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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。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題，問題得不到及時(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：很多故障看起來比較復(fù)雜，但是往往可以憑借維修人員的經(jīng)驗(yàn)，通過望聞摸聽等直接手段，將問題很快解決。如：針對(duì)問題的現(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，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，通過這一故障的分析，來進(jìn)一步闡述故障排除的方法和技巧。

問題：

以正導(dǎo)壓管泄漏舉例來分析分析導(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)過程中發(fā)現(xiàn)用風(fēng)流量比正常位下降了很多。

檢查過程：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

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。