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部分厂家生产的出租车计价器采用液晶(LCD)显示，夜间营运时借助其背光源才能看清显示屏上的营运数据。下面以湖南某公司生产的HCC168型税控计价器为例介绍其背光源电路的工作原理并进行故障分析。

　　一、工作原理

　　为延长背光源使用寿命，该机背光源设计成间隙工作状态，背光源是否工作由CPU(89C52)通过检测计价器的工作状态进行控制。当计价器处于重车或按键操作状态时，背光源长亮。计价器转入空车状态后，经一定时间的延时，受控于CPU的控制电路切断振荡电路的工作电源，从而使背光源熄灭。一旦计价器转入重车状态或触动计价器面板按键等，则背光源电路立即恢复工作。具体工作过程如下:

　　1.计价器处于重车或按键操作状态时，D7(89C52)第12脚输出的背光源电源控制信号为高电位4.6V，此信号至D8(74HC14)，经D8两级串联的非门电路进行脉冲整形后，D8第6脚仍输出高电位至三极管V24(9013)b极，使V24导通。V24的导通为三极管V26(9012)提供了基极电流通路，从而V26也导通。V26的e极接在整机的12V电源正端，c极接振荡电路的工作电源输入端，因而它的导通为振荡电路提供了12V工作电源。振荡电路由三极管V25、V27和变压器T1的初级组成。振荡电路工作时，T1的次级感应出约110V的交流电压，此电压直接作为背光源的工作电压使背光源发光。

　　2.当计价器转入空车状态后，如果不进行任何按键操作，则在延时(120～150)s后，D7第12脚输出的控制信号转变为低电位0.1V，同样D8第6脚也变为低电位，使V24、V26都截上，振荡电路失去工作电源电压而停止工作，T1次级无电压输出，背光源熄灭。此时计价器若再次转入重车状态，或者触动面板按键，则D7第12脚立即转为高电位，从而控制背光源发光。

　　二、故障分析

　　1.计价器背光源不亮或亮度不够时，在计价器通电时测量背光源两脚间是否有70V左右的交流电压(此电压空载时约110V)，若电压正常则肯定是背光源损坏或老化，更换即可。

　　2.如背光源两脚间无电压，则在主电路板上测量T1次级两脚间电压。如该处电压正常，则是T1次级到背光源引脚之间的接插件、连接线或印刷电路板开路。

　　3.T1次级也无电压，则先让计价器断电，然后测量T1各引脚之间的直流电阻。正常时其1～2脚和2～3脚之间都为18Ω左右。4～7脚之间为600Ω左右。初、次级之间阻值无穷大。发现异常则为T1损坏。如T1正常但其初次级仍无交流电压，此时测量T1初级三脚对地直流电压，正常时应都为12V。如直流电压正常，则为振荡电路未工作，检查V25、V27、R32、R33、R34。如T1初级直流电压异常，则为电源控制电路故障。这时可先测量V24 b极有无0.6V直流电压，如有则需检查V24、V26、R35、R36是否正常。如V24 b极电压异常，则确认R30、V24是否正常，如都正常，则顺此支路向前逐一测量检查R24、V20、D8等元件。

　　总之，在分析和处理电路故障时，在了解其工作原理的基础上，才能做到有的放矢。

有一家氧气厂，需要一块BA1分度号，量程为(-200～50)℃的测温仪表，我们用Pt100分度号的数显表进行了改制。

　　先解决零位问题，Pt100的零位(即温度为0℃)电阻为100.00Ω，BA1的零位电阻为46.00Ω，在热电阻的输入端串上1个54.00Ω的电阻即可。当输入46.00Ω的电阻时，仪表指示为0℃。

　　再解决量程问题，当输入-100℃的电阻27.44Ω时，仪表显示“-46℃”。显然示值相差太大，只调节示值电位器是不行的，还需要改变7107集成电路35、36脚的取样电压。取样电压与显示数成反比。一般情况下，取样电压为1V左右，本仪表测的电阻值为0.99V。7107信号输入端30、31脚每输入1mV显示就是1个数，输入100mV，显示大约就是100。

