。该变送器基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，采用扩散硅敏感元件的压阻效应，经过专用信号调理电路转换成4-20Ma的DC标准电流信号输出，将管内水位反映在上位机的数据库中，建立起输出信号与液体深度的线性对应关系，实现对液体深度的精确测量。
 
　　4 测压管水位异常现象
根据上位机采集的数据，绘制了2016年的测压管水位过程线。从上述图表中反映出上左翼031、上右翼041的测压管水位明显反常，水位持续无变化。淮安四站采用灵敏度试验（注水法）。试验结果显示，测压管031、041在12h～24h内水位接近恢复到原来水位，认为测压管检查合格。通过连接公用PLC，对在线程序观察数据进行检查发现，2016年4月起，上左翼031、上右翼041的投入式液位变送器上送PLC的AD数据长期无变化，且偶有数据明显失真。判断为投入式液位变送器故障。
 
　　5 故障分析
投入式液位变送器，采用高稳定性的OEM表压传感器，将其装入一个不锈钢壳体内，钢体顶部有一钢帽能起到保护传感器膜片的作用，同时又能使水通畅地接触到膜片，输出信号通过防水电缆与变送器外壳密封连接。打开变送器，发现变送器上端有泥沙，电缆略有老化现象。因此，故障很可能出现在隔离膜片或电缆上。
 
　　5.1 介质不均匀和杂质多，造成中控液位信号失真
淮安四站站基土质不均匀和泥沙淤积严重。淮安四站每年开机运行时间较短，而淮安一站、二站运行时水流方向是由东向西与淮安四站上游引河垂直，在水流经过淮安四站上游出口处时，形成回流区，将泥沙沉淀下来，造成上游一定的泥沙淤积。测压管管内水的流态复杂，杂质较多，堵塞了隔离膜片，造成信号失真。
 
　　5.2 测压管埋设位置不隐蔽，电缆容易受到人为破坏
　　测压管位于翼墙中部，经常进行绿化种植和施工。在施工过程中，铁锹、挖掘机等工器具容易破坏电缆。
解決办法：更换损坏的液位变送传感器，做好管口的防水封堵和日常维护；经常进行测压管的清淤工作，保证测压管的灵敏度；加强观测，通过钢尺水位计法进行人工比测，及时与自动化系统采集的数据进行对比和分析。
 
　　6 结语
　　测压管水位观测成果对建筑物基础工作状态反映非常的敏感和直观，测压管是监测工程渗流压力、堤坝浸润线的重要手段，是保证水利工程安全运行的重要监测项目。为保证测压管观测成果的合理性和准确性，满足“无人值班，少人值守”的要求，自动化观测技术势在必行。投入式液位变送器作为的敏感测量元件，在测压管观测实际运用中，需加强观察和技术分析，逐步完善和改进自动化观测技术水平，做好日常的检查维护，更好地发挥它的作用，实现**遥测的目标。

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