何忱 李本榮 張恩瑜

福建福清核電有限公司 福建福清 350300

1 開關(guān)類儀表的測量原理

開關(guān)類儀表屬于自動控制系統(tǒng)當(dāng)中非常經(jīng)典同時非常簡單的一種控制元件，也是自動控制系統(tǒng)當(dāng)中必不可少的一部分。開關(guān)類儀表通常都是借助微動開關(guān)等機械彈簧、杠桿等構(gòu)件，實現(xiàn)機械量向開關(guān)信號的轉(zhuǎn)換。開關(guān)類儀表屬于純機械形變引發(fā)的微動開關(guān)動作。以壓力開關(guān)威力，一旦壓力增加，就會對不同傳感壓力元器件帶來不同的力的作用，進而引發(fā)膜片以及波紋管等期間出現(xiàn)形變，之后產(chǎn)生向上移動的作用，再借助欄桿彈簧等類型的機械結(jié)構(gòu)，開啟最上面的微動開關(guān)，完成電信號輸出工作。根據(jù)測量原理劃分開關(guān)類儀表主要包含以下幾種：波紋管式、膜片式、浮子液位以及溫度式開關(guān)儀表。上述幾種開關(guān)類儀表中，溫度開關(guān)通常是在溫包中填充氣體，使其膨脹出發(fā)開關(guān)量信號。溫度開關(guān)儀表和波紋管式壓力開關(guān)儀表比較相似。下面將詳細介紹兩種開關(guān)類儀表。

2 波紋管式壓力開關(guān)

核電廠當(dāng)中較為常見的一種開關(guān)儀表就是波紋管式壓力開關(guān)儀表。從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)探究波紋管式壓力儀表，主要就是壓力產(chǎn)生變化后就會引發(fā)波紋管機械變化，一旦機械桿對此種壓力進行傳輸，就會觸碰到波紋管式壓力開關(guān)儀表的微動開關(guān)，最后產(chǎn)生壓力信號[1]。一般情況下，壓力開關(guān)主要有兩種標(biāo)尺，雖然均能夠在外部看到標(biāo)尺，但區(qū)別在于一個位于上部即指示板，另外一個位于下部，即回差調(diào)節(jié)指示板，不存在指示溫度板。不過，需要注意的一點就是上部指示板所顯示的數(shù)值是當(dāng)前的定值，因此存在一定的誤差，不建議將此定值作為計量值進行參考。而下部回差調(diào)節(jié)指示可以不調(diào)整。通常來說，在未經(jīng)過授權(quán)時禁止調(diào)整儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只有獲得相應(yīng)權(quán)限的工作人員才可以調(diào)整儀表上部定值以及下部回差螺絲，其他部位也沒有權(quán)限去調(diào)整。而儀表的下部始終在原始位置即可。

3 浮子液位開關(guān)

浮子液位開關(guān)儀表的基本原理就是浮力，也就是說彈簧受到質(zhì)量超過液體的浮子作用，使得浮子完全浸入到液體當(dāng)中，此時的浮力就會出現(xiàn)變化，最終使得彈簧發(fā)生向上位移。而彈簧移動的距離A是浮子移動距離B當(dāng)中很小的一部分，一般情況下，彈簧上端連接著瓷套管C，C在非磁性隔離管D中移動，而一旦彈簧移動就會使得C吸引樞軸上的磁鐵E，進而吸引隔離管外的開關(guān)F產(chǎn)生動作。浮子液位開關(guān)通常依靠內(nèi)置式限位止檔阻止液體當(dāng)中的彈簧出現(xiàn)過度位移。眾所周知，浮子液位開關(guān)容易調(diào)整期定值，通常把開關(guān)組件調(diào)整到內(nèi)部磁棒所對應(yīng)的部位就可以，不過在進行調(diào)整時需要依靠液體介質(zhì)標(biāo)定，禁止直接使用卷尺調(diào)整位置[2]。針對定制比較大的情況，這種開關(guān)儀表當(dāng)中是應(yīng)用金屬軟繩懸掛浮子，這種軟繩不能再實驗室中達到這么高的水位，因此需要通過水位換算實現(xiàn)調(diào)整，例如，某一個儀表的液位開關(guān)，其定值是2m，其懸掛位置的基準(zhǔn)點是4m，這就表示懸掛繩的長度約為2m，而在實驗室中無法仿真模擬4m的懸掛高度以及2m的水位高度進行校準(zhǔn)，所以就需要進行水位換算。水位換算的步驟為：

①把牽引浮子的金屬軟繩進行一定比例的收縮，直到實驗室條件下能夠模擬相關(guān)水位值，例如收縮到0．5m，也就是浮子與儀表頭繩之間的距離是0．5m，這個值不是固定的，可以根據(jù)比例任選。但是需要注意的是，應(yīng)該將浮子下端多余出來的金屬繩盤好，不能使其碰觸到標(biāo)定設(shè)備。

②降浮子液位開關(guān)儀表進行自然懸掛，但是需要注意浮子液位開關(guān)儀表頭、掛繩以及浮子處在相同的垂直線上。將沒有水時浮子頂部距離表頭的長度定為a。

③注水，直至可以接通開關(guān)，并記錄此時浮子頂端到儀表頭之間的距離，其長度定為b，用筆在浮子上標(biāo)識出觸發(fā)警報時浮子的水位線。

④排水，將水排出，直到斷開浮子常開點，并且另用其他顏色的比標(biāo)識出觸發(fā)警報消失時的浮子水位線[3]。

⑤浮子安裝到就地，對金屬軟繩進行梳理，這主要是由于報警值就是距離標(biāo)準(zhǔn)點2m，所以需要對浮子位置進行調(diào)整，將自然狀態(tài)下浮子上部標(biāo)畫的報警水位線對應(yīng)2+（a-b）的位置，此時就做好了報警值標(biāo)定。

4 開關(guān)的接線方法

在核電廠開關(guān)量儀表安裝中，通常選擇三個接線端子來接線，一般我們將三個端子分別用NO、NC、COM來表示，或者直接用一、二、三表示。NO、NC、COM的含義分別是常開點、常閉點以及公共端。若是將端子用數(shù)字或漢字標(biāo)記，就需要工作人員自行按照內(nèi)部電線顏色來辨別，判定三個端子哪個是常開點，哪個是常閉點，哪個是公共端。根據(jù)字面意思我們可以理解常開點和常閉點中，“?！本褪钦顟B(tài)下，也就是指介質(zhì)未被測量時的初始情況，例如，壓力常開點指的就是沒有發(fā)生壓力變化時斷開的觸點。而常閉點則是指液體當(dāng)中尚未放入儀表時的狀態(tài)就是關(guān)閉的觸點[4]。所以，一旦壓力出現(xiàn)增加，夜里開關(guān)就會低警預(yù)報，此時正常的連接線就會將公共端閉合。

總而言之，核電廠當(dāng)中的開關(guān)量儀表屬于必不可少的組成部分之一。本文立足于開關(guān)量儀表的安裝原理，簡單介紹了波紋式壓力開關(guān)以及浮子液位開關(guān)儀表，探討了兩種儀表的安裝方法，并詳細闡述了浮子液位開關(guān)量儀表的水位換算法，最后以壓力開關(guān)量儀表為例，總結(jié)了開關(guān)量儀表的接線方法。希望本文的一些觀點和方法對相關(guān)工作人員有所幫助，給予其工作上的參考和借鑒。旨在全面提高核電廠儀表類的安裝質(zhì)量，確保核電廠的安全、穩(wěn)定運行。