差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷與分析

1、差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷與分析1 引言: 差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷與分析在工業(yè)自動化生產(chǎn)中，差壓變送器用于壓力壓差流量的測量，得到了非常廣泛應(yīng)用，在自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。隨著石化、鋼鐵、造紙、食品、醫(yī)藥企業(yè)自動化水平的不斷提高,差壓變送器的應(yīng)用范圍越來越廣泛，生產(chǎn)中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維護(hù)人員的水平差異，使得出現(xiàn)的問題不能迅速解決，一定程度上影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，甚至危及生產(chǎn)安全，因此對現(xiàn)場儀表維護(hù)人員的技術(shù)水平提出了更高要求。2工作原理與故障診斷2.1差壓變送器工作原理來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件

2、上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號輸出。差壓變送器的幾種應(yīng)用測量方式：(1)與節(jié)流元件相結(jié)合，利用節(jié)流元件的前后產(chǎn)生的差壓值測量液體流量，如圖1所示。(2)利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差，測量液體的高度，如圖2所示。(3)直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值，如圖3所示。差壓變送器的安裝包括導(dǎo)壓管的敷設(shè)、電氣信號電纜的敷設(shè)、差壓變送器的安裝。2.2差壓變送器故障診斷變送器在測量過程中，常常會出現(xiàn)一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進(jìn)行了生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。我們根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。(1)調(diào)查法

3、?；仡櫣收习l(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。(2)直觀法。觀察回路的外部損傷、導(dǎo)壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關(guān)狀態(tài)等。(3)檢測法。.斷路檢測：將懷疑有故障的部分與其它部分分開來，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進(jìn)行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊，可將電源從儀表本體上斷開，用現(xiàn)場另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。.短路檢測：在保證安全的情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙側(cè)，觀察變送

4、器輸出，以判斷導(dǎo)壓管路的堵、漏的連通性。替換檢測：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。3典型故障案例3.1導(dǎo)壓管堵塞以正導(dǎo)壓管堵塞為例來分析導(dǎo)壓管堵塞出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。在儀表維護(hù)中，由于差壓變送器導(dǎo)壓管排放不及時，或介質(zhì)臟、粘等原因，容易發(fā)生正負(fù)導(dǎo)壓管堵塞現(xiàn)象，其表現(xiàn)特征為：變送器輸出下降、上升或不變。當(dāng)流量增加時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響：設(shè)原流量為F1，P1=P1+-P1-

5、，F(xiàn)1=K，F(xiàn)1為變化前的變送器輸出值，設(shè)增加后的流量為F2，(即：F2F1)，P2=P2+-P2-，F(xiàn)2=K，F(xiàn)2為流量增加后的變送器輸出值。由于正壓管堵塞，則當(dāng)實際流量分別為F1、F2時，P1+=P2+；當(dāng)流量增加時，P2-出現(xiàn)如下變化：因為實際流量增加為F2，則與原流量F1時相比，管道內(nèi)的靜壓力也相應(yīng)增加，設(shè)增加值為P0，同時P2-因管道中流體流速的增加而產(chǎn)生的靜壓減小，減小值為P0?，此時P2-與P1-的關(guān)系為：P2-=P1-+P0-P0?則：P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0?)=P1+(P0?-P0)則：F現(xiàn)=K=K這樣：當(dāng)P0=P0?時則：F2=K=KF2=F1變

6、送器輸出不變。當(dāng)P0P0?時則：F2=K=K,F2F1,變送器輸出變大。當(dāng)P0F1,變送器輸出變小。當(dāng)流量減小時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響。設(shè)原流量為F1，P1=P1+-P1-，F(xiàn)1=K，F(xiàn)1為變化前的變送器輸出值。設(shè)減小后的流量為F2，(即：F2F1)，P2=P2+-P2-，F(xiàn)2=K，F(xiàn)2為流量減小后的變送器輸出值。由于正壓管堵塞，則當(dāng)實際流量分別為F1、F1時，P1+=P2+；當(dāng)實際流量由F1減小到F2時，管道中的靜壓也相應(yīng)的降低，設(shè)降低值為P0；同時，當(dāng)實際流量下降至F2時，P2-值也要因為管內(nèi)流體流速的降低而升高，設(shè)升高值為P0。此時，P2-與P1-的關(guān)系為：-

7、P2-=P1-P0+P0P2=P2+-P2-=P1+-(P1-P0+P0)=P1+(P0-P0)F2=K=K這樣：當(dāng)P0=P0?時則：F2=K=KF2=F2變送器輸出不變；當(dāng)P0P0?時則：F2=K=K,F2F1,變送器輸出變大；當(dāng)P0P0?時則：F2=K=K,F2F1)，F(xiàn)2=K，F(xiàn)2為流量增加后的變送器輸出值。因流量增加，管道靜壓增加為P0，隨著流速的增大，實際壓管靜壓減小為P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps則：P2+=P1+P0-Ps，P2-=P1-+P0-P0?P2=P2+-P2-=P1+(P0?-Ps)那么當(dāng)：P0?=Ps正壓導(dǎo)管泄漏，而流量上升時，變送器輸出不變當(dāng)：P0?Ps正壓導(dǎo)管

8、泄漏，而流量上升時，變送器輸出增加當(dāng)：P0?Ps正壓導(dǎo)管泄漏，而流量上升時，變送器輸出減小當(dāng)流量下降時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響設(shè)下降后的實際流量為F2，即：F2F1，F(xiàn)2=K,F2為流量減小后的變送器輸出值。因流量下降，管道靜壓下降值P0，同時由于流體流速下降，負(fù)壓管靜壓增加P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps則：P2+=P1+-P0-Ps，P2-=P1-P0+P0?P2=P2+-P2-=P1-(Ps+P0)F2=K=K即：當(dāng)流量下降時，變送器輸出總是小于實際流量。實際上，當(dāng)泄漏量非常小的時候，由于種種原因，工藝操作或儀表維修護(hù)人員很難發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)泄漏量大，所測流量與實際

9、流量相比有較大誤差時才會發(fā)現(xiàn)，這時即使是實際流量上升，總是P0Ps，即：P2P1，F(xiàn)2F1上述儀表控制閥用凈風(fēng)管線的流量測量就這屬于這種情況。3.3平衡閥泄漏設(shè)流量為F，P1=P1+-P1-，F(xiàn)1=K，F(xiàn)1為平衡閥泄漏前的變送器(帶開方)輸出值我們假設(shè)管道內(nèi)流體流量在沒有變化的情況下做分析設(shè)泄漏的壓力為PS，則：泄漏后的正負(fù)導(dǎo)壓管的靜壓為：P2+=P1+-PS，P2-=P1-+PSP2=P2+-P2-=P1-2PS，則F2=K=K即：F2h-時變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信號變大，當(dāng)h+h-時變送器實際測得的差壓減小，輸出流量信號變小，即：變送器測量輸出的流量信號與實際流量不符，產(chǎn)生測量誤差。這里，由于正壓導(dǎo)管取壓方式的原因，隨著時間的增加，h+逐漸大于h-，測得的流量也增大。經(jīng)過典型故障案例，對使用差壓變送器的測量回路由于導(dǎo)壓管原因造成回路測量故障做了一些分析，這幾種故障都是在儀表設(shè)備維護(hù)中非常常見的，通過分析可以看到，無論是導(dǎo)壓管堵塞、還是導(dǎo)壓