　　为了提高显示值，使显示的“-46”变为“-100”，就要减小取样电压。方法之一就是在35、36脚上并上1个电阻，通过试验取1个4.7kΩ的可调电阻串上1个3kΩ电阻，焊在35、36脚上，通过调节可调电阻可使示值变为“-100”，再按BA1的分度值输入各温度点对应的电阻值，显示数基本就是所需的温度。再测改制好的仪表的取样电压为0.46V，是原来的0.46倍，这个数就是BA1分度的微分电阻与Pt100分度的微分电阻的比值。

　　总之，Pt100表改BA1表主要有两点:
　　1.在热电阻输入端串上1个54.00Ω的电阻(锰铜的)。
　　2.在取样电压端上并1个电阻，使其电压为原来的0.46倍。
　　该方法简单实用，用半个小时即可完成。

计量工作是企业的基础工作之一。然而，在各个炼化企业中，计量仪表的使用情况参差不齐。几年来，我公司计量仪表检测率达到了98%。将这几年公司计量仪表的使用体会写出，供同行参考。

　　一、针对不同情况，对症下药

　　1.能源计量仪表存在的问题及整改措施
　　在炼化企业中能源计量仪表主要包括:蒸汽仪表、水表、电能表、燃料油表及风表、干气表。在上述计量仪表中，电能表、水表、燃料油表相对出现问题的概率较少。除去除氧水的计量仪表较特殊外，日常所用的新鲜水表、循环水表很少出现问题，所以能源计量仪表存在的问题主要集中在蒸汽仪表、风表及干气和除氧水表的计量问题上。

　　(1)除氧水的计量问题
　　除氧水难以计量的主要原因:一是除氧水温度高，一般为105℃；二是压力高，为1.3MPa，因而不能使用一般水表。因为一般的水表耐温范围于常温，耐压一般不超过1.0MPa。
　　许多单位都采用孔板计量除氧水，但其缺陷是，在离装置区较近且供电十分方便的情况下方能实现，而且不太直观。我公司采用的是罗茨流量计LC系列计量除氧水，使用该仪表安装位置不受限制、读数直观、计量准确，耐温、耐压都符合要求，使用多年一直很好。我公司采用的另一种是天津津东水表厂生产的热水表LXSCR系列，耐温90℃，耐压1.0MPa，使用情况良好。

　　(2)蒸汽计量问题
　　蒸汽计量的方式较多，比较常用和直观的还是旋翼式蒸汽计量表，型号为LFX。这种仪表适合于小型炼油厂作为蒸汽计量装置。旋翼式蒸汽计量表使用中主要存在的问题是定期保养和维修。目前我们采用LXSCR系列计量仪表，使用情况良好。

　　(3)气体的计量问题
　　炼油企业所涉及的气体计量仪表，一般就是压缩风的计量、干气的计量两种情况。压缩风的计量我公司一般采用孔板计量，而干气的计量由于装置的不同要求，孔板计量无法满足。由于干气中H2S的含量较高，孔板计量过程中引压管经常因腐蚀积锈，影响测量准确度，尤其使用时间一长，引压管堵塞造成无法计量。2000年检修后，我们选用LJS-BI型旋涡旋进式流量计作为干气计量表，使用情况良好。

　　2.物料类的计量仪表
　　炼油企业中，用于物料计量的仪表繁多，包括汽油、柴油、液化气、蜡油、渣油、原油的计量仪表及地秤。在以上计量仪表中，柴油、蜡油、渣油、原油的计量仪表在我公司运行正常，但汽油计量仪表、液化气计量仪表却一直是我公司较为头疼的问题之一。

　　(1)汽油计量问题
　　我公司加工的原油含硫量较高，使得用孔板计量汽油的方法因引压管堵及差压变送器的正负压室被腐蚀穿而无法正常使用。在这种情况下，只得采用检尺来计量汽油的产量。为了计量准确，我们只得采用罗茨流量计、椭圆齿轮流量计、浮子流量计等仪表来计量。经过不断摸索和筛选，浮子流量计因准确度差、读数不够直观而被淘汰，普通的罗茨流量计、椭圆齿轮流量计也因汽油腐蚀，每半年就得更换转子而被淘汰。后采用了不锈钢计量室加普通计数器组合到一起的罗茨流量计，较好地解决了汽油计量问题。

