壓力變送器的原理及常見(jiàn)故障PPT課件

1、 壓力變送器的原理及常見(jiàn)故障授課人：李晶壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型2一一二三三壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷目錄/Contents3一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型4 1 1、壓力變送、壓力變送器和壓力表的最大區(qū)別是：可以將器和壓力表的最大區(qū)別是：可以將壓力轉(zhuǎn)換成氣壓力轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)信號(hào)或電動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制和遠(yuǎn)傳的設(shè)備動(dòng)信號(hào)或電動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制和遠(yuǎn)傳的設(shè)備。 2 2、它能將測(cè)壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參、它能將測(cè)壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)

2、的電信號(hào)（如數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)（如420mADC420mADC等），以供給指示報(bào)警儀、等），以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。 一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型（一）壓力變送器的測(cè)量原理53 3、工作原理：壓力變送器的被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓工作原理：壓力變送器的被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在或真空，作用在元元( (即敏感元件即敏感元件) )的兩側(cè)隔離膜片上，通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)的兩側(cè)隔離膜片上，

3、通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。（一）壓力變送器的測(cè)量原理一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型6 壓力變送器最常用的類型按照壓力敏感元件可分為陶瓷、擴(kuò)散硅、單晶硅、藍(lán)寶石

4、、濺射壓力變送器最常用的類型按照壓力敏感元件可分為陶瓷、擴(kuò)散硅、單晶硅、藍(lán)寶石、濺射薄膜等。薄膜等。 1 1、 陶瓷壓力變送器一般用于空壓機(jī)壓力測(cè)量，使用陶瓷較多。其精度好，耐沖擊，耐腐蝕，陶瓷壓力變送器一般用于空壓機(jī)壓力測(cè)量，使用陶瓷較多。其精度好，耐沖擊，耐腐蝕，可以用在響應(yīng)的領(lǐng)域，但受溫度影響比較大?？梢杂迷陧憫?yīng)的領(lǐng)域，但受溫度影響比較大。 2 2、擴(kuò)散硅壓力變送器一般用在高精度測(cè)量領(lǐng)域，在常溫狀況下，擴(kuò)散硅的敏感系數(shù)是陶瓷的、擴(kuò)散硅壓力變送器一般用在高精度測(cè)量領(lǐng)域，在常溫狀況下，擴(kuò)散硅的敏感系數(shù)是陶瓷的5 5倍。羅斯蒙特變送器下的這個(gè)系列產(chǎn)品精度很高，但相對(duì)應(yīng)地溫漂也很大，所以一般都要

5、進(jìn)倍。羅斯蒙特變送器下的這個(gè)系列產(chǎn)品精度很高，但相對(duì)應(yīng)地溫漂也很大，所以一般都要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。而且即使溫度補(bǔ)償了過(guò)后，還是不能測(cè)量超過(guò)行溫度補(bǔ)償。而且即使溫度補(bǔ)償了過(guò)后，還是不能測(cè)量超過(guò)125125以上的壓力。以上的壓力。 3 3、單晶硅壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中精度最高的傳感器，是擴(kuò)散硅的升級(jí)版，當(dāng)然價(jià)格也相、單晶硅壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中精度最高的傳感器，是擴(kuò)散硅的升級(jí)版，當(dāng)然價(jià)格也相對(duì)昂貴。羅斯蒙特變送器下的單晶硅壓力變送器是壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而對(duì)昂貴。羅斯蒙特變送器下的單晶硅壓力變送器是壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成，采用單晶硅片為彈性元件，當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單

6、晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的構(gòu)成，采用單晶硅片為彈性元件，當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。 （二）壓力變送器的分類一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型7 4 4、藍(lán)寶石壓力變送器利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用高精度硅、藍(lán)寶石壓力變送器利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用高精度硅藍(lán)寶石敏感組件，通過(guò)藍(lán)寶石敏感組件，通過(guò)專用的放大電路，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。羅斯蒙特變送器下的藍(lán)寶石壓力變送器具備專用的放大電路，將壓力

