TELEDYNEModel3010MA氧分析仪的故障分析和处理

    前　言

    在空分设备中一般使用多种分析仪表来检测与分析各种气体的纯度。江苏永钢集团制氧厂3^#空分设备配套的分析仪表大部分使用国外某公司制造的产品,具有功能强、标定简单、维护量小、精度高等优点。但是用于测量产品氧气纯度(AIAS102)、型号为TELEDYNE Model 3010MA的顺磁式氧分析仪一直存在测量值波动的问题。

    TELEDYNE Model 3010MA氧分析仪是一台多功能的、以微处理器技术为基础的仪表,专门用于测量气体中氧含量。

    该氧分析仪的工作原理:氧分子在磁场中有很强的顺磁性,这一物理特性是区分氧气与其他气体成分的有效手段,可以利用氧分子会被很强磁场所吸引的特性来检测氧。磁氧传感器是由一对悬垂于一个非均匀磁场中对称的哑铃球组成,当环境气体中有氧气时,磁场中氧分子很强的顺磁性会推动哑铃球在磁场中发生偏转。一束打到哑铃球相连镜面上的光不对称地被反射到2个光敏元件上,会产生1个电压变化,由此电压差产生电流使哑铃恢复到原位。该电流值对应氧浓度,可将氧的体积百分含量线性地显示在显示屏上。

    1　故障现象

    从2007年3月投产以来,江苏永钢集团制氧厂3^#空分设备所使用的TELEDYNE Model3010MA氧分析仪的测量值一直存在波动问题。因为测量点设计有联锁,若氧气纯度低于99·4%,现场产品液氧排放阀V7就会联锁关闭。为了保证测量的准确性,在氧分析仪测量值有波动、而操作人员分析工况无波动的情况下,一般会做手工分析来参照分析仪表显示值,以检测分析仪表的准确性。所以,在确认工况无问题的情况下会频繁地对分析仪表进行校验与系统维护,但按下仪器表面的“System”键,进入“More”菜单后进行“Slef-test”测试,均显示为“Power OK; Analog OK;Preamp OK”。校验完成之后,仪表测量值会在短时间内发生漂移并小幅度波动,直至最后变成无规律的脉冲式波动,即测量值会从99·7%突然降至98·6%。

    现场检查测点与引压管,并无泄漏之处,周围也没有电机等大磁场干扰,而且装有空调的分析室内一直保持着恒温。排除所有造成仪器发生该类故障的可能性之后,将存在的问题反馈给制造厂家。经初步分析认为是仪表本身故障,于是现场更换分析仪表。但在新的分析仪表投用之后仍然存在同样的故障,测量值一直存在较大幅度无规律波动。

    2　解决方法

    制造厂家技术人员到现场与江苏永钢集团制氧厂技术人员一起查找故障原因。第一步,确认分析室内温度保持恒定;第二步,对仪表进行查漏,结果表明正常,无泄漏;第三步,对仪表通标准气进行校验,并每隔1分钟进行一次数据记录,发现数据有微小波动,但幅度不大;第四步,通过按下仪器表面“System”键对仪表进行自诊断测试,结果都显示正常;第五步,查看“System”菜单中“More-Sensor out”后,发现“Sensor out”(即输出电压参数)显示过高,为1·6 V左右。正常情况下,量程为95%~100%的分析仪表,其输出电压应该为0~1 V,可见,当时仪表显示的电压值已大大超出了正常范围。