關(guān)于差壓變送器的安裝故障診斷分析與應(yīng)用探討

　　一、引言
      差壓變送器是檢測設(shè)備壓力、流量、液位的傳感器，它將檢測到的壓力差值轉(zhuǎn)換為便于處理、顯示、記錄的電流或電壓信號，它是自動化控制領(lǐng)域非常重要的測量設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)、過程控制等方面有著**的應(yīng)用。
      本文主要介紹了RZS-3051差壓變送器的工作原理、選型、主要安裝方法及注意事項；重點對導(dǎo)壓管堵塞、泄漏，平衡閥泄漏，氣體流量測量導(dǎo)壓管積液等問題引起的故障現(xiàn)象進行了分析，旨在當(dāng)變送器出現(xiàn)故障時給熱控工作人員提供指導(dǎo)，以便及時處理。
 
　　二、差壓變送器的工作原理
　　變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件(即敏感元件)的兩
側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。壓力變送器和**壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。
 
　　四、差壓變送器的安裝，引壓管的安裝、敷設(shè)原則
　　差壓變送器也屬于壓力測量儀表，因此差壓變送器的安裝要遵循一般壓力測量儀表的安裝原則。差壓變送器與取壓口之間必須通過引壓導(dǎo)管連接，才能把被測壓力正確地傳遞到變送器的正負壓室，如果取壓口選擇不當(dāng)，引壓導(dǎo)管安裝不正確，或者引壓導(dǎo)管有堵塞、滲漏現(xiàn)象，或者差壓變送器的安裝和操作不正確，都會引起較大的測量誤差。
　　(1)取壓口的選擇。取壓口的選擇與被測介質(zhì)的特性有很大關(guān)系，不同的介質(zhì)，取壓口的位置應(yīng)符合下圖所示的規(guī)定. 　　-
　　
　　圖1
　?、俦粶y介質(zhì)為液體時，取壓口應(yīng)位于管道下半部與管道水平線成0°-45°范圍內(nèi)，如圖 (a)所示。取壓口位于管道下半部的目的是保證引壓導(dǎo)管內(nèi)沒有氣泡，這樣由兩根引壓導(dǎo)管內(nèi)液柱所附加在差壓變送器正、負壓室的壓力可以相互抵消;取壓口不宜從底部引出.是為了防止液體介質(zhì)中可能夾帶的固體雜質(zhì)會沉積在引壓導(dǎo)管中引起堵塞。
　　②被測介質(zhì)為氣體時.取壓口應(yīng)位于管道上華部與管道垂直中心線成0°-45°范圍內(nèi)，如圖 (b)所示，其月的是為了保證引壓導(dǎo)針中不積聚和滯留液體。
　?、郾粶y介質(zhì)為蒸汽時，取壓口應(yīng)位于管道上半部與管道水平線成0°-45°范圍內(nèi). 如圖 (c)所示，常見的接法是從管道水平位界接出，并分別安裝凝液罐，這樣兩根引壓導(dǎo)管內(nèi)部都充滿冷凝液，而且液位高度相同。
　　(2)引壓導(dǎo)管的安裝。引壓導(dǎo)資應(yīng)按短距離敷設(shè).引壓導(dǎo)管內(nèi)徑的選擇與引壓導(dǎo)管長度有關(guān)。引壓導(dǎo)管的管路應(yīng)保持垂直，或者與水平線之間不小于1:10的傾斜度，必要時要加裝氣體、凝液、微粒收集器等設(shè)備，并定期排除收集物；
　?、僭跍y量液體介質(zhì)時，在引壓導(dǎo)管的管路中應(yīng)有排氣裝置，如果差壓變送器只能安裝在取樣口之上時，應(yīng)加裝儲氣罐和放空閥，這樣即使有少量氣泡.也不會對測量精度造成影響；
　?、谠跍y量氣體介質(zhì)時，如果差壓變送器只能安裝在取樣口之下，必須加裝儲液罐和排放閥，克服因滯留液對測壇精度產(chǎn)生影響；
　　③在測量蒸汽時，引壓導(dǎo)管的管路安裝凝液罐和排放閥。
　　 (3)差壓變送器的安裝
差壓變送器是用來測量差壓的，但如果正、負引壓導(dǎo)管上的兩個切斷閥不能同時打開或者關(guān)閉，就會造成差壓變送器單向受很大的靜壓力，有時會使儀表產(chǎn)生附加誤差，嚴(yán)重時會使儀表損壞。為了防止差壓表單向受很大的靜壓力，必須正確使用平衡閥.在啟用差壓變送器時，應(yīng)先打開平衡閥.使正、負壓室連通.受壓相同，然后打開切斷閥，后關(guān)閉平衡閥，變送器即可投人運行.差壓變送器需要停用時，應(yīng)先打開平衡閥，然后關(guān)閉切斷閥.當(dāng)切斷閥關(guān)閉、平衡閥打開時，即可以對儀表進行零點校驗。
 
