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壓力變送器的工作原理和常見故障的診斷和解析

發(fā)表時間:2019-04-21|? 聯(lián)系電話:15601403222 、 13915181149

        壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中*為常用的一種傳感器, 其**應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。壓力變送器是壓力檢測系統(tǒng)的重要組成部分。由各種壓力敏感元件將被測氣體或液體的壓力信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(4-20mA),以供給顯示儀表進(jìn)行二次測量,顯示壓力值。目前鄭州分公司普遍使用的是智能壓力變送器,智能壓力變送器以微處理器為核心,以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),具有準(zhǔn)確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好、能進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊、能夠進(jìn)行現(xiàn)場組態(tài)、能與PLC 進(jìn)行數(shù)字通訊等特點(diǎn)。隨著工業(yè)的發(fā)展,壓力變送器的應(yīng)用越來越**, 在應(yīng)用的過程中出現(xiàn)的問題也就越來越多, 因安裝、使用和維護(hù)人員的技術(shù)的差異,也造成了出現(xiàn)問題不能及時的進(jìn)行維修,對生產(chǎn)以及安全造成了極大的隱患。本文就從現(xiàn)場的維護(hù)維修的目的出發(fā),根據(jù)壓力變送器常見的問題,提出自己的一些體會,希望對現(xiàn)場的維修人員有所幫助。

 
1、工作原理
       在油氣管道中采用的是智能式壓力變送器,智能式壓力變送器主要有電容式壓力變送器和擴(kuò)散硅式壓力變送器兩種類型。
 
1.1 電容式壓力變送器
       測量膜盒內(nèi)充以填充液(硅油),中心感應(yīng)膜片(可動電極)1和其兩邊弧形固定電極分別形成電容 C1 和 C2,?當(dāng)被測壓力加在測量側(cè) 3 的隔離膜片 4 上后,通過腔內(nèi)填充液的液壓傳遞,將被測壓力引入到中心感應(yīng)膜片,使中心感應(yīng)膜片產(chǎn)生位移,因而使中心感應(yīng)膜片與兩邊弧形固定電極的間距不再相等, 從而使C1 和 C2 的容量不再相等,通過轉(zhuǎn)換部分的檢測和放大,轉(zhuǎn)換為4-20mA 的直流電流信號輸出。
焊接密封圈
       1 一中心感應(yīng)膜片(可動電極);2 一固定電極;3 一測量側(cè); 4一隔離膜片
 
1.2 擴(kuò)散硅式壓力變送器
       v 以 N 型單晶硅膜片作敏感元件, 通過擴(kuò)展雜質(zhì)使其形成四個 P 型電阻,并組成電橋。 當(dāng)膜片受力后,由于半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng),電阻值發(fā)生變化,使電橋有相應(yīng)輸出。
 擴(kuò)散硅式壓力傳感器
       當(dāng)介質(zhì)的壓力信號作用于傳感器時, 壓力傳感器就將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號, 經(jīng)差分放大和輸出放大器放大, *后經(jīng)V/A 電壓電流轉(zhuǎn)換成與被測介質(zhì)的壓力成線性對應(yīng)關(guān)系的4-20mA 標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號。
 
2、應(yīng)用中的故障判斷及分析
       壓力變送器大部分故障都是在安裝和使用不當(dāng)造成的,歸納起來有以下方面。
*、一次元件堵塞或安裝形式不對,取壓點(diǎn)不合理;
第二、變送器過程法蘭中有雜物,造成測量死區(qū);
第三、變送器接線不正確,電壓過高或過低,線路虛接;
第四、安裝方式和現(xiàn)場環(huán)境要求技術(shù)不符。 根據(jù)油氣管道 ADA 系統(tǒng)壓力變送器常見故障現(xiàn)象的分析、判斷和處理經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了以下故障和分析解決過程,僅供參考。
 
2.1 站控機(jī)上無指示
(1)可能電源保險(xiǎn)燒斷,檢查電源保險(xiǎn),更換新的。
(2)可能儀表電纜接地,檢查儀表電纜,排除接地故障。
(3)可能儀表防爆接線盒內(nèi)進(jìn)水了,排除盒內(nèi)積水,并加固密封。
(4)使用有 Hart 功能的手操器連接變送器,如果連接不上(連接正確,設(shè)備完好),變送器模塊損壞,更換變送器變送模塊。
(5)可能計(jì)算機(jī)模件通道有故障,由工藝告訴計(jì)算機(jī)處理。
(6)可能供電電壓太低,檢查電路,排除其相應(yīng)故障。
(7)可能儀表電源正負(fù)極接反,檢查并改正接線。
(8)可能儀表輸出超量程過大,排除其故障。
 
