差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷和分析

姜德剛

摘要：隨著社會工業(yè)化發(fā)展，差壓變送器的應(yīng)用范圍越來越廣泛，生產(chǎn)中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維護(hù)人員的水平差異，使得出現(xiàn)的問題不能迅速解決，一定程度上影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，甚至威及生產(chǎn)安全。 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。

關(guān)鍵字：差壓變送器

Abstract: Along with the social development of the industrialization, the pressure difference transmitter is widely used, the production of the problems of the more and more installation, maintenance personnel level differences, which can't solve the problems quickly and, to some extent, the influence of the production of the normal, even wei and the safety in production. Differential pressure transmitter principle of work: from both sides of the pressure pipe pressure differential direct role in transmitter sensor bilateral isolated patch, through the diaphragm seal of the liquid in the transmission to the measuring element, measuring element of measured pressure differential signals are converted to and the matching transfer to electrical signal converter, amplified processing into a standard electrical signal output.

Key Word: differential pressure transmitter

中圖分類號：U226.8+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號

１．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。

差壓變送器的安裝：導(dǎo)壓管的敷設(shè). (2)電氣信號電纜的敷設(shè). (3)差壓變送器的安裝

2．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。

a.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。

b.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。

c.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。

d. 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。

3．幾個典型測量回路的故障分析

由于篇幅有限，下面我們僅以導(dǎo)壓管故障為例，來分析差壓變送器測量回路故障 ，以供大家分享。

(1) 導(dǎo)壓管堵塞

以正導(dǎo)壓管堵塞為例來分析導(dǎo)壓管堵塞出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

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，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。

當(dāng)流量增加時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響

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。

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。

(2)導(dǎo)壓管泄漏

以正導(dǎo)壓管泄漏來分析導(dǎo)壓管泄漏出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

如圖一所示，撫順石化公司某煉油廠加氫裝置儀表控制閥用凈化風(fēng)總管線的流量測量方式為：節(jié)流孔板+差壓變送器。裝置生產(chǎn)正常時的用風(fēng)流量基本是穩(wěn)定的，但在裝置生產(chǎn)正常時忽然發(fā)現(xiàn)用風(fēng)流量已經(jīng)比正常值下降了很多。

經(jīng)過檢查，二次儀表(DCS)組態(tài)及電信號回路工作正常，變送器送檢定室標(biāo)定正常，于是懷疑問題出現(xiàn)出導(dǎo)壓上，經(jīng)過檢查，由于正導(dǎo)壓管焊接不好造成泄漏所至，經(jīng)過補(bǔ)焊堵漏后，流量測量恢復(fù)正常。

下面我們分析正導(dǎo)壓管泄漏時反映出的故障現(xiàn)象。

正導(dǎo)壓管泄漏的現(xiàn)象是：變送器輸出下降、上升及不變

分析：

當(dāng)流量上升時，對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開方)輸出的影響

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?流量下降時，對變送器(變送器本身進(jìn)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(hù)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 <

上述加氫裝置儀表控制閥用凈風(fēng)管線的流量測量就這屬于這種情況。

(4)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,常常造成導(dǎo)壓管內(nèi)部積存液體的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，往往會致使測量不準(zhǔn)，如果在變送器量程很小的情況下，甚至?xí)斐勺兯推鬏敵龅囊恍┎▌印?/p>

本溪鋼鐵某高爐的煤氣流量測量系統(tǒng)，系統(tǒng)為節(jié)流孔板+差變送器，取壓方式為環(huán)室取壓，煤氣流動方向為向下，放空方式為安全考慮，設(shè)為集中式排放。

本測量系統(tǒng)剛投用時工作正常，運(yùn)行一段時間以后，測得的流量逐漸變大，放空后正常，工作一段時間后，測得的流量又逐漸變大。

經(jīng)過檢查，二次儀表(DCS)組態(tài)及電信號回路工作正常，變送器送檢定室標(biāo)定正常，用側(cè)漏儀表查雙側(cè)導(dǎo)管正常。經(jīng)過分析，為煤氣脫水干燥不凈，煤氣中含水，由于液體自上而下流動，部分水聚集于孔板正壓測，并逐漸沿正壓導(dǎo)壓管流動集中至最下端，造成正負(fù)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。

分析：

設(shè)正導(dǎo)壓管取壓點壓力為P+，負(fù)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(fù)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。

即：變送器測量輸出的流量信號與實際流量不符，產(chǎn)生測量誤差。

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。

小結(jié)：

經(jīng)過上述幾個典型故障的分析，我們對使用差壓變送器的測量回路由于導(dǎo)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(shè)備維護(hù)中非常常見的，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，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。

4 結(jié)束語

以上我們探討了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壓力變送器的安裝和故障診斷。