HS-3851  HS-3051差壓變送器故障分析與工作原理

差壓變送器能夠防止管道中的介質(zhì)直接進(jìn)入變送器，感壓膜片與變送器之間靠注滿流體的毛細(xì)管連接起來(lái)。它用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、流量和壓力，然后將其轉(zhuǎn)變成4~20mADC信號(hào)輸出。在廣泛應(yīng)用的今天，差壓變送器也暴露出了很多問(wèn)題，問(wèn)題得不到及時(shí)解決就會(huì)影響生產(chǎn)的進(jìn)行。本文簡(jiǎn)要介紹了差壓變送器的基本原理及使用注意事項(xiàng)，重點(diǎn)介紹了常見差壓變送器故障分析方法及正導(dǎo)壓管泄漏故障。

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，差壓變送器已經(jīng)普遍應(yīng)用于鋼鐵制造、食品衛(wèi)生、化學(xué)化工、造紙等企業(yè)。在應(yīng)用過(guò)程中顯示了流量測(cè)量方面的優(yōu)勢(shì)，差壓變送器日常測(cè)量方式有以下幾種：

1、通過(guò)運(yùn)用壓力差以達(dá)到測(cè)量液體的高度，壓力差是由液體自身重力產(chǎn)生的。

2、與其他元件結(jié)合使用以達(dá)到測(cè)量液休流量的目的，如:可以與節(jié)流元件相結(jié)合，利用節(jié)流元件前后產(chǎn)生的差壓值測(cè)量量液體流量。

3、直接測(cè)量不同管道，罐體液體的壓力差值。應(yīng)用中，差壓變送器的應(yīng)用技術(shù)水平也在不斷提高。當(dāng)然，在應(yīng)用過(guò)程中，也會(huì)偶然發(fā)生故障，故障發(fā)生時(shí)如果維修人員由于水平不夠等原因不能及時(shí)把問(wèn)題解決，就會(huì)在不同程度上影響生產(chǎn)進(jìn)度和儀器的正常使用。由此可見，現(xiàn)場(chǎng)維修人員的作用相當(dāng)重要，這也給現(xiàn)場(chǎng)維修人員提供了不斷提高自身技術(shù)的舞臺(tái)。

HS-3851  HS-3051差壓變送器的原理

設(shè)計(jì)原理：差壓變送器所測(cè)量的結(jié)果是壓力差，即△P=pg△h。而由于油罐往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那么，重量G=△P·S=pg△h·S, S不變，G與△P成正比關(guān)系。即只要準(zhǔn)確地檢側(cè)出△P值，與高度△P成反比，在溫度變化時(shí)，雖然油品體積膨脹或縮小，實(shí)際液位升高或降低，所檢側(cè)到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實(shí)際液位，也可以引人介質(zhì)溫度補(bǔ)償予以解決。

差壓變送器工作原理圖

工作原理：是將一個(gè)空間用敏感元件(多用膜盒》分割成兩個(gè)腔室，分別向兩個(gè)腔宜引人壓力時(shí)，壓力傳感器在兩方壓力共同作用下產(chǎn)生位移(或位移的趨勢(shì))，這個(gè)位移量和兩個(gè)腔室壓力差(差壓)成正比，將這種位移轉(zhuǎn)換成可以反映差壓大小的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。此外，實(shí)際構(gòu)造中，敏感元件的結(jié)構(gòu)，腔室的形式，位移轉(zhuǎn)換的方式，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的格式都有很多種。

HS-3851  HS-3051差壓變送器使用

差壓變送器使用過(guò)程中應(yīng)該注憊以下幾點(diǎn)：

1、切勿用高于36V電壓加到變送器上，導(dǎo)致變送器損壞。

2、被測(cè)介質(zhì)不允許結(jié)冰，否則將損傷傳感器元件隔離膜片，導(dǎo)致差壓變送器損壞，必要時(shí)需對(duì)差壓變送器進(jìn)行溫度保護(hù)，以防結(jié)冰。

3、切勿用硬物碰觸膜片，導(dǎo)致隔離膜片華升儀器性損壞。

4、測(cè)量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使用散熱管，使差壓變送器和管道連在一起，并使用管道上的壓力傳至變壓器。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為水蒸汽時(shí)，散熱管中要注人適量的水，以防過(guò)熱蒸汽直接與差壓變送器接觸，損壞傳感器。

5、在測(cè)量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時(shí)，其溫度不應(yīng)超過(guò)差壓變送器使用時(shí)的極限溫度，高于差壓變送器使用的極限溫度必須使用散熱裝置。

6、在壓力傳輸過(guò)程中，應(yīng)注意：差壓變送器與散熱管連接處，切勿漏氣；開始使用前，如果閥門是關(guān)閉的，則使用時(shí)，應(yīng)該非常小心、緩慢地打開閥門，以免被側(cè)介質(zhì)直接沖擊傳感器膜片，從而損壞差壓傳感器膜片；管路中必須保持暢通，管道中的沉積物會(huì)彈出并損壞傳感器膜片。