7、信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。羅斯蒙特變送器下的藍(lán)寶石壓力變送器具備如下特點(diǎn)：對(duì)溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射如下特點(diǎn)：對(duì)溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng)；無(wú)特性極強(qiáng)；無(wú)p-np-n漂移；可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤漂移；可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、總體性價(jià)比高。差極小、總體性價(jià)比高。 5 5、濺射薄膜壓力變送器一般被應(yīng)用在壓力頻繁沖擊的場(chǎng)合，如液壓設(shè)備等場(chǎng)合。濺射薄膜壓、濺射薄膜壓力變送器一般被應(yīng)用在壓力頻繁沖擊的場(chǎng)合，如液壓設(shè)備等場(chǎng)合。濺射薄

8、膜壓力變送器不存在任何膠粘劑，比粘貼式應(yīng)變片傳感器顯示出高的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與可靠性。羅斯蒙力變送器不存在任何膠粘劑，比粘貼式應(yīng)變片傳感器顯示出高的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與可靠性。羅斯蒙特變送器下的這類變送器受溫度影響小，溫度性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于擴(kuò)散硅式壓力傳感器，在溫度變化特變送器下的這類變送器受溫度影響小，溫度性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于擴(kuò)散硅式壓力傳感器，在溫度變化100100時(shí)，零點(diǎn)漂移僅為時(shí)，零點(diǎn)漂移僅為0.5%0.5%。 （二）壓力變送器的分類一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型8它的主要優(yōu)點(diǎn)它的主要優(yōu)點(diǎn) 1 1、壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)；、壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)； 2 2

9、、專用、專用V/IV/I集成電路，外圍集成電路，外圍器件少，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單、輕松，體積小、重量輕，安裝調(diào)試極為方便；器件少，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單、輕松，體積小、重量輕，安裝調(diào)試極為方便； 3 3、鋁合金壓鑄、鋁合金壓鑄外殼，三端隔離，靜電噴塑保護(hù)層，堅(jiān)固耐用；外殼，三端隔離，靜電噴塑保護(hù)層，堅(jiān)固耐用； 4 4、4-20mA DC4-20mA DC二線制信號(hào)傳送，抗干擾能力二線制信號(hào)傳送，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)；強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)； 5 5、LEDLED、LCDLCD、指針三種指示表頭，現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)十分方便?？捎糜跍y(cè)量粘稠、指針三種指示表頭，現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)十分方便。可用于測(cè)量粘稠、結(jié)晶和腐蝕性介質(zhì)；結(jié)晶和

10、腐蝕性介質(zhì)； 6 6、高準(zhǔn)確度，高穩(wěn)定性。除進(jìn)口原裝傳感器已用激光修正外，對(duì)整機(jī)在、高準(zhǔn)確度，高穩(wěn)定性。除進(jìn)口原裝傳感器已用激光修正外，對(duì)整機(jī)在使用溫度范圍內(nèi)的綜合性溫度漂移、非線性進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)償。使用溫度范圍內(nèi)的綜合性溫度漂移、非線性進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)償。（三）壓力變送器的優(yōu)點(diǎn)在石油工業(yè)尤其是管道儲(chǔ)運(yùn)原油輸送管線上，我們大量使用的是羅斯蒙特的在石油工業(yè)尤其是管道儲(chǔ)運(yùn)原油輸送管線上，我們大量使用的是羅斯蒙特的擴(kuò)擴(kuò)散硅壓力變送器。散硅壓力變送器。一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型9（三）壓力變送器的結(jié)構(gòu)一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型10（四）壓力變送器的選型

11、一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型11（四）壓力變送器的選型一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型選型規(guī)則 ： 1根據(jù)要測(cè)量壓力的類型 壓力類型主要有表壓、絕壓、差壓等。表壓是指以大氣為基準(zhǔn)，小于或大于大氣壓的壓力；絕壓是指以絕對(duì)壓力零位為基準(zhǔn)，高于絕對(duì)壓力；差壓是指兩個(gè)壓力之間的差值。 2根據(jù)被測(cè)壓力量程 一般情況下，按實(shí)際測(cè)量壓力為測(cè)量范圍的80%選取。 要考慮系統(tǒng)的最大壓力。一般來(lái)說(shuō)，壓力變送器器壓力范圍最大值應(yīng)該達(dá)到系統(tǒng)最大壓力值的15倍。一些水壓和過(guò)程控制，有壓力尖峰或者連續(xù)的脈沖。這些尖峰可能會(huì)達(dá)到“最大”壓力的5倍甚至10倍，可能造成變送器

