MK5型油雾浓度监测装置的检修技术探讨.docx

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1、M K5 型油雾浓度监测装置的检修技术探讨陈军广州文冲船厂摘要在简要介绍 M K5 型油雾浓度监测装置基本工作原理的基础上 , 主要就该装置气路部分及光路部分的常见故障与检修进行了讨论 , 并具体分析了 5 种故障现象的检查步骤和处理方法 ,对同行维修起到了借鉴和指导作用 。关键词 : 油雾浓度监测装置气路系统光路系统故障检修Abstract Based on the working principle of MK5 oil - fog concentration monitoring apparatus , this paper discussesmainly the inspecting

2、and repairing of some usual faults on gas channel and light channel , it also analyses five phenomena of faults and tells how to deal with them in certain step s , which can be reference to the persons in the same trade .Key Words : Oil - f og concentration monitoring a pparatusGa s channelL ight ch

3、annelFa ultInspecting and repa iringMK5 型油雾浓度探测装置是 GRAVINER 在 80 年代 推 出 的 新 产 品 , 其 工 作 原 理 同 原 来 的 MK3 、MK4 型基本一样 , 都是以恒定亮度的平行光透过被 检测油雾样品 , 然后由光电池实现光电转换 , 被转换的电量输出同设定值进行比较 , 由此可对油雾的高低作出是否越限的判断 。若某一曲轴箱的油雾浓 度超过允许的设定值主机运行情况反常时 , 该检测 设备既可通过机舱故障报警给出声光报警信号 , 也可通过主机遥控系统使主机自动减速运行或自动停 车 , 从而避免机件的严重损伤及曲轴箱发生爆

4、炸事 故 。目前 , MK5 型油雾浓度检测装置使用相当普遍 ,它和同类产品相比有以下一些特点 : 采用了微机 技术 。 各曲轴箱的油雾采样由电磁阀切换 。 检测内 容 、显 示 方 式 、检 测 时 间 等 方 面 也 有 了 改 进 。这些特点保证了整个检测工作显得更为可靠 、快速 、 准确和安全 。油雾浓度的显示 、被测油雾浓度与设定值的比较及给出超浓度报警信号和故障报警信号 。该装置的微 机控制是以美国 MOSTEK 公司生产的 MK38P70/ 02 H型通用微处理器为核心的 , 它是以 N - MOS 工艺制 成 , 数 据/ 指 令 的 字 长 ( 位 ) 8/ 8 ; 直 接

5、导 址 范 围 (字) 为 4 K; 可以具有 70 条基本指令数 ; 内部通用 寄存器可以有 64 个 ; 该微机采用二十进制来进行运 算的 ; 具 有 中 断 设 计 , 最 大 时 钟 频 率 可 以 达 到4MHz ; 它可以拥有专用存储器与输入/ 输出电路和汇 编语言开发系统 , 该微机设有 0 、1 、4 、5 输入和输 出等四组通道 , 以解决信号输入 、处理和输出信号 等全部问题 。电路的工作原理框图见图 1 。空气源是由减压过滤器给出的 。其气压为 100 kPa , 它被引到左边第一 个电磁阀 , 从主机曲轴箱引来的 10 只采样管也被接 到 10 个电磁阀的输入端 。这

6、11 个电磁阀的切换是 由微 机 信 号 经 译 码 驱 动 来 控 制 的 。空 气 电 磁 阀 每10 min 动作 1 次 。其它油雾采样电磁阀以1 . 11 . 2 s的受控 时 间 依 次 动 作 。图 2 给 出 的 气 路 框 图 表 明 : 被采样的油雾由电磁阀切换后 , 进入测量管 , 从而 为光电检测提供被测对象 , 其余未被检测的油雾经 旁通管由抽风机排出 。这样的气路设定为快速检测 创造了良好的条件 。1基本工作原理MK5 型油雾浓度检测装置由电路 、气路 、光路三大部分组成 。 主要的检测工作由以微机为核心的相关电路来控制 。微 机 以 其 编 好 的 程 序 执 行

7、 采 样 切 换 、计 算 、291998 年第 6 期陈军MK5 型油雾浓度监测装置的检修技术探讨图 1电路工作原理框图图 2气路工作原理框图命的平行光源透过采样气体照射在光电池表面 。由 于不同浓度 的 气 体 , 光 电 池 给 出 的 光 电 流 也 不 同 。这个电流经电流/ 电压变换和放大处理后 , 再经模/ 数转换 , 然后以数字量输入进微机 , 储存在存储器 中 , 微机对全部 10 个油雾气体的检测数据进行平均 值计算 。随着新的检测循环进行 , 平均值也不断更 新 (光路系统见图 3) 。2常见故障分析及检修MK5 型油雾浓度监测装置的故障概率较大 , 笔 者曾检修该类型装

8、置几十台次 , 故障的可能性大部图 3光路系统框图光路系统是一个不受外界影响的封闭系统 , 它 由光源 、测量管及光电池等组件组成 。小电流长寿30 中 国 修 船1998 年第 6 期分发生在气路部分 , 其次是光路部分 , 再次是电路部分 。常见故障分析如下 。(1) 排风机排风机安装在密封气路内 , 明眼不易观察 , 在 其轴端有一光电测速组件 , 用于检测排风机正常运行信息 , 输入到微机 。当排风机出现故障时 , 装置 面板显示 “FLOW FAULT”, 并且采用电磁阀停止在 最末采样点位置 。以 “安 宁 江 ”轮 油 雾 浓 度 监 测 装 置 检 修 为 例(此装置曾在新加坡