　　(2)液化气计量问题
　　液化气由于密度小(20℃时，密度0.57g/cm3)、气液相混合、腐蚀性强而难以计量。我公司采用过多种计量仪表，效果均不理想，所以在段时间内基本上采用了检尺的方法。但检尺误差大而不能满足考核的要求，因此，我们在充分调研的基础上采用E+H公司生产的PROMASS63质量流量计，自1999年投用以来，因其计量准确、维修率低、读数直观，赢得了大家的好评。

　　二、加强维修与保养，提高计量检测率

　　1.建立一支的计量仪表维修队伍
　　根据公司计量仪表的数量，我们成立了计量维修班，配备一名技术员负责计量仪表的选型、改进及处理维修过程中的技术问题。

　　2.注意跟踪计量仪表新技术，不断提高测量准确度
　　随着仪表自动化的迅速发展，新型计量仪表、计量技术不断出现，计算机用于产品计量已越来越被大多数单位所采用，质量流量计也因价格下调不断地被用户采纳。经过多年的发展，各种流量计的型式、结构、功能也有了很大改观，流量计使用起来更、更方便，这就需要我们在以后的实践中不断摸索经验，改进计量手段，为企业计量手段的不断提高做出贡献。

瞳距仪的小读数到0.5mm，且操作简单，在测量瞳距的过程中减少了人工测量带来的误差及在计算时造成的人为误差。因此，在验光配镜过程中瞳距仪的应用具有重要的意义。

　　1.使用瞳距尺测量瞳距的缺点
　　验光配镜一般需要在视近和视远两种状态下对患者的视力进行验配。因此，瞳距测量实际上也就包含了对患者视远时的瞳距测量和视近时的瞳距测量。通常情况下，我们把5m或5m以外的距离作为人眼的远用距离，而把30cm～2m作为人眼的近用工作距离，所以不同用途的眼镜需要的瞳距不一样。例如，戴着看电影、电视、开车的眼镜需要的是远瞳距；戴着读书、看报的眼镜需要的是近瞳距；对于渐进多焦点眼镜则既需要远瞳距又需要近瞳距。

　　在测量瞳距时，用直尺测出患者两眼平视5m以外某一时的瞳距值即为远瞳距值；而验光师要求患者两眼平视自己放在鼻前的食指，然后用直尺测出的瞳距值即为近瞳距值。这种方法有它自身的缺点和不足，表现为:

　　(1)难以验光师的双眼与患者的双眼及直尺在同一水平面内。
　　(2)不同的工作性质要求的近瞳距值不一样。例如，伏案工作的老师与电脑工作者的近用工作距离不一样。
　　(3)用公式换算远、近瞳距会带来计算误差。
　　(4)瞳距尺大多是塑料制品，使用时间长了会变形、破损，造成测量误差。

　　2.用瞳距仪测量瞳距的优点
　　瞳距仪就是为弥补人工测量瞳距的不足而设计生产的一种高新技术产品。它主要由光栅显示器及其控制、光学系统、机电系统及计算机软件等四部分组成。瞳距仪能快速、客观地测量出所需的各种不同工作距离的瞳距值。与直尺测量法相比，瞳距仪的优点表现在:
　　(1)操作简单。
　　(2)能客观准确地测量出患者的远瞳距。
　　(3)测量出远瞳距后，可以直接转换得到30cm、40cm、50cm等不同工作距离所需的近瞳距值，避免了人工换算带来的计算误差。

　　综上所述，眼镜店、医院眼科在验光配镜过程中配备瞳距仪，不仅可以大大减少验光师的工作量，还能方便、有效地测量瞳距。此外，瞳距值在配镜过程中是一项重要的参数，尤其是验配渐近各焦点镜片时，测量瞳高更是不可缺少的环节。因此配备计量准确的瞳距仪非常必要。

目前普遍使用的焦度计大致有目镜式焦度计、投影式焦度计及电脑焦度计三种。下面主要介绍用目镜式焦度计测量散光镜片的顶焦度值及轴位。在使用目镜式焦度计测量眼镜片的参数之前，应对仪器进行调整。

