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壓力變送器的故障診斷以及工作原理分析

作時間:2018-05-15  來源:  作者:
   

       摘要:作為工業(yè)實踐中#重要的一種傳感器,壓力變送器在石油行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,而且隨著技術(shù)的發(fā)展,壓力變送器的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣闊。壓力變送器可以實現(xiàn)對氣體、液體等壓力信號的轉(zhuǎn)換,將其轉(zhuǎn)換為4一20 mA的電流信號,二次儀表就可以進(jìn)行測量、指示和調(diào)節(jié)。目前我國壓力變送器的發(fā)展比較成熟,在工業(yè)中取得了良好的應(yīng)用效果,但是在實際生產(chǎn)中仍然遇到各種各樣的問題,不利于生產(chǎn)的正常運行。壓力變送器的診斷和維護(hù)是一項重要的工作,只有正確使用和維護(hù)壓力變送器才能確保設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。主要介紹了壓力變送器的工作原理,討論了壓力變送器的故障分析方法,#后提出了壓力變送器故障診斷維修的幾種方法。raK壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
前言
        壓力變送器的應(yīng)用范圍越來越廣泛,使用過程中需要解決的問題也逐漸凸顯出來,這就要求具有高水平的安裝、使用和維護(hù)技術(shù)人員,掌握正確的使用方法,在使用過程中,能夠及時診斷故障并采取措施,有效排除壓力變送器的故障,確保設(shè)備的正常運行。
 
1、壓力變送器的工作原理
        壓差變送器測量系統(tǒng)的安裝包括三個部分,即導(dǎo)壓管的敷設(shè)、電氣信號電纜的敷設(shè)以及壓差變送器的安裝。在壓力變送器工作過程中,通過隔離膜片和硅油將介質(zhì)的壓力傳送給中心的測量膜片,雙側(cè)隔離膜片上會受到來自于雙側(cè)導(dǎo)壓管的壓差,在這里測量膜片發(fā)揮彈性元件的功能,在壓差的作用下發(fā)生變形。測量膜片的位移和壓差之間存在正比例關(guān)系,而且在膜片位移的影響下,差動電容器的電容量也會隨之變化,測量電路將其轉(zhuǎn)換為4一20 mA的直流電流信號。
圖1為壓力變送器的測量原理示意。
壓力變送器工作原理示意圖 
        以1151型變送器為例進(jìn)行分析,該型號壓力變送器沒有中心軸,固定極板是球面,而且該變送器具有對稱的兩室結(jié)構(gòu)。當(dāng)完成玻璃與金屬胚體燒
結(jié)工作后,形成一個球形的凹面。#后在玻璃表面鍍一層金屬薄膜,這樣一個固定的極板就形成了。兩個固定極板之間,焊接測量膜片,進(jìn)而形成了一個活動式的極板。處于固定極板外側(cè)的隔離膜片負(fù)責(zé)傳遞來自硅油的壓力。當(dāng)膜片受到壓力作用時,就會傳送到測量膜片,在壓力作用下測量膜片發(fā)生變形,進(jìn)而導(dǎo)致電容活動極板和球面固定極板的相對位置也發(fā)生變化,電容發(fā)生改變,在電機(jī)線路的作用下將其轉(zhuǎn)換為4一20 mA的直流電信號。若存在過電壓時,shou先得到保護(hù)的是測量膜片,貼合在球面固定極板上。發(fā)生過電壓時,隔離膜片完全貼到固定極板上,轉(zhuǎn)換部分的功能主要是標(biāo)準(zhǔn)電信號的轉(zhuǎn)換,并對信號進(jìn)行調(diào)整。電流控制放大器、電流轉(zhuǎn)換器、振蕩器、電壓調(diào)節(jié)器等共同組成了轉(zhuǎn)換電路,原理框圖見圖2。
 壓力變送器兩室結(jié)構(gòu)示意圖
2、壓力變送器的故障分析方法
        在測量壓力變送器時,往往會出現(xiàn)一些不可預(yù)見的故障,這就需要具有經(jīng)驗的人員進(jìn)行及時的分析和處理。目前對于壓力變送器的故障診斷和維護(hù),我們常用的方法主要有調(diào)查法和直觀法。
 
2.1調(diào)查法
        結(jié)合變送器的實際工作情況,分析可能造成故障的原因,如故障發(fā)生前是否出現(xiàn)過打火、冒煙、供電變化、誤操作等。
 
