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技術(shù)文章

差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷和分析

閱讀:854          發(fā)布時間:2022-8-23

一、  差壓變送器的工作原理:

    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。


二、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。


三、  應(yīng)用中的故障判斷及分析

       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: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(dǎo)壓管的泄漏,回路的過熱,供電開關(guān)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(jìn)下步查找,如:智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊,可將電源從表體上斷開,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。

2)  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。

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(dǎo)壓管故障為例,來分析差壓變送器測量回路故障。

1.    導(dǎo)壓管堵塞:

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,正負(fù)導(dǎo)壓管堵塞是經(jīng)常發(fā)生的事。

當(dāng)實(shí)際流量由F前減小到F后時,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(shí)際流量下降至F后時,P-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’。

即:△P=( P+-P0 )-( P-+P0′)此時變送器輸出值應(yīng)減小。

2.    正導(dǎo)壓管泄漏:

實(shí)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(shí)際流量相比有較大誤差時才會發(fā)現(xiàn),這時即使是實(shí)際流量上升,總是△P泄漏后<<△ P泄漏前,F(xiàn)泄漏后<3.    平衡閥泄漏:

設(shè)泄漏前壓力為P1,泄漏后壓力為P2, P1= P1+- P1- ,F(xiàn)1為平衡閥泄漏前的變送器輸出值,F(xiàn)2為平衡閥泄漏后的變送器輸出值。

 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-+ PS

P2= P2+- P2- = P1-2 PS,

 根據(jù)差壓與流量的關(guān)系得出F24.    氣體流量導(dǎo)壓管積液情況下的變送器測量誤差:

設(shè)正導(dǎo)壓管取壓點(diǎn)壓力為P0+,負(fù)導(dǎo)壓管取壓點(diǎn)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(fù)端壓力為P1-。

P0= P0+- P0-

P1= P1+- P1-

正常測量下:

 P0= P1

設(shè)正常測量狀態(tài)下的流量為F,則  F=K  

這里 K為常系數(shù)。

設(shè)液體水的密度為ρ,則在正導(dǎo)壓管積液高度為h+,負(fù)導(dǎo)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(dāng)h+>h-時  變送器實(shí)際測得的差壓增大,輸出流量信號增大。

當(dāng)h+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。


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