压力变送器的故障原因及检修方法:
1.通用的压力变送器的原理框图
江苏铭宇仪表科技有限公司,变送器由传感组件和电子组件组成。传感组件选用高精度的电容传感器,过程压力通过隔离膜片及灌充液传送到电容中心膜片上,中心膜片与两边固定电容极板形成一差动电容,与过程压力差成正比。电容室为激光封焊,并在机械、电子和热力上独立于过程介质及外部环境。电容室移到电子罩颈部,远离法兰,可达到机械和热力上的隔离。在变送器的生产过程中,所有传感器要经过压力和温度的循环测试,由此产生正确的温度校正系数,存入传感组件的存储器中。变送器工作时,传感组件将差压转换成数字量,此数字量信息连同传感器组件存储器中的校正系数一并送入电子组件模块。电子组件有一块信号板,上面有一微处理器,由微处理器对组件的信息进行处理,*后由D/A输出(4~20)mA的电流信号。电子组件的另一个重要功能是完成与DCS或HART手操器的双向数字通信,使用工业标准BELL202频率移动键控(FSK)技术,即在模拟输出直流电流信号上叠加一个0.5mA的双音频信号来完成远程通信。
2.HART协议智能压力变送器
(1)HART协议即(HIGHWAY ADDRESSABLE REMOTE TRANSDUCER)可寻址远程传感器高速公路。在由(4~20)mA模拟信号制标准向现场总线标准过渡的时期内,各大仪表生产企业纷纷推出一些自己制定的标准,其中HART协议具有较大的影响和市场。 HART协议采用频移键控FSK原理,它基于BELL202通信标准,数字信号用两个频率表示:1200Hz代表逻辑“1”,2200Hz代表逻辑“0”。由于在通信时频率信号平均分量为0,不会影响模拟信号的传输,因此可将这两个频率的正弦波叠加在(4~20)mA直流模拟信号上,同时可以利用同一电缆,用数字信号实现双向多信息传输,从而具有修改量程、阻尼时间、PID参数等功能,可提高系统的运行质量和管理效率。 二、智能压力变送器的检定 智能压力变送器的检定国家暂时没有检定规程,现在一般按照普通压力变送器的检定规程进行检定,除按国家计量检定规程所规定的项目如:外观、密封性、绝缘电阻等外,主要是在变送器的调校上。由于我厂现在使用的基本上是电动两线制变送器,其检定示意图如图2所示:
电动两线制变送器检定示意图
3.智能压力变送器的调校
(1)智能压力变送器的调校就没有传统压力变送器调校复杂,它的量程调整并不影响零位的变化,调校起来比较简单,下面以上海FOXBORO智能压力变送器IGP10-I为例简要进行介绍。假设所要校验的量程为(0~25)kPa,调校步骤如下:
上电显示在线模块,按NEXT键进入CALIB模块,再按ENTER键进入校验菜单。
当菜单显示ZERO时,对变送器输入压力信号为0(即ΔP=0kPa),按ENTER,显示ZEROED表示完成零位调整。
按NEXT键进入SPAN即量程调整,在变送器的高压侧输入压力信号25kPa(即ΔP=25kPa),按ENTER键,显示SPANED表示完成量程调整。
三、工作中的典型故障检修 智能压力变送器的故障检修由于其采用了微处理器程序化设计,往往在显示屏上直接显现出错信息。例:上海福克斯波罗公司生产的IAP和IGP系列变送器有故障时,在显示屏上显示出错信息如下: 1.OVER RNG表示正常计算的结果比校验量程大2%以上
原因分析及检修方法:
(1)过量程输入:正确输入条件;
(2)量程校验坏:重新校验量程;
(3)传感器故障或损坏:替换传感器。
2.UND RNG表示正常计算的结果比校验的零位大2%以下
原因分析及检修方法:
(1)低范围输出:正确输入条件;
(2)零位校验坏:重新校验量程;
(3)传感器故障或损坏:替换传感器。 3.BAD IN1正常压力输入超出极限
原因分析及检修方法:
(1)过范围或低范围输入:正确输入条件;
(2)校验坏:重新校验变送器;
(3)传感器故障或损坏:替换传感器。
4.BAD ZERO在操作ZERO、CAL LRV或EXTERNAL ZERO期间,导致超出范围值
原因分析及检修方法:
(1)在操作期间应用压力太高;
(2)不规则校验的建立。
5.BAD SPAN在操作CAL URV期间,导致超出范围值
原因分析及检修方法:
(1)在操作CAL URV期间应用的压力太低;
(2)不规则校验的建立。
四、结束语 就目前电子技术和仪表技术的发展方向来看,数字化是发展必然趋势;从信号的演变看,带有微处理器的智能化现场变送器是发展的必然趋势。尤其是近几年的微机械加工技术(MEMS)和微电子技术,使敏感元件与信号调理电路一体化,传感与变送功能合一成为现实。温度和压力合二为一的多参数变送器,是今后智能变送器的又一发展趋势。
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压力仪器仪表在国民经济的各个领域内都有着非常广泛的应用。在现代工业生产过程中,压力是一个非常重要的参数。压力、温度、流量一起并称为工业自动化控制三大要素。
因此,为保证压力变送器的合理、可靠应用,必须合理选型、正确安装。
压力变送器的选型
1、压力变送器要测量什么样的压力
先确定系统中测量压力的最大值,一般而言需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。
这主要是在许多系统中,尤其是水压测量和加工处理中,有峰值和持续不规则的上下波动,这种瞬间的峰值能破坏压力传感器。
持续的高压力值或稍微超出变送器的标定最大值会缩短传感器的寿命,这样做还会使精度下降。于是可以用一个缓冲器来降低压力毛刺,但这样会降低传感器的响应速度。
所以在选择变送器时要充分考虑压力范围、精度与其稳定性。