2.2觀察法
        通過觀察變送器的外部損傷情況,導(dǎo)壓管是否存在泄露、回路溫度是否正常以及供電開關(guān)是否處于正常狀態(tài)。shou先可以通過斷路檢測來進(jìn)行故障判斷,將可能存在故障的部分隔離出來,在去掉可疑部分后,故障消失,則故障就可以確定出來,如果仍然存在故障,根據(jù)故障類型進(jìn)行下一步診斷。例如,當(dāng)變送器無法遠(yuǎn)程通訊時,從表體上將電源斷開,重新加人新的電源試驗,查看電纜是否疊加電磁信號使得通訊受到干擾。短路測試也是壓力變送
器故障診斷中常用的一種方法,在確保安全的情況下,選擇將此部分回路短路,觀察壓力變送器的輸出值,如果輸出值變小,則斷開導(dǎo)壓管,從一次取壓閥外直接將壓差信號引人變送器的兩側(cè),通過變送器輸出情況來判斷導(dǎo)壓管的連通性。還有一種常用的診斷變送器的方法,即替換檢測法川。替換檢測法就是將可能出現(xiàn)故障的部件進(jìn)行更換,如果更換后故障消失則證明該處是故障點。分部檢測法是在分割成若干部分之后再對每一個部分進(jìn)行故障的排查,由簡至繁,使診斷范圍縮小,便于鎖定故障位置。
 
3、壓力變送器常見的故障類型
        壓力變送器故障通常是由現(xiàn)場使用和安裝方法不當(dāng)造成的,例如變送器接線錯誤,電源電壓不符合要求、充液管內(nèi)清潔度不夠、一次元件堵塞、指示表頭與儀表接線端子接觸不良等。
 
3.1變送器無輸出
        當(dāng)壓力變送器無輸出時,shou先檢查變送器電源接線是否正確,如果電源接線沒有問題,接下來測量變送器的供電電源,是否有24 V直流電壓,要求變壓器電源電壓#小12 V。如果變送器是帶表頭的,則先將表頭的兩根線短路,如果故障消失,則說明表頭存在故障。
 
3.2信號輸出不穩(wěn)定
        如果在壓力不變的情況下,變送器輸出信號值出現(xiàn)跳動現(xiàn)象,shou選排除壓力源的不穩(wěn)定,之后檢查傳感器自身震動是否正常,傳感器抗干擾能力是否滿足要求,變壓器是否存在間歇性短路或開路現(xiàn)象;檢查各個穩(wěn)壓二極管、電路板焊接是否牢固、測試振蕩頻率是否穩(wěn)定。
 
3.3瓦斯壓力變送器指示值偏高
        如果用壓力變送器測量管道內(nèi)的瓦斯時,出現(xiàn)指示值偏高情況,shou先檢查儀表的零點是否穩(wěn)定、是否存在零點漂移現(xiàn)象。檢查瓦斯氣體是否干燥,如果存在冷凝液則會使指示值偏高。如果管內(nèi)全部是氣體,那么管內(nèi)的壓力與變送器的壓力相等,如果管內(nèi)氣體有水汽,就使得變送器信號壓力大于管道壓力,則變送器輸出電流要大于實際值。要解決這一問題,需要在引壓管底端安裝冷凝器(2]0
 
3.4導(dǎo)壓管泄露
        當(dāng)導(dǎo)壓管出現(xiàn)泄露時,檢查電信號回路工作是否正常,如果變送器檢定正常,則考慮是否是導(dǎo)壓的問題,如果正導(dǎo)壓管存在焊接不良,則進(jìn)行補(bǔ)焊
處理。如果是正壓導(dǎo)管發(fā)生堵塞,實際流量減小,管道內(nèi)的靜壓也會下降,這時變送器輸出值不穩(wěn)定。當(dāng)流量增加時,影響變送器的輸出。為了避免導(dǎo)管堵塞,要及時對正壓管進(jìn)行清理,定期對機(jī)制粘稠、帶顆粒物情況進(jìn)行檢測。
 
3.5氣液兩相壓差波動過大
        當(dāng)負(fù)壓側(cè)汽液相并存時,則變送器測量值會出現(xiàn)波動,不能顯示工況的實際液位。這時可以考慮將單法蘭變送器更換為雙法蘭壓差變送器。在普通變送器中被測介質(zhì)經(jīng)過導(dǎo)壓管進(jìn)人變送器測量室。法蘭壓差變送器物理性能穩(wěn)定,不需要加灌隔離液以及冷凝器等輔助設(shè)備,所以其測量精度更高,而且減少了維護(hù)工作量。但是在選用雙法蘭變送器時,要對其測量范圍,測量精度、靜壓誤差以及零點漂移量等進(jìn)行檢查;在安裝完畢后,對上述參數(shù)進(jìn)行復(fù)查;在開啟和停止壓力變送器時,一定要注意避免儀表承受單向靜壓,例如可以采用安裝三閥組件的方法來保護(hù)壓差變送器,并且便于調(diào)理零位。
 
4、結(jié)束語
        壓力變送器在石油化工、工業(yè)自控環(huán)境等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用,壓力變送器的正確使用維護(hù)和故障診斷是確保壓力變送器正常穩(wěn)定工作的關(guān)鍵,這也是使用和維修人員必備的技能。壓力變送器安裝或使用不當(dāng)極易出現(xiàn)故障,而且變送器經(jīng)過長時間的使用后,電子元件和其他器件的性能都會發(fā)生變化,引發(fā)各種問題,變送器測量精度下降,會導(dǎo)致很大的安全隱患,因此研究變送器的故障診斷和維護(hù)是十分有必要的。在實際的診斷維修中,應(yīng)結(jié)合變送器的實際情況以及環(huán)境情況,綜合分析,全面排查。
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