2.2 現(xiàn)場儀表指示正常,但站控機(jī)指示偏低
(1)可能儀表電纜負(fù)極接地,檢查儀表電纜,排除接地故障。
(2)可能儀表本身負(fù)極有接地故障,檢查儀表負(fù)極接線端子,排除其接地故障,或更換新儀表。
(3)可能 PLC、站控機(jī)與儀表量程設(shè)定不一致,檢查、核對儀表和 PLC 掌控機(jī)的設(shè)定量程。
 
2.3 儀表指示不準(zhǔn)
(1)可能零位不準(zhǔn)或漂移,重新調(diào)整零位,并檢查是否零漂。
(2)未帶沖洗軸的儀表,可能正負(fù)引壓管、膜盒出有雜質(zhì)堵塞,疏通并把雜質(zhì)排放干凈;帶沖洗軸的儀表,可能正負(fù)引壓管、膜盒出有重雜質(zhì)堵塞,打沖洗軸或用打壓泵疏通;帶反吹掃的儀表,可能正負(fù)引壓管、膜盒出有雜質(zhì)堵塞,反吹掃系統(tǒng)有些堵,疏通并把雜質(zhì)排放干凈。
(3)可能引壓管、三閥組等各接頭處有滲漏,檢查漏電并處理。
(4)可能量程不準(zhǔn),重新校驗(yàn)儀表。
(5)可能供電電壓偏低,檢查電路,排除其相應(yīng)故障。
(6)可能站控機(jī)與儀表量程設(shè)定不一致,檢查、核對儀表和PLC 掌控機(jī)的設(shè)定量程。
 
2.4 儀表變化不靈敏
(1)可能阻尼過大,調(diào)整阻尼。
(2)可能引壓管、膜盒出有重雜質(zhì)堵塞,疏通并把雜質(zhì)排放干凈。
(3)可能調(diào)節(jié)閥動作不靈敏,檢查并處理好調(diào)節(jié)閥故障。
 
2.5 儀表波動較大
(1)可能阻尼過小,調(diào)整阻尼。
(2)可能工藝本身波動,和工藝一起確認(rèn)。
(3)可能 PID 參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng),協(xié)助工藝調(diào)整 PID 參數(shù)。
 
3、壓力變送器的日常維護(hù)
(1)防止渣滓在導(dǎo)管內(nèi)沉積。
(2)導(dǎo)壓管應(yīng)安裝在溫度波動小的地方。
(3)首先應(yīng)當(dāng)防止壓力變送器與腐蝕性或過熱的介質(zhì)接觸。
(4)測量液體壓力時,取壓口應(yīng)開在流程管道的側(cè)面,以避免沉積積渣。
(5)測量液體壓力時,壓力變送器的安裝位置應(yīng)避免液體的沖擊,以免壓力變送器過壓損壞。
(6)接線時,將電纜穿過防水接頭或繞性管并擰緊密封螺帽,以防雨水等通過電纜滲漏進(jìn)變送器殼體內(nèi)。
(7)冬季發(fā)生冰凍時,安裝在室外的壓力變送器必須采取防凍措施,避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹,導(dǎo)致傳感器損失。
(8)冬季發(fā)生冰凍時,安裝在室外的變送器必須采取防凍措施,避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹,導(dǎo)致傳感器損失。
(9)測量氣體壓力時,取壓口應(yīng)開在流程管道**,并且壓力變送器也應(yīng)安裝在流程管道上部,以便積累的液體容易注入流程管道中。
 
4、結(jié)語
在工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)達(dá)的今天,壓力變送器在工業(yè)控制當(dāng)中扮演著重要的角色,參與了工業(yè)監(jiān)視和控制,因此,對壓力變送器故障的準(zhǔn)確判斷,有助于生產(chǎn)的盡快恢復(fù),同時也是安全生產(chǎn)的巨大保障

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