差压变送器在应用中的故障诊断与分析

2013-05-30 11:31:08来源: 21ic
1、引言

在工业自动化生产中,差压变送器用于压力压差流量的测量,得到了非常广泛应用,在自动控制系统中发挥重要的作用。随着石化、钢铁、造纸、食品、医药企业自动化水平的不断提高,差压变送器的应用范围越来越广泛,生产中遇到的问题也越来越多,加之安装、使用、维护人员的水平差异,使得出现的问题不能迅速解决,一定程度上影响了生产的正常进行,甚至危及生产安全,因此对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。

2、工作原理与故障诊断

2.1 差压变送器工作原理

来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上,通过膜片内的密封液传导至测量元件上,测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器,经过放大等处理变为标准电信号输出。差压变送器的几种应用测量方式:

(1) 与节流元件相结合,利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量,如图1所示。
(2) 利用液体自身重力产生的压力差,测量液体的高度,如图2所示。
(3) 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值,如图3所示。


图1 流体流量测量 图2 液位高度测量 图3 管路间差压测量

差压变送器的安装包括导压管的敷设、电气信号电缆的敷设、差压变送器的安装。

2.2 差压变送器故障诊断

变送器在测量过程中,常常会出现一些故障,故障的及时判定分析和处理,对正在进行了生产来说是至关重要的。我们根据日常维护中的经验,总结归纳了一些判定分析方法和分析流程。

(1) 调查法:回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。
(2) 直观法:观察回路的外部损伤、导压管的泄漏,回路的过热,供电开关状态等。
(3) 检测法:

断路检测:将怀疑有故障的部分与其它部分分开来,查看故障是否消失,如果消失,则确定故障所在,否则可进行下一步查找,如:智能差压变送器不能正常Hart远程通讯,可将电源从仪表本体上断开,用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯,以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。
短路检测:在保证安全的情况下,将相关部分回路直接短接,如:差变送器输出值偏小,可将导压管断开,从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧,观察变送器输出,以判断导压管路的堵、漏的连通性。
替换检测:将怀疑有故障的部分更换,判断故障部位。如:怀疑变送器电路板发生故障,可临时更换一块,以确定原因。
分部检测:将测量回路分割成几个部分,如:供电电源、信号输出、信号变送、信号检测,按分部分检查,由简至繁,由表及里,缩小范围,找出故障位置。
3、典型故障案例

3.1 导压管堵塞

以正导压管堵塞为例来分析导压管堵塞出现的故障现象。在仪表维护中,由于差压变送器导压管排放不及时,或介质脏、粘等原因,容易发生正负导压管堵塞现象,其表现特征为:变送器输出下降、上升或不变。当流量增加时,对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响:

设原流量为F1, P1= P1+- P1- ,F’1=K ,F’1为变化前的变送器输出值,

设增加后的流量为F2,(即:F2> F1), P2= P2+- P2- ,F’2=K ,F’2为流量增加后的变送器输出值。

由于正压管堵塞,则当实际流量分别为F1、F2时,P1+= P2+;

当流量增加时,P2-出现如下变化:因为实际流量增加为F2,则与原流量F1时相比,管道内的静压力也相应增加,设增加值为P0,同时P2- 因管道中流体流速的增加而产生的静压减小,减小值为P0?,此时P2-与P1- 的关系为:

P2- = P1-+ P0- P0?

则: P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)= P1+( P0?-P0)

则: F’现=K = K

这样:

当 P0=P0?时 则:F’2=K =K F’2= F’1 变送器输出不变。
当 P0>P0?时 则: F’2=K =K ,F’2< F’1,变送器输出变大。
当 P0 F’1 ,变送器输出变小。
[1] [2] [3]

关键字:差压变送器  压力差值  差压信号

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0530/article_7428.html
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