　　目镜调整
　　(1)观察目镜内分划板上的坐标图像，如清晰则表明分划板恰位于目镜的焦平面，无需调整。
　　(2)如坐标图像不清晰，则缓慢转动目镜的视度，同时从目镜观察坐标图像，直至清晰。

　　零位校正
　　(1)焦度计中不放入镜片(空置)。
　　(2)将手轮在零位前后缓慢转动，同时从目镜观察坐标图像，直至清晰。
　　(3)如手轮刻度正对零位，则零位正确，无需校正。
　　(4)如手轮刻度与零位偏差，则需加以校正。

　　仪器调整好后，将散光镜片置于焦度计的镜片工作台上，这时，焦度计所显示的光标图像不能全部清晰，而只是部分清晰，在顶焦度值处于值大的位置时，若旋转镜片一周，在焦度计的视场中会出现两处为清晰而与立体形圆柱相互平行的两根粗实线，这两次出现的粗实线是相互垂直的。那么究竟以哪一组粗实线来确定散光镜片的顶焦度值及轴位呢?

　　具体操作步骤如下:
　　(1)将被测散光镜片置于顶焦度计的镜片工作台上。
　　(2)转动顶焦度计测量手轮，直到能清晰看到由明亮短线组成的圆筒形光斑。
　　(3)调节镜片工作台的高低和左右移动镜片，使被测散光镜片的光学中心位于目镜分划板中心。
　　(4)打开镜片压紧圈导杆的按钮，使固定镜片的接触圈压紧镜片。
　　(5)转动顶焦度计测量手轮及柱面散光轴位角测量手轮，使某一方向筒形斑清晰，读出顶焦度读数为M1。相对应的轴位读数为A1。
　　(6)转动顶焦度测量手轮，使另一方向筒形光斑清晰，读出顶焦度读数为M2。相对应的轴位读数为A2。

　　写出结果
　　1.M2为球面顶焦度，(M1-M2)为柱面顶焦度，A1为柱镜的轴位方向。即
　　M2DS+(M1-M2)DC×A1 (1)
　　2.或M1为球面顶焦度，(M2-M1)为柱面顶焦度，A2为柱镜的轴位方向。即 M1DS+(M2-M1)DC×A1 (2)

　　细心分析这两组公式，就可以找出一个规律来。这就是任何一片散光镜片，都有两组符号度数书写，从一组符号度数书写变为另一组符号度数书写，只要将带符号的球镜和柱镜度数相加，代数和就是新球镜的符号和度数，而原来的柱镜保留度数改变符号即为新柱镜的符号度数。

　　新轴位，若原轴位小于等于90°的加90°，大于90°的减90°。即A1、A2互为90°。

一、系统故障的基本分析方法

　　1.在分析故障前，要比较透彻地了解有关控制系统的工艺生产过程、工艺情况及特殊条件，了解控制系统的设计方案、设计意图、系统结构特点、控制器参数要求、各种仪表的性能特点等。

　　2.在分析和检查故障之前，还要向现场操作人员了解生产的负荷、原料等是否有变化，再对仪表的记录曲线进行综合分析，以初步确定故障原因和故障所在。

　　3.如果仪表记录曲线呈直线而不变化，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线，这种情况下，故障很可能是在仪表部分。因为记录仪表的灵敏度较高，参数的变化应该能反映出来。此时可人为改变工艺条件(参数)，如果记录曲线仍不响应，则大致能断定是仪表系统出了问题。

　　4.我们观察记录曲线时，发现记录曲线发生突变或记录指针突跳至大或小位置上，此时的故障也常在仪表部分。

　　5.问题出现以前，仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律，或使系统难以控制，甚至连手操作也不能控制，此时故障可能是在工艺生产部分。

　　6.当我们发现控制室显示仪表不正常时，可以去现场观察同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。

　　总之，分析故障原因时，除了要考虑到测量显示仪表系统外，还特别要注意被控对象特性的变化和控制阀特性的变化，这些都可能是出现系统故障的原因。所以要从仪表系统和工艺系统两个方面综合考虑，仔细分析、检查。

　　二、工业过程控制系统的故障分析

　　1.温度控制系统
　　需特别注意两点:一是系统普遍采用电动仪表，二是系统的滞后往往较大。
　　(1)如果记录仪表突然变到大或小时，常为仪表故障。因为温度系统滞后较大，不会发生突变。此时的故障原因常常是热电偶或热电阻引线断路、放大器失灵等。

