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差壓變送器的應(yīng)用分析與故障診斷

來源:銘宇儀表(淮安)有限公司   2016年12月06日 08:26  

差壓變送器的應(yīng)用分析與故障診斷:

    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(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器,經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)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(huì)出現(xiàn)一些故障,故障的及時(shí)判定分析和處理,對(duì)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(yàn),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(hào)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(hào)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(shí)更換一塊,以確定原因。

    4)分部檢測:將測量回路分割成幾個(gè)部分,如:供電電源、信號(hào)輸出、信號(hào)變送、信號(hào)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(gè)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(shí),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(shí),管道中的靜壓也相應(yīng)的降低,設(shè)降低值為P0;同時(shí),當(dāng)實(shí)際流量下降至F后時(shí),P-值也要因?yàn)楣軆?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(shí)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(shí)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(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn),這時(shí)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-=P1-2PS,

    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+)+(ρh+)-(P-+ρh-)=P+ρ(h+-h-)

    則變送器輸出為:

    F=K

    當(dāng)h+>h-時(shí)變送器實(shí)際測得的差壓增大,輸出流量信號(hào)增大。

    當(dāng)h+這里,由于正壓導(dǎo)管取壓方式的原因,隨著時(shí)間的增加,h+逐漸大于h-,測得的流量也增大。

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