电气自动化矿用仪器仪表选型安装探讨

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摘要：在矿产工作中，矿用仪器仪表能够对安全生产起到非常重要的作用。矿用仪器仪表的工作环境较为复杂，容易受环境影响而出现测量不准确等故障。本文通过介绍几种电气自动化矿用仪器仪表的选型安装情况，分析矿用仪器仪表可能出现的常见故障，并且提出对应的解决办法和维护办法，从而提高矿用仪器的使用寿命和测量准确度，为矿用仪器仪表的使用提供实用性参考。

关键词：矿用仪器仪表；选型安装；故障分析；电气自动化

我国是矿产大国，近年来，随着我国产业的结构化调整以及企业安全意识的提高，矿产安全生产率逐年提高。以煤矿为例，1949年，全国煤矿事故死亡731人，百万吨死亡率为历史最高峰值22.54。1994年，全国煤矿事故死亡人数达历史最高峰值7016人；1997年，煤矿重特大事故达历史最高峰值95起。2019年，全国煤矿共发生重大事故3起、死亡316人，煤矿百万吨死亡率为0.083，各项指标取得了极大的改善。尽管相较于我国的历史数据，矿产安全生产已经取得了长足的进步，但相比于发达国家，我国还有很长的路要走[1]。2019年，美国煤矿死亡人数仅有11人，百万吨死亡率为0.017，接近同期我国数据的五分之一。在矿产工作中，为保障安全生产，需要收集现场的各项环境数据以及生产过程中的工作数据，与之相关的矿用仪器仪表在矿产工作中发挥着至关重要的作用，因此，正确选择矿用仪器仪表并使用是保障矿产工作安全进行的重要环节。

1电气自动化矿用仪器仪表的选型安装

矿用仪表的种类繁多并且作用不同，即使是测量同一种数据的仪表，也有着不同的特点，因此矿用仪表的选择非常重要。由于大多数矿用仪器的工作环境较为恶劣，面临各类不同的外部环境因素的影响，因此，在选型安装矿用仪表时，应当根据使用功能和工作环境选择合适的仪表，并且按照正确的安装方法进行安装，从而确保电气自动化仪器仪表的日常使用。以下是三种仪器的选型及安装方法[2]。（1）电磁流量计。电磁流量计是一种用来测量导电流体流量的仪器，它应用电磁感应原理，在管道直径与磁场磁感应不变的基础上，感应电动势与流体体积之间呈现出非常明显的线性关系。通过对电磁流量计产生的感应电动势大小的测量，可以转换为流体流量的数据。电磁流量计的测量精度受温度以及压力等因素的影响很小，在一些工作环境温度、压力等变化较大的行业有着广泛的应用，如石油化工以及金属冶炼等。在选用以及安装电磁流量计时，应该注意以下几点内容：首先，选用的电磁流量计的量程必须超过被测量的流体的最大流量，同时确保流量计的测量管口与管道的管口连接严密；其次，在安装时，要保证被测量流体的流向与电磁流量计上规定的方向相同，否则会出现指针倒转的情况，导致无法测量；另外，确保电磁流量计的接地装置与地可靠连接，防止矿产工作过程中产生的静电影响测量的精度。最后，在安装流量计的过程中，需要测量的管道内应该充满流动状态稳定的液体或者用流体整流器调整液体的流动状态至稳定，从而方便电磁流量计的精度校准，提高电磁流量计的测量精确度。（2）超声波液位计。超声波液位计是微处理器控制的数字液位仪表，它是利用超声波对液位进行测量的。传感器发出超声波，超声波在接触到液体表面时被反射回来，传感器接收到反射信号，通过发出和接收信号的时间差，可以计算出传感器与液体表面的距离，从而计算出被测液体的液位。超声波液位计采用声波测量，不与液体产生接触，因此可以测量多种材料的高度，广泛运用于各个行业。超声波液位仪在选用时，要综合考虑测量范围、温度、压力、腐蚀性、供电方式、输出方式和安装尺寸等因素。在常温、常压的条件下，超声波液位仪具有非常大的优势，它安装程序简单，并且使用年限较长，受其他因素影响较小，是很多场景的不二选择。在安装时，应注意探头辐射面与导管端面直接的夹角不应过小，同时安装时要尽量对测量位置全覆盖，避免出现检测盲区，影响后续的使用。（3）金属热电阻。金属热电阻又称热电阻双金属温度计，是基于材料电阻值随着温度的变化而变化的特性，对环境温度进行测量的一种仪器。它的灵敏度较高、测量精确，同时受其他因素影响较小，是工业上测量环境温度的主要仪表之一。对于热电阻的选型，在安装过程中必须充分了解安装现场的实际情况。例如，当工作环境的室外条件较差时，可采用铠装热电阻；如果工作环境存在一定的爆炸风险，可以使用隔爆热电阻；在测量机件截面时，端面热电阻具有不错的应用效果。传统的电路安装方式，仅用两条导线连接热电阻。这种方式会导致附加电阻的产生，对测量的精度造成较大的影响。所以，为了避免测量误差的出现，目前通常采用三线制或四线制接线方式，降低外部电阻的影响，保证其测量精度。