HS-3851  HS-3051差壓變送器故障分析

1、直接現(xiàn)察法：很多故障看起來(lái)比較復(fù)雜，但是往往可以憑借維修人員的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)望聞摸聽等直接手段，將問(wèn)題很快解決。如：針對(duì)問(wèn)題的現(xiàn)狀，維修人員可以觀察設(shè)備零部件是否有損壞，詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)操作人員，故障發(fā)生前儀器的運(yùn)行情況(打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修)，聞儀器是否有燒焦的異味，摸一下各個(gè)部件是否松動(dòng)等。

2、逐步排查法：故障發(fā)生后，維修人員發(fā)現(xiàn)，有很多因素都能夠?qū)е略摴收系陌l(fā)生，此時(shí)，維修人員就需要采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行故障的逐步排查，將可能發(fā)生故障的部件與其他部件隔離開，進(jìn)行診斷，如果查到問(wèn)題所在，即可以進(jìn)一步維修，如果查實(shí)故障不屬于該零部件，則要進(jìn)行下一懷疑零件的查詢。如：智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊，可將電源從表體上斷開，用現(xiàn)場(chǎng)另加電源的方法為差壓變送器通電進(jìn)行通訊，以查看電纜是否疊加電磁信號(hào)面干擾通訊。

3、替換零件法：該方法是將懷疑有故障的部位卸下來(lái)，用好的零件替換上，檢查儀器是否正常運(yùn)行。如懷疑差壓變送器電路板發(fā)生故障，可臨時(shí)更換一塊，以確定原因。

HS-3851  HS-3051常見故障分析

差壓變送路的故障類型有很多，零部件的磨損、潤(rùn)滑劑缺乏、導(dǎo)壓管故障等，下面所有故障中比較常見比較典型的導(dǎo)壓管泄漏故障進(jìn)行分析，通過(guò)這一故障的分析，來(lái)進(jìn)一步闡述故障排除的方法和技巧。

問(wèn)題：

以正導(dǎo)壓管泄漏舉例來(lái)分析分析導(dǎo)壓管泄漏出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。某單位某加熱爐儀表控制閥用凈化風(fēng)總管線的流量測(cè)量方式為：節(jié)流孔板+差壓變送器。裝置生產(chǎn)正常時(shí)的用風(fēng)流量基本是穩(wěn)定的，但在后期的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)用風(fēng)流量比正常位下降了很多。

檢查過(guò)程：經(jīng)直接觀察后發(fā)現(xiàn)各電路信號(hào)完好、二次儀表正常運(yùn)行，將差壓變送器送檢定室進(jìn)行標(biāo)定后發(fā)現(xiàn)無(wú)異常。綜合以上基本特征，維修人員初步懷疑導(dǎo)壓管可能出現(xiàn)了故降。認(rèn)真檢查導(dǎo)壓管后發(fā)現(xiàn)正導(dǎo)壓管有泄露現(xiàn)象，原因是焊接處密封不好。于是用專業(yè)焊接工具將導(dǎo)壓管泄露處進(jìn)行補(bǔ)焊，問(wèn)題得以解決，后檢驗(yàn)流量測(cè)量恢復(fù)正常。

正導(dǎo)壓管泄露故障問(wèn)題分析：正導(dǎo)壓管泄露的現(xiàn)象是：差壓變送器輸出下降、上升及不變，其體分析如下:當(dāng)流量上升時(shí)，對(duì)差壓變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開方》輸出的影響，設(shè)原流量為F1, PI=P1+-P1-, FI=K,F'I為變化前的變送器輸出值；設(shè)增加后的實(shí)際流量為F2，(即:F2>FI)，F(xiàn)'2=K, F'2為流且增加后的差壓變送器輸出值。因流量增加，管道靜壓增加為P0，隨著流速的增大，實(shí)際壓管稱壓減小為PO'，正壓管泄門降壓下降為Ps，

則：P2+=P1++P0-Ps, P2-=P1-+PO-PO口

P2=P2+-P2-=P1+(P0口-PS)那么

當(dāng)：P0□=Ps正壓導(dǎo)管泄露，而流量上升時(shí)，差壓變送器輸出不變，

當(dāng)：P0□>Ps正壓導(dǎo)管泄露，而流量上升時(shí)，差壓變送器輸出增加，

當(dāng)：PO□<Ps正壓導(dǎo)管泄露，而流量上升時(shí)，差壓變送器輸出減小，

當(dāng)流量下降時(shí)，對(duì)差壓變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開方)輸出的影響，

設(shè)下降后的實(shí)際流量為F2，即：F2<Fl，F(xiàn)'2=K，F(xiàn)'2為流量減小后的差壓變送稱輸出值。

因流量下降，管道靜壓下降值P0，同時(shí)由于流體流速下降，負(fù)壓管靜壓增加PO'，正壓管泄漏降壓下降為Ps，則：P2+=P1+-PO-Ps，

P2-=P1--PO+PO口

P2=P2+-P2-=P1-(Ps+P0')

F'2=K=K即：當(dāng)流量下降時(shí)，差壓變送器輸出總是小于實(shí)際流量。

結(jié)束語(yǔ)

故障是隨著儀器的使用而存在的，故障并不可怕，可怕的是故障發(fā)生后沒有得到及時(shí)維修，因此，維修技巧與方法非常重要本文中故障判斷方法及常見故障的分析過(guò)程都是現(xiàn)場(chǎng)維修的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，文中的觀點(diǎn)看法能夠給現(xiàn)場(chǎng)維修人員或教師的教學(xué)提供一定的參考。