9、 、上海等地维修 , 都被误判为微 机故障 , 而停止使用 1 年多) 。从面板故障指示可看 出是气路系统故障 。改变电路板上采样点数设定开 关 SW1 , 使采样数由原来的 6 缸变为 4 缸或 5 缸 , 然 后开机试验 , 发现故障出现在每一采样循环的最后 一个采 样 点 , 由 此 可 排 除 6 号 采 样 电 磁 阀 的 故 障 , 从而初步怀疑风机组件有问题 。用万用表测量电路故障 , 多属于电磁阀驱动继电器损坏引起 。电磁阀的绕组阻值为 490580 , 所以较容易判定电磁阀 是否正常 。驱动继电器是一种无触点封闭的固体继 电器 , 由晶闸管的导通 、截止来完成通 、断 。继电

10、 器损坏只能更换新备件 。在没有备件的情况下 , 可利用电路板上未启用的继电器来应急更换 ( 对 6 缸 主机来说 , 有 4 个未启用继电器) 。必须注意的是 , 一定要把失效的继电器装回原来的位置 , 否则微机 处于故障状态 。(3) 光路故障光路故障由装置面板给出 “OPTICS FAULT”显 示 。首先要证实光源是否正常 , 从光源尾部可以看 到红光 , 检测光源电压为2 . 0 V , 就可以判断光源正 常 。常见故障是 : 处于封闭状态的光路测量管长期 不保养 , 也会积聚一定的油雾 , 使得光电池的感光量减 小 。如 果 光 源 正 常 , 而 光 电 池 输 出 电 压 小

11、于200 mV 时 , 就应对测量管解体 、清洁 、排除油污 ,或者是光电池老化 , 需更换新件 。(4) 气源故障微机对气源的检测 , 是由一个压力开关来完成 的 , 此开关是常开的 , 当气源提供时 , 压力开关闭合 , 每 10 min 气源电磁阀动作一次 , 作为气样进入光电测量管进行检测 , 得出光电流信息 , 作为微机 的计 算 基 准 。当 该 电 磁 阀 动 作 时 , 压 力 开 关 断 开 , 经 1 s 后 又 闭 合 , 从 而 给 微 机 输 入 一 个 检 测 脉 冲 。修理中会遇到油雾监测装置启动或复位 10 min 后出 现故 障 的 现 象 。这 种 现 象

12、都 是 由 于 气 源 压 力 不 足板上的插座 D , 发现 VD3 、VD4 仅有0 . 8 V ,是 34 . 5 V 。测量风机电动机绕组开路 ,的转速要求 2 400 r/ min 。电动机修复后 ,正常值应该电动机 一定要检测转速指标 。风机轴端的检测光电组件的位置是可调整的 。所以在风机装复后 , 一定要把此组件调至最佳位置 , 然后用硅胶将调整螺丝封住 ,松动 , 引起风机再次出现故障 。(2) 采样电磁阀切换故障以免组件如 果 某 一 电 磁 阀 切 换 故 障 ,在 面 板 上 显 示“FLOW FAULT”和相应的故障采样点 。此现象通常由两种原因引起 : 一是电磁阀本身

13、 , 二是驱动继电 器 。电磁阀故障表现在设备可连续工作几十小时或 几天 , 不定期地出现故障 。这种软故障是维修中的棘手问题 , 把该装置拆回检修 , 并监视装置的工作 情况和故障现象 。后来发现故障时的采样电磁阀动 作声往往没有其它的清脆 。微机对电磁阀的检测只 检测电磁阀的工作电流 , 而且检测灵敏度很高 。当电磁阀芯由于某种原因动作不顺畅时 , 工作电流稍有增大 , 引起故障报警 。其原因有二 : 一是 电磁阀的动作很频繁 , 约有 600 次/ h ( 按 6 缸主机 计算) ; 二是 由 于 电 磁 阀 内 有 油 雾 积 聚 。对 此 类 故 障 , 采用拆检清洗电磁阀 , 并对

14、阀芯 、阀座涂少量 润滑油后装回 。此方法曾在 “安岳江”、“安泽江”等船舶的 MK5 型油雾浓度检测装置检修中应用 , 效 果良好 。如果每次检测循环都在某一固定的采样点出现100kPa , 压力开关失灵引起 。(5) 电路MK5 型油 雾 浓 度 监 测 装 置 除 微 机 处 理 器 以 外 ,其它的外围电路元件市场均有售 , 对我们的修理提供了方便 。 “安顺江”轮的油雾浓度监测装置曾出现采样电磁阀切换故障 。在检查了电磁阀和固体继电器均正 常后 , 对电路进行测试 , 用万用表直流档测量微机四通道组 40 、41 、42 、43 的电平变化 , 微 机 以 8421 码输出正常 ; 而检查译码驱动无输出 , 判定集成块 IC2 F74145 损坏 。用新件更换 , 故障排除 。MK5 型油雾浓度监测装置仅由一块印刷电路板 构成所有的控制 、计算 、监测电路 , 此电路板备件 价格昂贵 , 且购货周期长 , 但电路的设计比较完善 、 可靠 , 所以电路板上很少出现故障 。( 收稿日期 1997 - 10)