2电气自动化矿用仪器仪表的常见故障

矿用仪表的工作环境较为恶劣，在使用过程中常常会因为各种因素而出现故障，影响仪器的正常使用，为保证仪器的测量精度，延长仪器的使用期限，日常维护人员应当对矿用仪器仪表的常见故障有一定的了解。以下是电气自动化仪器仪表的几种常见故障。（1）腐蚀故障。在恶劣的工作环境下，矿用仪表容易受环境影响，导致外壳等部件严重腐蚀。这会导致仪器仪表的出现表盖锈蚀无法打开等问题出现，使仪表测量的准确度下降，并且会降低仪表的使用年限。（2）密封故障。仪表在安装过程中，如果对设备的密封要求没有达到，会导致在使用的过程中，电缆线受到腐蚀性液体以及气体等环境因素的腐蚀，产生接触不良、短路、断路等问题。此外，仪器安装密封不好还可能造成仪表部分连接部位，产生铁锈，影响仪表的测量精度和使用寿命。（3）意外破坏。仪器在使用过程中，难免会受到外界异物的影响。这可能造成仪器各部分损坏，影响仪器的正常工作。举个简单的例子，有时在运送物料的过程中，一些硬度较高的块状物料会导致进料口的仪表遭到损坏。意外破坏由于本身发生的概率低，因此在之前的防范程度也不高，只能通过后续的应急处理来解决。这种问题一旦出现，很容易给工作的开展带来较大的麻烦。（4）震动引起故障。在采矿作业中，一些大型设备会引起周围环境的剧烈震动，强烈的震动可能会损坏附近的电气自动化仪器，固定仪器的螺钉等部件可能会在长期震动中出现松动的情况，导致仪器出现移位或者因固定不稳而掉落损坏等。另外，震动还会导致仪器开裂等情况出现。这些都会严重影响矿用仪器的使用。

3故障原因及解决措施

仪器仪表受各类因素影响，出现故障的情况难以避免。因此在日常使用过程中，应当正确分析故障产生的原因，对故障采取相应的应急处理，并及时安排检修人员对故障进行排除，防止小问题变成大问题。同时，对故障进行事后分析，对引起故障的因素进行处理，尽可能防止相似的故障再次产生。另外，制定科学可靠的管理方案，对仪器仪表进行日常维护，延长仪器仪表的使用寿命，并且确保仪器仪表的测量精度，从而保障矿产工作的顺利进行。（1）人为因素及解决方案。有时候，仪器仪表使用人员会因为操作不当或者工作疏忽等情况导致仪表损坏。另外，检修人员有时会因为缺乏责任心以及工作疏忽等情况，出现违规操作导致仪表出现故障。因为维护人员在工作中的疏忽可能会损坏电缆和仪表。对于以上情况，应当注意操作人员和检修人员的日常训练以及道德培训，提高他们的专业水平和道德素养，使他们严格按照相关规定进行操作。此外，还应当建立明确的责任机制，搭建畅通的沟通桥梁，在仪器发生故障时能够第一时间找到负责人，并且明确故障的原因，从而保障电气自动化仪表能够高效地运行。（2）环境因素及解决方案。由于矿用仪器仪表的使用环境较为恶劣，因此环境因素也是仪表故障的主要原因之一。前文所提到的腐蚀、震动等都是恶劣工作环境所带来的影响。由于矿用仪器的工作性质，使用环境难以改善，只能在安装时采用一些相应的措施来减轻环境对仪器的损害，从而保障矿用仪器仪表的测量精度，延长其使用寿命。（3）常见故障解决办法。针对密封不严的问题，首先应该保证在仪器仪表的安装过程中安装人员的专业性和责任心，确保安装过程完全按照正确的方法进行，并且没有偷工减料的情况出现。然后尽量选择密封效果优秀的材料对其进行密封，保障密封的有效性。最后，定期安排检修人员对设备进行检查维护，防止出现因老化磨损等因素导致的密封不严的情况出现。针对腐蚀故障，除了严格密封之外，还可以采用防腐蚀的涂料对仪器进行表面处理，减少仪器本身与外部环境的接触，进而降低其腐蚀程度。针对意外破坏的问题，要针对物料、工作环境等具体情况制定相应的规章制度，建立合理的操作守则，减少因操作不当或物料问题而出现的意外破坏情况。在震动环境中，可以在安装过程中增加减震装置，防止震动对测量精度产生较大的影响。同时固定仪器时，也应该考量震动因素，增加橡胶垫片等零件，减少因震动产生的磨损等问题。（4）仪器仪表的日常管理与维护。电气自动化矿用仪表在使用过程中难免受环境影响而缩减使用寿命，根据矿用仪表的日常使用环境、使用频率以及仪表本身的特点，制定科学合理的方案对仪器仪表进行日常维护，能够延长其使用寿命。由于矿用仪表工作环境的特殊性，其日常维护更需要从各方面去考虑，一旦仪表发生故障，要第一时间通知检修人员，立即采取有效的措施对故障进行处理，防止产生更大的危害。另外，针对部分重要仪器仪表，应当安排人员进行重点管理，制定一份独立的管理档案，从而方便其日常的管理以及出现故障之后的检修等。

4结语

电气自动化矿用仪表是矿产工作中必不可少的一部分，在仪表选型安装的过程中，必须综合考虑工作环境、数据要求等各类因素，确保仪器仪表能够最大化发挥作用。针对故障的出现，要保证及时发现，明晰故障原因，及时排查，并且针对故障原因提出合理的解决方案并加强日常维护。只有在仪器仪表长期保持有效工作时，矿产工作的安全生产才能够得到相应的保障，从而提高生产的效率和产品质量等。

参考文献

[1]秦浩宇.火力发电厂热工自动化仪表安装及常见故障分析[J].科技咨询，2015（14）：49.

[2]彭双光.电气自动化矿用仪器仪表的选型安装及故障分析[J].自动化应用,2019(1):43-44.

作者：张松 单位：兰州石化职业技术大学