摘 要:隨著工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高，壓力變送器在生產(chǎn)線智能控制過程中對(duì)壓力、壓差、液位和流量的測量控制應(yīng)用越來越廣泛，但因其安裝使用不正確，導(dǎo)致測量的不準(zhǔn)確對(duì)企業(yè)生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制影響極大，對(duì)故障處理分析在檢校過程中顯得非常重要。
一、壓力變送器工作原理
壓力變送器按其受壓室個(gè)數(shù)可分為單腔室壓力測量（一般壓力變送器）和雙腔室差壓測量（差壓力變送器）兩種。
1、一般用得較多的單壓測量壓力變送器工作原理是來自導(dǎo)壓管的壓力直接作用于單室受壓腔內(nèi)受壓膜片（感壓單元）上，受壓膜片接收外來作用壓力后膜片變形，從而改變壓膜片的電阻，通過采樣電路采集壓膜片電阻的變化進(jìn)行信號(hào)放大，由信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，輸出線性函數(shù)電流、電壓或壓力信號(hào)，它被廣泛地應(yīng)用于各種壓力管路的壓力測量，測量范圍從幾kPa的低壓測量到幾百M(fèi)Pa的高壓測量。
2、差壓變送器一般用于低微壓測量，目前主要用于液位測量和流量測量方面，其工作原理是來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用在變送器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)到測量元件上，測量元件將測量得到的差壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。壓力變送器由于它輸出的電信號(hào)與輸入的壓力值成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此能夠方便準(zhǔn)確的顯示每一個(gè)測壓點(diǎn)的壓力值，或者通過差壓兩室的壓力之差來計(jì)算液位高度或流過管路液體或氣體流量大小。同時(shí)只要受壓膜片的測量精度能夠達(dá)到一定的要求，那么就很容易提高#終測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。
二、差壓變送器故障分析實(shí)例
在某個(gè)酸化壓裂實(shí)驗(yàn)室擁有一臺(tái)裂縫導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)的差壓變送器初次檢定示值超差，經(jīng)檢查差壓變送器本身是合格的、其原因是差壓變送器#初的安裝位置在機(jī)柜的底部，而系統(tǒng)的導(dǎo)流室與泄壓的導(dǎo)管都在差壓變送器的上部。檢校人員在現(xiàn)場對(duì)該差壓變送器高端加壓，低端疏空，形成壓差進(jìn)行地衣次直接加壓檢測，發(fā)現(xiàn)其示值誤差超差。在查找系統(tǒng)不合格的原因時(shí)，通過拆除該變送器高低壓腔室連接管線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)管線內(nèi)有試驗(yàn)液流出，后取下檢測接頭仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)該變送器兩高低壓力腔內(nèi)均殘留有試驗(yàn)液。
經(jīng)過分析，該系統(tǒng)的工作原理是在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下模擬井下壓力，導(dǎo)流室中支撐劑層注入的試驗(yàn)液，通過各種傳感器（壓力變送器）對(duì)每一閉合壓力下的裂縫寬度、壓差等進(jìn)行計(jì)量,比較裂縫支撐劑對(duì)不同壓力液的導(dǎo)流能力，對(duì)各種支撐劑壓裂液進(jìn)行性能對(duì)比，壓裂作業(yè)的增產(chǎn)效果與支撐裂縫的導(dǎo)流能力密切相關(guān)，導(dǎo)流能力取決于裂縫的寬度和裂縫閉合后支撐劑的滲透率。裂縫導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)對(duì)不同的支撐劑在壓裂作業(yè)進(jìn)行優(yōu)選和質(zhì)量控制測試，也可對(duì)工作液（壓裂液）對(duì)裂縫導(dǎo)流能力傷害情況作出評(píng)價(jià)。由于該變送器位置在測壓系統(tǒng)的導(dǎo)流室與泄壓的導(dǎo)管之下，完成實(shí)驗(yàn)后的試驗(yàn)液經(jīng)導(dǎo)流室再次回流到差壓力變送器高低壓腔室及管路內(nèi)，就造成以前實(shí)驗(yàn)殘留的液體無法從變送器高低腔內(nèi)順利排出，此時(shí)殘留的試驗(yàn)液對(duì)差壓變送器的兩腔仍保留余壓，由于差壓變送器所測的壓力值較小，因此殘留在管路中的試驗(yàn)液加在兩腔中的余壓對(duì)#終的壓力顯示值影響較大，如果按常規(guī)檢測方法，事先對(duì)差壓變送器輸出顯示儀表的壓力值進(jìn)行清零再進(jìn)行檢測，實(shí)際上此時(shí)的零位是“假零位”，將會(huì)極大的影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度，只有在差壓力變送器高低壓腔內(nèi)沒有任何余壓影響的情況下對(duì)差壓力變送器輸出顯示儀表的壓力值進(jìn)行清零再檢測，此時(shí)才算是實(shí)現(xiàn)了真正意義上的零位調(diào)整，這時(shí)得到的檢測結(jié)果才是真實(shí)有效的，這也是地衣次檢測不合格的真正原因。
三、故障處理
通過這次對(duì)該測試系統(tǒng)差壓力變送器的檢測、流程以及差壓變送器測壓管路系統(tǒng)走向的了解，在此檢校人員向壓裂實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備生產(chǎn)廠家提出了關(guān)于差壓變送器安裝位置的技改建議，并說明了技改的必要性及原因，建議設(shè)備生產(chǎn)廠把以往安裝在機(jī)柜底部的差壓變送器重新安裝到導(dǎo)流室測量壓差的平面板上，泄壓接口朝下，這樣既能保證對(duì)導(dǎo)流室的壓差測量基本處于同一水平面，又避免導(dǎo)流室的實(shí)驗(yàn)液在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后回流到差壓變送器的高低壓腔內(nèi)顯示窗口顯示“假零位”導(dǎo)致該裂縫導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)據(jù)不真實(shí)，在檢定人員檢定裂縫導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)時(shí)示值不合格。 經(jīng)過裂縫導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)生產(chǎn)廠對(duì)測壓管路系統(tǒng)的技術(shù)改造后和經(jīng)檢校人員用橡膠吸球把差變高低壓腔內(nèi)的液體吸干并進(jìn)行清理，確保腔內(nèi)沒有液體，然后再對(duì)差變信號(hào)輸出的二次顯示儀表進(jìn)行清零。經(jīng)檢校人員對(duì)裂縫導(dǎo)流能力測試系統(tǒng)多次測量檢測結(jié)果非常穩(wěn)定、真實(shí)一致，從而證明檢校人員的分析是非常正確的合理的。
四、結(jié)束語
綜上所述，對(duì)微壓測量的差壓力變送器在選取測壓接口、安裝位置高低方面顯得至關(guān)重要，它在實(shí)際測量中對(duì)其測量結(jié)果影響極大。當(dāng)前的計(jì)量檢測工作，不僅只是完成計(jì)量器具的常規(guī)檢校，更重要的是在計(jì)量檢測過程中能夠更多的了解所涉及設(shè)備的工作原理和測量方法，并提出合理化的建議，從而幫助企業(yè)在生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)過程中得到更加準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，以提升其生產(chǎn)工藝質(zhì)量和水平，這樣才能逐步實(shí)現(xiàn)將計(jì)量測試嵌入到產(chǎn)品研發(fā)、制造、質(zhì)量提升、全過程工藝控制中，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵量準(zhǔn)確測量與實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，并#終完成構(gòu)建產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試服務(wù)體系的任務(wù)。
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