淺談壓力變送器的常見(jiàn)故障及解決措施
前言
變送器是自控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,壓力變送器主要用于工業(yè)過(guò)程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制,其在石油、化工、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。壓力變送器的種類(lèi)繁多,根據(jù)工作原理、用途的不同有不同的分類(lèi)方式。壓力變送器主要用于壓力的遠(yuǎn)程顯示和控制,其常在高溫、低壓、腐蝕、振動(dòng)等環(huán)境下工作,出現(xiàn)故障的幾率較大,因此對(duì)壓力變送器的影響因素、常見(jiàn)故障等研究是十分有意義的。
1、壓力變送器常見(jiàn)類(lèi)型
壓力變送器就是能夠?qū)毫ψ兞哭D(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表,壓力變量與輸出信號(hào)間存在一定的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)不同的工作原理可將壓力變送器分為以下幾種:
?。?)壓阻式變送器。壓阻式變送器是將壓力作用到膜片的前表面,在壓力作用下膜片會(huì)出現(xiàn)一定的形變,感壓膜片的背面印有厚膜電阻,進(jìn)而形成一個(gè)惠斯通電橋,在壓阻效應(yīng)下,電橋會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào),該信號(hào)與激勵(lì)電壓成正比例關(guān)系。
?。?)壓電式變送器。壓電式變送器是利用正壓電效應(yīng)研制出來(lái)的,正高壓電效應(yīng)就是將一定的外力作用于電解質(zhì)使其發(fā)生變形,電解質(zhì)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象,并且在其兩個(gè)表面會(huì)產(chǎn)生正負(fù)不同的電荷,外力停止作用時(shí),電解質(zhì)又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。電荷的極性會(huì)隨著作用力方向的改變而改變。在電解質(zhì)極性方向施加電場(chǎng),電解質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形,撤銷(xiāo)后電解質(zhì)的形變消失,這就是逆壓電效應(yīng)。
?。?)應(yīng)變式變送器。采用特殊的粘合劑將應(yīng)變片粘合在一起進(jìn)而產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變,在機(jī)體受力發(fā)生變化時(shí),電阻應(yīng)變片也會(huì)隨之出現(xiàn)一定的形變,進(jìn)而影響到阻值的大小,電阻上的電壓發(fā)生改變。但是此種情況下阻值的變化較小,通常情況下組成應(yīng)變電橋,在儀表放大器的作用下變大,最后傳輸?shù)教幚砭€(xiàn)路顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
(4)電容式變送器。電容式變送器分電動(dòng)和氣動(dòng)兩類(lèi),前者的標(biāo)準(zhǔn)化輸入信號(hào)為直流信號(hào),后者輸出信號(hào)為氣體壓力。待測(cè)介質(zhì)的兩種壓力分別輸入高、低兩壓力室,作用于敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極組成電容器,在兩側(cè)壓力大小不同的情況下,模塊會(huì)產(chǎn)生位移,兩側(cè)電流大小不同,在震蕩和調(diào)節(jié)作用下,形成電流、電壓或者數(shù)字輸出信號(hào)。
2、壓力變送器工作原理
模塊電路、顯示表頭、測(cè)壓元件傳感器、表殼等共同組成了壓力變送器。來(lái)自?xún)蓚?cè)導(dǎo)壓管的壓力差會(huì)作用在變送器傳感器量測(cè)的膜片上,測(cè)量元件能夠?qū)⒔邮艿膲毫π盘?hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號(hào),并將信號(hào)發(fā)送至報(bào)警儀、記錄儀和調(diào)節(jié)器,
進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行二次測(cè)量。3、壓力變送器的常見(jiàn)故障
