壓力變送器的故障診斷及解析

摘要:本文介紹了壓力變送器的工作原理和常見(jiàn)故障的診斷和解析。依據日常的維修經(jīng)驗,給出了一些故障處理過(guò)程和處理方法,有助于日后壓力變送器現場(chǎng)故障的快速解決。
       壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。壓力變送器是壓力檢測系統的重要組成部分。由各種壓力敏感元件將被測氣體或液體的壓力信號轉換成標準的電流信號(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，以數字技術(shù)為基礎,具有精度高、可靠性高、穩定性好、能進(jìn)行遠程通訊、能夠進(jìn)行現場(chǎng)組態(tài)、能與PLC進(jìn)行數字通訊等特點(diǎn)。隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,壓力變送器的應用越來(lái)越廣泛，在應用的過(guò)程中出現的問(wèn)題也就越來(lái)越多，因安裝、使用和維護人員的技術(shù)的差異,也造成了出現問(wèn)題不能及時(shí)的進(jìn)行維修,對生產(chǎn)以及安全造成了極大的隱患。本文就從現場(chǎng)的維護維修的目的出發(fā),根據壓力變送器常見(jiàn)的問(wèn)題,提出自己的一些體會(huì ),希望對現場(chǎng)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散硅式壓力變送器兩種類(lèi)型。
1.1電容式壓力變送器
       測量膜盒內充以填充液(硅油),中心感應膜片(可動(dòng)電極)1.和其兩邊弧形固定電極分別形成電容C1和C2,當被測壓力加在測量側3的隔離膜片4上后,通過(guò)腔內填充液的液壓傳遞,將被測壓力引入到中心感應膜片,使中心感應膜片產(chǎn)生位移,因而使中心感應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(guò)轉換部分的檢測和放大,轉換為420mA的直流電流信號輸出。

1一中心感應膜片(可動(dòng)電極);2一固定電極;3一測量側;4一隔離膜片
1.2擴散硅式壓力變送器
       v以N型單晶硅膜片作敏感元件，通過(guò)擴展雜質(zhì)使其形成四個(gè)P型電阻,并組成電橋。當膜片受力后,由于半導體的壓阻效應，電阻值發(fā)生變化,使電橋有相應輸出。

       當介質(zhì)的壓力信號作用于傳感器時(shí)，壓力傳感器就將壓力信號轉換成電信號，經(jīng)差分放大和輸出放大器放大，最后經(jīng)V/A電壓電流轉換成與被測介質(zhì)的壓力成線(xiàn)性對應關(guān)系的4-20mA標準電流輸出信號。
2、應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造成的，歸納起來(lái)有以下方面。第一、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(guò)程法蘭中有雜物,造成測量死區;第三、變送器接線(xiàn)不正確,電壓過(guò)高或過(guò)低,線(xiàn)路虛接;第四、安裝方式和現場(chǎng)環(huán)境要求技術(shù)不符。根據油氣管道SCADA系統壓力變送器常見(jiàn)故障現象的分析、判斷和處理經(jīng)驗,總結了以下故障和分析解決過(guò)程,僅供參考。.
2.1站控機.上無(wú)指示
(1)可能電源保險燒斷,檢查電源保險,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(xiàn)盒內進(jìn)水了,排除盒內積水,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,設備完好),變送器模塊損壞,更換變送器變送模塊。
(5)可能計算機模件通道有故障,由工藝告訴計算機處理。
(6)可能供電電壓太低,檢查電路,排除其相應故障。
(7)可能儀表電源正負極接反,檢查并改正接線(xiàn)。
(8)可能儀表輸出超量程過(guò)大,排除其故障。
2.2現場(chǎng)儀表指示正常,但站控機指示偏低
(1)可能儀表電纜負極接地,檢查儀表電纜,排除接地故障。
(2)可能儀表本身負極有接地故障,檢查儀表負極接線(xiàn)端子,排除其接地故障,或更換新儀表。
(3)可能PLC、站控機與儀表量程設定不一致,檢查、核對儀表和PLC掌控機的設定量程。
2.3儀表指示不準
(1)可能零位不準或漂移,重新調整零位，并檢查是否零漂。
(2)未帶沖洗軸的儀表,可能正負引壓管、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,可能正負引壓管、膜盒出有雜質(zhì)堵塞,反吹掃系統有些堵,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，重新校驗儀表。
(5)可能供電電壓偏低,檢查電路,排除其相應故障。
(6)可能站控機與儀表量程設定不一致,檢查、核對儀表和
PLC掌控機的設定量程。
2.4儀表變化不靈敏
(1)可能阻尼過(guò)大，調整阻尼。.
(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)可能調節閥動(dòng)作不靈敏,檢查并處理好調節閥故障。
2.5儀表波動(dòng)較大
(1)可能阻尼過(guò)小,調整阻尼。
(2)可能工藝本身波動(dòng),和工藝一起確認。
(3)可能PID參數調節不當,協(xié)助工藝調整PID參數。
3、壓力變送器的日常維護
(1)防止渣滓在導管內沉積。
(2)導壓管應安裝在溫度波動(dòng)小的地方。
(3)首先應當防止壓力變送器與腐蝕性或過(guò)熱的介質(zhì)接觸。
(4)測量液體壓力時(shí),取壓口應開(kāi)在流程管道的側面,以避免沉積積渣。
(5)測量液體壓力時(shí),壓力變送器的安裝位置應避免液體的沖擊,以免壓力變送器過(guò)壓損壞。
(6)接線(xiàn)時(shí),將電纜穿過(guò)防水接頭或繞性管并擰緊密封螺帽，以防雨水等通過(guò)電纜滲漏進(jìn)變送器殼體內。
(7)冬季發(fā)生冰凍時(shí),安裝在室外的壓力變送器必須采取防凍措施,避免引壓口內的液體因結冰體積膨脹,導致傳感器損失。
(8)冬季發(fā)生冰凍時(shí),安裝在室外的變送器必須采取防凍措施,避免引壓口內的液體因結冰體積膨脹,導致傳感器損失。
(9)測量氣體壓力時(shí),取壓口應開(kāi)在流程管道頂端,并且壓力變送器也應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、結語(yǔ);
       在工業(yè)現代化發(fā)達的今天,壓力變送器在工業(yè)控制當中扮演著(zhù)重要的角色,參與了工業(yè)監視和控制,因此,對壓力變送器故障的正確判斷,有助于生產(chǎn)的盡快恢復,同時(shí)也是安全生產(chǎn)的巨大保障。