介紹一種電極自電解除垢功能的

  新型鍋爐電接點水位報警控制儀

鍋爐電接點水位計是上世紀七十年代初，配套于各種工業鍋爐作水位遠程監控用表。運行中由于電極易結垢，易掛水，易泄漏。致使儀表的故障率不斷升高，維修弗用每年每臺高達萬元以上。究其原因主要是一次元件的裝配結構不合理，電極易結水垢，使電極工作在鍋爐汽態位置（即電極未接觸水面）時，其極間絕緣電阻達不到二次儀表接點開關電路轉換汽態位置的要求。并致二次儀表示控失靈，成為鍋爐電接點水位檢測的一大難題。

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

根據這一數據，我們采用了《介質電阻區可調的電阻式物位儀》技術成功研制出了SBk系列自電解除垢功能的電接點鍋爐水位計儀表。該是一種開關電阻區可以任意設定的鏡相恒流恒壓型開關電路。該電路的輸入開關電阻區，可從500Ώ 到6。2MΏ 之間任意設定。其開關動作靈敏感度（即工作死區）為設定值的+1。5%。在用于鍋爐電接點水位檢測儀器中，我們把它設定在20K +2K 的范圍內。其開關轉換工作靈敏度只有+200Ώ 。（即當輸入電阻為19。8KΏ 時電路截止，輸出為0V，輸入電阻為20。2KΏ時電路飽和輸出為1V左右）就可以作可靠的變阻電壓開關轉換。

采用該器件組裝的SBK-1758型雙色光柱鍋爐液位調節控制儀，在用于一臺20T/h和一臺10T/h的工業鍋爐作電接點水位遠程顯示控制。從2005年5月投入正常遠行到現在以連 續工作18個月之久，使用效果一直很好，運行中從未需要排污沖洗電接，免除了一切 日常維護和修理，儀表的顯示和報警控制效果一直都很正常。運行中從未出現誤顯示，誤動作，電極掛水，電極泄漏等不正常現象。該表的使用壽命可確保在三年以上。就這兩臺鍋爐運行18個月以來已為該公司節約維護修理弗用約五萬元左右。采用新型電接點開關器件組裝的SBK系列鍋爐電接點水位計的現場使用效果為何會達到這么好的效果，現簡單地解破一下市場用表的工作原理，就會一目了然了。

圖1為市場通用鍋爐電接點水位計的輸入原理圖的接點信號輸入端工作原理簡圖

圖2為新型SBK系列鍋爐電接點水位計的接點信號輸入原理圖；   見附圖

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

市面上通用的鍋爐電接點水位計還的一個致命的弱點是，抗電壓干擾特別低，如果感應電壓超過0。45V就會使儀器顯示有水，如果感應電壓超出5V時，就會使儀器內整個集成電路包括*微處理器芯片一起全被擊穿燒毀，導致儀表報廢。而工作電極易結垢是由于接點信號的公共地為高電位，電極遇水后100微安的吸附電流使水中雜質不斷吸附到電極絕緣體和接點端子頭。導致電極間絕緣電阻不斷下降，直致接點掛水短路。

而SBK系列新型電接點水位計，見圖2 其接點信號輸入端的工作電極始終處于高電位10V左右工作狀態。當極點遇水后電極上的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，自動跑向電極公共地。而電極公共地的接點端子頭又采用碳棒旋接，又使其結垢。所以鍋爐水垢無法沾附于電極測量筒內，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水位計易結垢，易泄漏的一大難題。

新型儀表用接點開關器件的工作原理是，當接點信號輸入端子頭與水接觸后，即電極回路電阻降到19。8KΏ時，電路截止器件6腳輸出高電位，給紅色發光器送電工作，顯示有水。當電極離開水面時，即當電極回路電阻長到20。2KΏ時，也就是當電極工作汽態時，極間絕緣電阻只要達到20。2KΏ時器件的6腳變為低電位，4腳輸出高電位，使綠色發光器工作，顯示無水，該器件由于在接點輸出端串聯了一只IN4007二極管使器件反向抗干擾電壓提高到千伏級，使該電路具備了抗雷擊和高電壓((高磁場干擾的能力，這是任何一種電接點水位計所難以達到的要求。

新型接點開關器件具備以下優點：

1．  接點開關電阻區可以穩定地確保20K+200Ώ 工作。

2．  電有自電解除垢功能，使傳感器內電極結垢，免除曰常維護保養和修理。

3．  接點信號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     信號輸入端也不致于損壞儀表。

綜上所述采用技術的接點開關器件設計組裝的SBK系列新型電接點鍋爐水位計還有以下特點：

   首先SBK系列儀表，全部采用雙色發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，當儀表正常運行時，就是在強曰光照射下，也能清楚地看到水態顯示區域的位置。并且顯示距離遠視角范圍大，清楚明亮十分顯目，有很強的模擬仿真效果。

2，接點開關器件的開關靈敏度特別高，工作死區特別小。比現有市場用表的開關靈敏感度要高出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，使電極傳感器長年工作無須清洗除垢，免除了一切曰常維護保養。長年工作運行可靠高，使用壽命長的優點，切底解決了鍋爐電接點水位檢測的難題。

4四檔水位自控設定，隨時調整液控范圍，在4-15檔內隨時可開停水泵，極大地方便了鍋爐操作。

5鍋爐缺水自動停爐，自動關閉進水設備電源，使操作人員無法隱瞞鍋爐缺水事故真相，無法再向鍋爐進水，確保鍋爐安全運行。