12、的損壞。連續(xù)的高壓脈沖，接近或者超過(guò)變送器的最大額定壓力，會(huì)縮短變送器的實(shí)用壽命。但提高變送器額定壓力會(huì)犧牲變送器的分辨率。可以在系統(tǒng)中使用緩沖器來(lái)減弱尖峰，這會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。 壓力變送器一般設(shè)計(jì)成能在2億個(gè)周期中承受最大壓力而不會(huì)降低性能。在選擇變送器時(shí)可在系統(tǒng)性能與變送器壽命之間找到一個(gè)折中的解決方案。12（四）壓力變送器的選型一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型 3根據(jù)被測(cè)介質(zhì) 按測(cè)量介質(zhì)的不同，可分為干燥氣體、氣體液體、強(qiáng)腐蝕性液體、黏稠液體、高溫氣體液體等，根據(jù)不同的介質(zhì)正確選型，有利于延長(zhǎng)變送器的使用壽命。 4根據(jù)系統(tǒng)的最大過(guò)載 系統(tǒng)的最大過(guò)載應(yīng)小于變送

13、器的過(guò)載保護(hù)極限，否則會(huì)影響變送器的使用壽命甚至損壞變送器。通常壓力變送器的安全過(guò)載壓力為滿量程的2倍。 5根據(jù)需要的準(zhǔn)確度等級(jí) 變送器的測(cè)量誤差按準(zhǔn)確度等級(jí)進(jìn)行劃分，不同的準(zhǔn)確度對(duì)應(yīng)不同的基本誤差限(以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示)。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)測(cè)量誤差的控制要求并本著使用經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行選擇。 6根據(jù)系統(tǒng)工作溫度范圍 測(cè)量介質(zhì)溫度應(yīng)處于變送器工作溫度范圍內(nèi)，如超溫使用，將會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差并影響變送器的使用壽命；在壓力變送器的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)對(duì)溫度影響進(jìn)行測(cè)量和補(bǔ)償，以確保其受溫度影響產(chǎn)生的測(cè)量誤差處于準(zhǔn)確度等級(jí)要求的范圍內(nèi)。在溫度較高的場(chǎng)合，可以考慮選擇高溫型壓力變送器或采取安裝冷凝管、散熱

14、器等輔助降溫措施。13（四）壓力變送器的選型一、壓力變送器的測(cè)量原理及選型壓力變送器的測(cè)量原理及選型 7根據(jù)測(cè)量介質(zhì)與接觸材質(zhì)的兼容性 在某些測(cè)量場(chǎng)合，測(cè)量介質(zhì)具有腐蝕性，此時(shí)需選用與測(cè)量介質(zhì)兼容的材料或進(jìn)行特殊的工藝處理，確保變送器不被損壞。 8根據(jù)壓力接口形式 通常以螺紋連接(M2015)為標(biāo)準(zhǔn)接口形式。 9根據(jù)供電電源和輸出信號(hào) 通常壓力變送器采用直流電源供電，提供多種輸出信號(hào)選擇，包括420mADC；、05VDC、15VDC、010mADC等，可以有232或485數(shù)字輸出。 10根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境情況及其他 是否存在振動(dòng)及電磁干擾等，選型時(shí)應(yīng)提供相關(guān)信息，以便采取相應(yīng)處理。在選型時(shí)，其他