　　五、差壓變送器選型
　　1、變送器要測量什么樣的壓力
　　先確定系統(tǒng)中測量壓力的大值，一般而言需要選擇一個具有比大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在許多系統(tǒng)中，尤其是水壓測量和加工處理中，有峰值和持續(xù)不規(guī)則的上下波動，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器。持續(xù)的高壓力值或稍微超出變送器的標(biāo)定大值會縮短傳感器的壽命，這樣做還會使精度下降。于是可以用一個緩沖器來降低壓力毛刺，但這樣會降低傳感器的響應(yīng)速度。所以在選擇變送器時要充分考慮壓力范圍、精度與其穩(wěn)定性。
　　2、什么樣的壓力介質(zhì)
　　黏性液體、泥漿會堵上壓力接口，溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會不會破壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。以上這些因素將決定是否選擇直接的隔離膜及直接與介質(zhì)接觸的材料；
　　還要考慮被測介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200℃～400℃，要選用高溫型，否則硅油會產(chǎn)生汽化膨脹，使測量不準(zhǔn)。
　　3、考慮設(shè)備工作壓力等級
變送器的壓力等級必須與應(yīng)用場合相符合。從選用變送器測量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，好將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。
 
　　六、幾個典型測量回路的故障分析
　?。?）正導(dǎo)壓管堵塞
　　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。當(dāng)流量上升時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響，通常正導(dǎo)壓管堵塞的現(xiàn)象是：變送器輸出下降、上升或不變。
　　
　　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：
　　
　　(2)正導(dǎo)壓管泄漏當(dāng)流量上升時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響，正導(dǎo)壓管泄漏的現(xiàn)象是：變送器輸出下降、上升及不變。
　　
　　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)管泄漏，而流量上升時，變送器輸出增加；
　　當(dāng)：P0?　　當(dāng)流量下降時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響
　　
　　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人員很難發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)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(xiàn)，這時即使是實際流量
　　上升，總是P0’ <　　(3)氣體流量導(dǎo)壓管積液情況下的變送器測量誤差
　　由于氣體流量取壓方式不對或?qū)汗馨惭b不符合要求( 與水平成不小于1：12的斜度連續(xù)下降) 時，液體自上而下流動，部分水聚集于孔板正壓測，并逐漸沿正壓導(dǎo)壓管流動集中至下端，造成正負導(dǎo)壓管中積液高度不一至，差壓變送器測量出現(xiàn)正向誤差，顯示為流量增大。
　　設(shè)正導(dǎo)壓管取壓點壓力為P+，負導(dǎo)壓管取壓點壓力為P-，差壓變送器正端壓力為P+?，差壓變送器負端壓力為P-??！鱌= P+- P-，△P’= P+?- P-
　　正常測量下：△P= △P?
　　當(dāng)h+>h-時 變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信號變大，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。
以上這幾種故障都是在儀表設(shè)備維護中是非常常見的，通過分析可以看到，無論是導(dǎo)壓管堵塞、還是導(dǎo)壓管中積水，即使是同樣的故障，其表征出來的現(xiàn)象有時并不同,所以我們在分析問題時應(yīng)該是辯證的，具體情況具體分析。
 
　　結(jié)束語
　　以上我們以羅斯蒙特3051差壓變送器為例，探討了壓力、差壓變送器的安裝方法、注意事項及差壓變送器測量回路故障的診斷，實際上，由于壓力變送器與差壓變送器測量應(yīng)用上的相通性原因，本文中有些方法也同樣適用于其它壓力、差壓變送器的安裝和故障診斷。

上一條：淺談如何有效提升渦輪流量計等流量儀表使用的精度系數(shù)
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