2、什么样的压力介质
黏性液体、泥浆会堵上压力接口,溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送器中与这些介质直接接触的材料。
以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。
3、压力变送器需要多大的精度
决定精度的有,非线性,迟滞性,非重复性,温度、零点偏置刻度,温度的影响。但主要由非线性,迟滞性,非重复性,精度越高,价格也就越高。
4、变送器的温度范围
通常一个变送器会标定两个温确段,其中一个温度段是正常工作温度,另外一个是温度补偿范围,正常工作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围,在超出温度补偿范围时可能会达不到其应用的性能指标。
温度补偿范围是一个比工作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出,一是零点漂移,二是影响满量程输出。
如:满量程的 /-X%/℃,读数的 /-X%/℃,在超出温度范围时满量程的 /-X%,在温度补偿范围内时读数的 /-X%,如果没有这些参数,会导至在使用中的不确定性。
变送器输出的变化到度是由压力变化引起的,还是由温度变化引起的。温度影响是了解如何使用变送器时最复杂的一部分。
5、需要得到怎样的输出信号
mV、V、mA及频率输出数字输出,选择怎样的输出取决于多种因素,包括变送器与系统控制器或显示器间的距离,是否存在“噪声”或其他电子干扰信号,是否需要放大器,放大器的位置等。
对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备采用mA输出的变送器较为经济而有效的解决方法。
如果需要将输出信号放大,采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输或存在较强的电子干扰信号采用mA级输出或频率输出。
如果在RFI或EMI指标很高的环境中除了要注意到要选择mA或频率输出外还要考虑到特殊的保护或过滤器。
6、选择怎样的励磁电压
输出信号的类型决定选择怎么样的励磁电压。许多变送器有内置的电压调节装置,因此其电源电压范围较大。
有些变送器是定量配置,需要一个稳定的工作电压,因此,工作电压决定是否采用带有调节器的传感器,选择传送器时要综合考虑工作电压与系统造价。
7、是否需要具备互换性的变送器
确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统。一般来讲这一点很重要,尤其是对于OEM产品。一旦将产品送到客户手中那么客户用来校准的花销是相当大的。
如果产品具有良好的互换性,那么即使改变所用的变送器也不会影响整个系统的效果。
8、变送器超时工作后需要保持稳定度
大部分变送器在经过超额工作后会产生“漂移”,因此很有必要在购买前了解变送器的稳定性,这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。
9、变送器的封装
变送器的封装,往往容易忽略是它的机架,然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。
在选购变送器时一定要考虑到将来变送器的工作环境,湿度如何,怎样安装变送器,会不会有强烈的撞击或振动等。
扩散硅压力变送器的选型应该参考哪些要点呢,下面来和维库仪器仪表网小编来探讨一下吧!
1、产品量程的确定从产品绝对安全考虑,一般选择使工作压力值在标准量程值的60%-80%为宜,整个测量系统中可能出现的异常情况所导致的过载压力不得超过产品允许的最大过载。
测量动态管路液体压力时,还应考虑水垂效应,适当增大产品载量,亦可向我所进行技术咨询。
2、产品精度选择产品等级按多项参数分档,档级越高,价格越贵。用户可依据所检测工况要求各项和某单项参数精度指标,以便用较低的价格实现较高的精度要求。
产品给出的三项精度指标是采用国际最小二乘法或端基平移法计算的。选用传感器时。
精度等级确定应根据测量系统分配发给传感器的最大误差选项取。有时还应考虑零位时漂、零位和满度温度系数带入的附加误差。
3、传感器、变送器的选择用户根据自己所测压力的性质,首先应确定选择表压(相对于当地大气压)、差压、绝对压力或负压品种。
如果测量液位,还要确定液位上方是自由大气压还是密封容器压力。如果测量密封承压容器内的液位就应该选用差压产品。
4、扩散硅压力变送器选择产品的使用温度范围产品在出厂前已经过线性温度补偿。其中有些系列的变送器在组装了电路后又进行了综合温度补偿。补偿范围在单项产品介绍中已标出。如用户有特殊要求,可与我公司协商。
对于使用温度范围宽而又要求总精度高的用户,还可在二次仪表数据处理中采用软件执行温度误差修正。超过补偿区使用,温度系数指标可能会超标,但仍可使用。
长期在温度极限区工作,产品寿命将大大缩短。用户使用工况如长期在低温或超指标高温区工作。可与我公司协商特制。
5、差压传感器、变送器的选择通用差压传感器、变送器通常使用在高压端压力高于低压端压力的正差压情况下,虽然扩散硅传感器都可同样用于负差压,一般两引压端基本对称,但负压端一般不另标定,如用户要求两引压端高对称性,需特别告知。
低压端在系统中有可能出现的超负量程使用,此时需与我公司协商。
6、频响特性扩散硅压力变送器固有频率相对于其它产品较高,除此之外更多的情况是传感器结构的引压腔结构参数影响和传感器结构基体刚体的尺寸影响,后者不可能不限长,故主要还是引压腔影响,可商量解决。