15、如電氣連接方式等也可以根據(jù)具體情況予以考慮。14二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用15 1.1.壓力變送器主要應(yīng)用在進(jìn)壓力變送器主要應(yīng)用在進(jìn)出站輸油管線、輸油泵進(jìn)出口、出站輸油管線、輸油泵進(jìn)出口、泵進(jìn)出口匯管等需要精確、連泵進(jìn)出口匯管等需要精確、連續(xù)測(cè)量壓力值的地方?？梢园牙m(xù)測(cè)量壓力值的地方?？梢园褖毫π盘?hào)通過(guò)壓力信號(hào)通過(guò)SCADASCADA系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成在人機(jī)界面我們能實(shí)時(shí)看到的在人機(jī)界面我們能實(shí)時(shí)看到的壓力數(shù)值，并且可以儲(chǔ)存壓力壓力數(shù)值，并且可以儲(chǔ)存壓力數(shù)值連續(xù)、準(zhǔn)確的壓力趨勢(shì)圖，數(shù)值連續(xù)、準(zhǔn)確的壓力趨勢(shì)圖，方便調(diào)閱、查詢及事故調(diào)查。方便調(diào)閱、查詢及事故

16、調(diào)查。二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用16二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用 2.2.也可安裝在需要壓力參數(shù)也可安裝在需要壓力參數(shù)超限，觸發(fā)聯(lián)鎖保護(hù)的重要超限，觸發(fā)聯(lián)鎖保護(hù)的重要位置。比如輸油泵的進(jìn)出口位置。比如輸油泵的進(jìn)出口管線，進(jìn)出站的壓力三選二管線，進(jìn)出站的壓力三選二系統(tǒng)。系統(tǒng)。17二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用二、壓力變送器在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用 3.3.還可應(yīng)用在輸油管道泄漏故障診斷系統(tǒng)中，根據(jù)相關(guān)壓力信號(hào)處理和輸油管還可應(yīng)用在輸油管道泄漏故障診斷系統(tǒng)中，根據(jù)相關(guān)壓力信號(hào)處理和輸油管道泄漏檢測(cè)與定位原理，分析檢漏和負(fù)壓波定位

17、法的具體應(yīng)用。當(dāng)輸油管道發(fā)生道泄漏檢測(cè)與定位原理，分析檢漏和負(fù)壓波定位法的具體應(yīng)用。當(dāng)輸油管道發(fā)生泄漏時(shí)產(chǎn)生的壓力波信號(hào)，通過(guò)對(duì)壓力變送器（高精型）采集的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分泄漏時(shí)產(chǎn)生的壓力波信號(hào)，通過(guò)對(duì)壓力變送器（高精型）采集的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)管道的檢測(cè)與泄漏點(diǎn)的定位。析來(lái)實(shí)現(xiàn)管道的檢測(cè)與泄漏點(diǎn)的定位。18三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷19三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷故障現(xiàn)象分析、判斷處理方法上位機(jī)對(duì)應(yīng)壓力點(diǎn)無(wú)顯示（紅字顯示0 0或者最大值）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

18、表防爆接線盒進(jìn)水排除盒內(nèi)積水，并加固密封4.可能儀表本身有故障檢查并校驗(yàn)儀表，排除故障或更換新的5.可能安全柵、防雷模塊燒壞檢查并更換20三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷故障現(xiàn)象分析、判斷處理方法上位機(jī)對(duì)應(yīng)壓力點(diǎn)無(wú)顯示（紅字顯示0 0或者最大值）6.可能plc模塊通道有故障檢查模塊通道并校驗(yàn)7.可能SCADA 24V供電電壓低消除供電低因素8.可能引壓管被堵死檢查并疏通引壓管9.可能儀表電源正負(fù)極接反檢查并改正接線10.可能儀表輸出超量程過(guò)大排除其故障21三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷故障現(xiàn)象分析、判斷處理方法儀表壓力指示不準(zhǔn)1. 壓力變送器膜盒處有雜物堵塞檢查是否堵塞并疏通2. 可能零位不準(zhǔn)或零點(diǎn)漂移對(duì)儀表進(jìn)行校驗(yàn)3. 可能引壓管、針型閥、各接頭處有泄漏檢查泄漏點(diǎn)并處理好4. 可能儀表量程不準(zhǔn)檢查并校驗(yàn)儀表5. 可能可能儀表膜盒有損壞檢查并更換6. 可能SCADA系統(tǒng)與儀表量程設(shè)定不一致檢查、核對(duì)儀表與SCADA系統(tǒng)的設(shè)定量程22三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷三、壓力變送器常見(jiàn)故障與判斷實(shí)例一：泵出口長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)過(guò)大，導(dǎo)致儀表線路板插槽松動(dòng)。引