油品储罐超声波液位开关的故障分析

超声波液位开关由3部分组成：传感器探头、连接电缆、变送器。探头内部一般是由压电晶片构成，通过一定的激励电压使压电晶片产生超声波发射至管壁，从管壁返回的超声波被压变晶片接收后又转换为相应的电压；变送器由主板和接线板组成，部分型号的还带有显示板，主板将激励电压输出至探头同时接收探头传感器的输入电压，通过计算传感器探头反馈电压的变化来检测液位的变化情况，从而在输出端子产生对应的开关切换；连接传感器和变送器的电缆一般使用带铠装和屏蔽的同轴电缆。

1、液位开关的运行情况介绍

在油品储罐区域，带电运行的超声波液位开关共有一百余台，带电运行十年期间工作状态稳定，故障率低，接近免维护。2018年后，故障率呈有上升趋势，液位开关触发联锁误动作的频率也随之提高。为降低因超声波液位开关故障造成的工艺生产风险，在2018年后对超声波液位开关进行梯度性预防维修，对于信号强度下降性能不稳定的逐次更换。

2、超声波液位开关故障分析

根据统计，2018年之前总计故障7台，2018年故障及预防性维修12台，2019年故障及预防性维修33台，共计52台。

结合维修数据分析，探头腐蚀损坏和电子器件自然老化是故障高发的主要原因。目前问题比较突出的是超声波液位开关探头经长年腐蚀后周边防腐漆保护层已脱落，并且探头与罐壁接触面均被腐蚀产生锈渣，造成探头与罐壁贴合面存在间隙，影响声波的正常发射和接收。在每年的预防性维修中收集现场数据进行分析，重点收集脉宽、探头型号、采样频率、放大倍数等信息。

对可能出现问题的超声波液位开关进行分析，主要故障原因有两点：①超声波液位开关传感器探头处于自然环境中，随着贴合处罐壁的雨水冲刷及腐蚀，加速探头腐蚀，并在贴合面存在锈渣；②沿海环境潮湿含盐较高，变送器密封圈随时间老化，密封性能下降，加速电路板的老化及腐蚀，容易输出误报。