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常見問題
差壓變送器在應用中的故障診斷和分析
- 作者：卓悅
- 發(fā)布時間：2020-05-21 09:59
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一、 差壓變送器的工作原理：
來自雙側導壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側隔離膜片上，通過膜片內的密封液傳導至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器，經過放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵觥?/span>
二、差壓變送器的幾種應用測量方式：
1. 與節(jié)流元件相結合，利用節(jié)流元件的前后產生的差壓值測量液體流量。
2. 利用液體自身重力產生的壓力差，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。
三、 應用中的故障判斷及分析
變送器在測量過程中，常常會出現一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進行了生產來說是至關重要的。我們根據日常維護中的經驗，總結歸納了一些判定分析方法和分析流程。
1. 調查法：回顧故障發(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、導壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關狀態(tài)等。
3. 檢測法：
1) 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，否則可進下步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從表體上斷開，用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。
2) 短路檢測：在保證安全的情況下，將相關部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導壓管斷開，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，觀察變送器輸出，以判斷導壓管路的堵、漏的連通性。
3) 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。
4)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。
四、幾個典型測量回路的故障分析
下面我僅以導壓管故障為例，來分析差壓變送器測量回路故障。
1. 導壓管堵塞：
在儀表維護中，由于差壓變送器導壓管排放不及時，或介質臟、粘等原因，正負導壓管堵塞是經常發(fā)生的事。
當實際流量由F前減小到F后時，管道中的靜壓也相應的降低，設降低值為P0；同時，當實際流量下降至F后時，P-值也要因為管內流體流速的降低而升高，設升高值為P0’。
即：△P=（ P+-P0 ）-（ P-+P0′）此時變送器輸出值應減小。
2. 正導壓管泄漏：
實際上，當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人員很難發(fā)現，只有當泄漏量大，所測流量與實際流量相比有較大誤差時才會發(fā)現，這時即使是實際流量上升，總是△P泄漏后<<△ P泄漏前，F泄漏后<3. 平衡閥泄漏：
設泄漏前壓力為P1，泄漏后壓力為P2， P1= P1+- P1- ，F1為平衡閥泄漏前的變送器輸出值，F2為平衡閥泄漏后的變送器輸出值。
我們假設管道內流體流量在沒有變化的情況下做分析，設泄漏的壓力為PS，
則：泄漏后的正負導壓管的靜壓為：
P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，
根據差壓與流量的關系得出F24. 氣體流量導壓管積液情況下的變送器測量誤差：
設正導壓管取壓點壓力為P0+，負導壓管取壓點壓力為P0-，變送器">差壓變送器正端壓力為P1+，變送器">差壓變送器負端壓力為P1-。
P0= P0+- P0-
P1= P1+- P1-
正常測量下：
P0= P1
設正常測量狀態(tài)下的流量為F，則 F=K
這里 K為常系數。
設液體水的密度為ρ，則在正導壓管積液高度為h+,負導壓管積液高度為h-的情況下：
P1+= P0++ρgh+
P1-= P0-+ρgh-
P1= P1+- P1-= （P0+）+（ρ h+）-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)
則變送器輸出為：
F=K
當h+>h-時 變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信號增大。
當h+這里，由于正壓導管取壓方式的原因，隨著時間的增加，h+逐漸大于h-，測得的流量也增大。
來自雙側導壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側隔離膜片上，通過膜片內的密封液傳導至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器，經過放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵觥?/span>
二、差壓變送器的幾種應用測量方式：
1. 與節(jié)流元件相結合，利用節(jié)流元件的前后產生的差壓值測量液體流量。
2. 利用液體自身重力產生的壓力差，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。
三、 應用中的故障判斷及分析
變送器在測量過程中，常常會出現一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進行了生產來說是至關重要的。我們根據日常維護中的經驗，總結歸納了一些判定分析方法和分析流程。
1. 調查法：回顧故障發(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、導壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關狀態(tài)等。
3. 檢測法：
1) 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，否則可進下步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從表體上斷開，用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。
2) 短路檢測：在保證安全的情況下，將相關部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導壓管斷開，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，觀察變送器輸出，以判斷導壓管路的堵、漏的連通性。
3) 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。
4)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。
四、幾個典型測量回路的故障分析
下面我僅以導壓管故障為例，來分析差壓變送器測量回路故障。
1. 導壓管堵塞：
在儀表維護中，由于差壓變送器導壓管排放不及時，或介質臟、粘等原因，正負導壓管堵塞是經常發(fā)生的事。
當實際流量由F前減小到F后時，管道中的靜壓也相應的降低，設降低值為P0；同時，當實際流量下降至F后時，P-值也要因為管內流體流速的降低而升高，設升高值為P0’。
即：△P=（ P+-P0 ）-（ P-+P0′）此時變送器輸出值應減小。
2. 正導壓管泄漏：
實際上，當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人員很難發(fā)現，只有當泄漏量大，所測流量與實際流量相比有較大誤差時才會發(fā)現，這時即使是實際流量上升，總是△P泄漏后<<△ P泄漏前，F泄漏后<3. 平衡閥泄漏：
設泄漏前壓力為P1，泄漏后壓力為P2， P1= P1+- P1- ，F1為平衡閥泄漏前的變送器輸出值，F2為平衡閥泄漏后的變送器輸出值。
我們假設管道內流體流量在沒有變化的情況下做分析，設泄漏的壓力為PS，
則：泄漏后的正負導壓管的靜壓為：
P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，
根據差壓與流量的關系得出F24. 氣體流量導壓管積液情況下的變送器測量誤差：
設正導壓管取壓點壓力為P0+，負導壓管取壓點壓力為P0-，變送器">差壓變送器正端壓力為P1+，變送器">差壓變送器負端壓力為P1-。
P0= P0+- P0-
P1= P1+- P1-
正常測量下：
P0= P1
設正常測量狀態(tài)下的流量為F，則 F=K
這里 K為常系數。
設液體水的密度為ρ，則在正導壓管積液高度為h+,負導壓管積液高度為h-的情況下：
P1+= P0++ρgh+
P1-= P0-+ρgh-
P1= P1+- P1-= （P0+）+（ρ h+）-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)
則變送器輸出為：
F=K
當h+>h-時 變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信號增大。
當h+這里，由于正壓導管取壓方式的原因，隨著時間的增加，h+逐漸大于h-，測得的流量也增大。
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