差壓變送器在應用中的故障診斷和分析

變送器''>差壓變送器在應用中的故障診斷和分析
張文勇
一、  前言
隨著社會工業化發展，變送器''>差壓變送器的應用范圍越來越廣泛，生產中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維護人員的水平差異，使得出現的問題不能迅速解決，一定程度上影響了生產的正常進行，甚至威及生產安全。

二、  變送器''>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，經過放大等處理變為標準電信號輸出。

三、  變送器''>差壓變送器的幾種應用測量方式：
1.  與節流元件相結合，利用節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。

四、  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：智能變送器''>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變送器''>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。

五、  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，來分析變送器''>差壓變送器測量回路故障。
1.    導壓管堵塞：
在儀表維護中，由于變送器''>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<變送器輸出值應減小。
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F2變送器測量輸出小于實際流量值。
4.    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+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，產生測量誤差。
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。

六、  小結：
經過上述幾個典型故障的分析，我們對使用變送器''>差壓變送器的測量回路由于導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備維護中非常常見的，通過分析可以看到，無論是導壓管堵塞、還是導壓管中積水，同樣