壓力變送器在使用過(guò)程中難免出現(xiàn)各種各樣的故障,其影響因素眾多,例如壓力變送器內(nèi)隔片與傳感原件間存在灌充液漏,零點(diǎn)和量程偏移、輸出不穩(wěn)定等都會(huì)導(dǎo)致壓力變送器精度下降甚至發(fā)生損壞;天氣因素也會(huì)對(duì)變送器造成影響,如雷擊會(huì)損壞變送器膜盒的電路、導(dǎo)致無(wú)法通訊;潮濕的環(huán)境會(huì)損壞線(xiàn)路;變送器量程選擇不合理會(huì)造成感壓元件不可逆的變形。以下介紹幾種常見(jiàn)的故障類(lèi)型:
?。?)線(xiàn)路故障。當(dāng)出現(xiàn)線(xiàn)路故障時(shí),計(jì)算機(jī)顯示數(shù)值出現(xiàn)異常,將變送器接線(xiàn)盒打開(kāi),檢查線(xiàn)路是否存在虛接、短接或者斷接的現(xiàn)象,在采用測(cè)電源、搖絕緣以及量電阻等方法排查故障。
?。?)變頻干擾。在進(jìn)行布線(xiàn)時(shí),多種信號(hào)線(xiàn)之間互相干擾,尤其是在動(dòng)力線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)串在同一管道中產(chǎn)生的干擾作用更為嚴(yán)重,此種情況下會(huì)導(dǎo)致變送器不通訊甚至致使錯(cuò)誤。可以通過(guò)增大儀表電纜與動(dòng)力電纜槽架距離的方式來(lái)避免此類(lèi)錯(cuò)誤操作。
?。?)引壓管故障。引壓管故障通常有引壓管堵塞、引壓管漏氣、引壓管積液三種故障類(lèi)型,引壓堵塞一般是由排放不及時(shí)或者介質(zhì)臟、粘等導(dǎo)致的;引壓管漏氣是由變送器接電、截止閥等附件較多,增加了泄露點(diǎn);引壓管積液通常是由于氣體取壓方式不合理或者引壓管安裝錯(cuò)誤造成的,引壓管積液會(huì)影響測(cè)量精度。
(4)電信號(hào)傳輸故障。壓力變送器若使用或維護(hù)不當(dāng)極易導(dǎo)致電信號(hào)的傳輸故障,例如為了節(jié)省時(shí)間將變送器放在被測(cè)設(shè)備附近,導(dǎo)致信號(hào)傳輸距離過(guò)遠(yuǎn),信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)干擾或衰減現(xiàn)象,此時(shí)要根據(jù)需要增加電纜線(xiàn)的截面積。
4、壓力變送器故障處理
4.1 輸出信號(hào)為零
當(dāng)壓力變送器出現(xiàn)壓力為零的現(xiàn)象時(shí),可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行處理:首先檢查管道內(nèi)是否存在壓力,儀表是否正常供電,之后檢查是否存在電源極性接反的現(xiàn)象,最后檢查電子線(xiàn)路板、感壓膜頭、變送器電源電壓等。
4.2 加壓力無(wú)反應(yīng)
若加壓力無(wú)反應(yīng)則要檢查取壓管的閥門(mén)是否正常,變送器保護(hù)功能跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)是否正常,取壓管是否堵塞,檢查白送器零點(diǎn)和量程,更換傳感膜頭等。
4.3 壓力變量讀數(shù)偏差
壓力變送器出現(xiàn)壓力讀數(shù)明顯偏高或偏低的現(xiàn)象時(shí),首先檢查取壓管路是否存在泄漏現(xiàn)象,再檢查取壓管上的閥門(mén),對(duì)傳感器進(jìn)行微調(diào),若還存在問(wèn)題,更換新的傳感膜頭。
4.4 壓力變量讀數(shù)不穩(wěn)定
該問(wèn)題可通過(guò)隔離外界干擾源、檢查導(dǎo)壓管是否泄漏、管道是否存在雜物、檢查隔離膜片時(shí)候出現(xiàn)服飾或變形、檢查感壓膜頭等方法來(lái)排查。
5、結(jié)語(yǔ)
目前壓力傳感器的使用十分廣泛,無(wú)論是國(guó)產(chǎn)變送器還是進(jìn)口變送器,在使用過(guò)程中由于工作環(huán)境、人為操作不當(dāng)或者自身原因都會(huì)出現(xiàn)各種故障,因此我們不僅要按照說(shuō)明書(shū)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行操作,還要掌握正確的故障判斷、養(yǎng)護(hù)和維修知識(shí),這樣才能保證壓力傳感器的使用壽命和測(cè)量精度。
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