差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷與分析

差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷與分析

1、引言

在工業(yè)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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

常開展，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***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。

(2)利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差，測量液體的高度。

(3)直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值。

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(shí)判定分析和處理，對正在開展了生產(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(yàn)，總結(jié)歸納了一些判定分析方法

和分析流程。

(1)調(diào)查法：回憶故障發(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，否則可開展

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

器通電開展通訊，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(shí)更換一塊，以確定

原因。

分部檢測：將測量回路分割成幾個(gè)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(shí)，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(shí)，對

變送器(變送器本身開展輸出信號開方)輸出的影響：

設(shè)原流量為Fl,P1=P1+-P1-,F'1=K,F'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'

2=K,F'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(shí)際流量分別為Fl、F2時(shí)，P1+=P2+；當(dāng)流量增加時(shí),

P2-出現(xiàn)如下變化：因?yàn)閷?shí)際流量增加為F2,則與原流量F1

時(shí)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(shí)

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(shí)P2-與P1-的關(guān)系為：

P2-=Pl-+P0-P0?

則：P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0?)=P1+(PO?-PO)

則:F'現(xiàn)=K=K

???當(dāng)P0=P0?時(shí)則:F'2=K二KF'2二F'1變送器輸出不變。

當(dāng)POPO?時(shí)則：F'2=K=KF?2F'1變送器輸出變大。

當(dāng)POF'1變送器輸出變小。

當(dāng)流量減小時(shí)，對變送器(變送器本身開展輸出信號開

方)輸出的影響。

設(shè)原流量為Fl,P1=P1+-P1-,F'1=K,F'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'

2=K,F'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(shí)際流量分別為Fl、F1時(shí)，

P1+=P2+；當(dāng)實(shí)際流量由F1減小到F2時(shí)，管道中的靜壓也

相應(yīng)的降低，設(shè)降低值為P0；同時(shí)，當(dāng)實(shí)際流量下降至F2

時(shí)，P2-值也要因?yàn)楣軆?nèi)流體流速的降低而升高，設(shè)升高值

為P0\

此時(shí)，P2-與P1-的關(guān)系為:-

P2-二pi—PO+PO'

P2=P2+-P2-=P1+-(Pl—PO+PO')=P1+(PO-PO,)

F'2=K=K

???當(dāng)P0=P0?時(shí)則:F'2=K二KF'2二F'2變送器輸出不變;

當(dāng)POPO?時(shí)則：F'2=K=KF'2F'1變送器輸出變大;

當(dāng)P0

一般情況下，導(dǎo)壓管的堵原因主要是由于測量導(dǎo)壓管不

定期排污或測量介質(zhì)粘稠、帶顆粒物等原因造成。

3.2導(dǎo)壓管泄漏

以正導(dǎo)壓管泄漏來分析導(dǎo)壓管泄漏出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。如

圖1所示，萊鋼集團(tuán)公司某加熱爐儀表控制閥用凈化風(fēng)總管

線的流量測量方式為：節(jié)流孔板+差壓變送器。裝置生產(chǎn)正

常時(shí)的