　　(2)记录仪表指针出现快速振荡现象时，常为仪表PID参数整定不当等原因。

　　(3)记录仪指针出现大幅度波动，可能是由于工艺上工况有大的变化引起的；如当时工况上无大的变化，则常为仪表本身原因。此时可将控制器切换到手动操作，若波动大大减小，则为控制器本身故障，否则是记录仪放大器故障。

　　(4)控制器输出漂移或输出电流突然变为大或小，而同时温度记录值却无大的变化，常为控制器的放大器故障，或是输出回路有故障。

　　(5)当我们观察到控制器的输出电流回不到零点上，或在较大反偏差时输出反而增大时，考虑故障是否出在控制器本身，然后再考虑其他原因。

　　2.压力控制系统

　　下面以蒸汽压力自动控制系统为例来分析和判断故障。
　　(1)如果蒸汽管路压力记录突然降至零而安全阀起跳时，此时是仪表出现故障。这种故障一般发生在引压管到记录仪表之间。控制阀开度发生突变，引起蒸汽压力骤增而记录仪无反应，这时可先转入手动遥控控制阀，再处理系统仪表故障。

　　(2)蒸汽管路的压力记录值没有规定值，而安全阀起跳，这时可互相对照其他相关仪表(特别是该蒸汽系统温度指示值)。如果各点温度正常，证明安全阀没有调整好。如果各点温度升高，则是压力记录值低于真实压力，应检修仪表。

　　(3)观察压力波动时，发现压力示值有快速振荡现象，这时要从控制器参数整定值及非仪表方面查找原因。

　　(4)当发现压力波动较大，但较缓慢时，建议从生产工艺上查找原因。

　　(5)生产中负荷、加料、温度等起变化以及操作不正确时，均会引起设备内的压力变化，这时应从工艺操作上查找原因。

　　(6)平时要做到对每个仪表的压力波动情况心中有数，能分清是正常还是非正常情况，或能参照其他工艺参数情况做出正确判断。

　　3.流量控制系统
　　(1)流量记录值达到小时，则应检查现场一次仪表，如果正常，则是二次表出现故障。当现场一次仪表也指示小，再观察控制阀开度，若开度为零，则常为控制器到控制阀仪表之间的故障造成的。当一次仪表指示小，但控制阀开度正常，故障原因可能为:系统压力不够、泵堵、管路结晶以及操作失误等。若故障是仪表方面时，原因可能有:孔板检测时正引压管堵、变送器正压室漏、转子流量计转子卡在下部、椭圆齿轮流量计齿轮卡死或过滤网堵等。

　　(2)当流量记录值达到大时，则一次仪表也常常会指示大。此时可手动遥控控制阀，如果流量能降下来，则一般为工艺工况原因造成。若流量值降不下来，则可能为仪表方面的原因。

　　(3)如果流量波动较频繁，我们可将控制切换到手动，如波动仍频繁，则一般为工艺方面的原因。如果波动减少，则常是仪表方面原因或控制器参数整定不合适。

　　4.液位控制系统
　　(1)液位记录值变到大或小时，我们可检查一次仪表，如一次仪表正常，则为二次仪表故障。如二次仪表正常，则可手操控制阀检查液面指示是否有变化，若有变化，一般为工艺方面原因；若无变化，则很有可能是仪表方面的故障。

　　(2)带负迁移的仪表指示值若变到大，则可能是负压侧出现泄漏现象。如果由气相直接引到负压室的仪表指示值变到小时，可能是负压侧等液罐中液体上升过高，应及时排出。

　　(3)记录指针出现很快地波动现象，可能是控制器参数整定不合适、一次仪表振荡或仪表信号管路等故障。如波动较缓慢，常为工艺工况方面原因造成的故障。

　　以上只是简单介绍了常见的单控制系统的故障分析，而实际上化工过程中各参数间是密切联系、相互影响和依赖的，当几个系统同时投运后，则可能出现各系统间的相互干扰。这一问题可以从工艺合理性上考虑解决，也可以从设计复杂控制系统或引进控制方案等方面加以解决。