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差压变送器在应用中的故障诊断与分析 变送器技术指标

时间：2020-07-29    来源：仪多多仪器网    作者：仪多多商城     
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。

当流量减小时，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。

设减小后的流量为F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量减小后的变送器输出值。

由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F1时，P1+= P2+；

当实际流量由F1减小到F2时，管道中的静压也相应的降低，设降低值为P0；同时，当实际流量下降至F2时，P2-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P0’。

此时，P2-与P1-的关系为：-

P2-= P1-- P0+ P0’
P2= P2+- P2-= P1+-( P1-- P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)
F’2=K = K

这样：

当 P0=P0?时 则：F’2=K =K F’2= F’2 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
一般情况下，导压管的堵原因主要是由于测量导压管不定期排污或测量介质粘稠、带颗粒物等原因造成。

3.2 导压管泄漏

以正导压管泄漏来分析导压管泄漏出现的故障现象。如图1所示，莱钢集团公司某加热炉仪表控制阀用净化风总管线的流量测量方式为：节流孔板+差压变送器。装置生产正常时的用风流量基本是稳定的，但在后期的生产过程中发现用风流量比正常值下降了很多。

经过检查，二次仪表(DCS)组态及电信号回路工作正常，变送器送检定室标定正常，于是怀疑问题出现出导压上，经过检查，由于正导压管焊接不好造成泄漏所至，经过补焊堵漏后，流量测量恢复正常。

下面我们分析正导压管泄漏时反映出的故障现象。

正导压管泄漏的现象是：变送器输出下降、上升及不变

分析：

当流量上升时，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，

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

因流量增加，管道静压增加为P0，随着流速的增大，实际压管静压减小为P0?，正压管泄漏降压下降为Ps

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

那么

当：P0?=Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出不变
当：P0?>Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出增加
当：P0?
当流量下降时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响

设下降后的实际流量为F2，即：F2
因流量下降，管道静压下降值P0，同时由于流体流速下降，负压管静压增加P0?，正压管泄漏降压下降为Ps

则：P2+= P1+-P0-Ps，P2- = P1- -P0+ P0?
P2= P2+- P2- = P1-( Ps + P0’)
F’2=K =K

即：当流量下降时，变送器输出总是小于实际流量。

实际上，当泄漏量非常小的时候，由于种种原因，工艺操作或仪表维修护人员很难发现，只有当泄漏量大，所测流量与实际流量相比有较大误差时才会发现，这时即使是实际流量上升，总是P0’ <
即： P2<< P1，
F’2<
上述仪表控制阀用净风管线的流量测量就这属于这种情况。

3.3 平衡阀泄漏

设流量为F， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为平衡阀泄漏前的变送器(带开方)输出值

我们假设管道内流体流量在没有变化的情况下做分析

设泄漏的压力为PS，

则：泄漏后的正负导压管的静压为：

P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，则
F’2=K = K

即：F’2
3.4 气体流量导压管积液情况下的变送器测量误差

由于气体流量取压方式不对或导压管安装不符合要求(与水平成不小于1：12的斜度连续下降) 时,常常造成导压管内部积存液体的现象。这种现象的出现，往往会致使测量不准，如果在变送器量程很小的情况下，甚至会造成变送器输出的一些波动。

如图4，莱钢大型1#1880高炉的煤气流量测量系统，系统为节流孔板+差变送器，取压方式为环室取压，煤气流动方向为向下，放空方式为安全考虑，设为集中式排放。


图4

本测量系统刚投用时工作正常，运行一段时间以后，测得的流量逐渐变大，放空后正常，工作一段时间后，测得的流量又逐渐变大。

经过检查，二次仪表(DCS)组态及电信号回路工作正常，变送器送检定室标定正常，用侧漏仪表查双侧导管正常。经过分析，为煤气脱水干燥不净，煤气中含水，由于液体自上而下流动，部分水聚集于孔板正压测，并逐渐沿正压导压管流动集中至最下端，造成正负导压管中积液高度不一至，差压变送器测量出现正向误差，显示为流量增大。

分析：

设正导压管取压点压力为P+，负导压管取压点压力为P-，差压变送器正端压力为P+?，差压变送器负端压力为P-?。

P= P+- P-
P’= P+?- P-?

正常测量下：

P= P?

设正常测量状态下的流量为F，则 F=K

这里 K为常系数。

设液体水的密度为ρ，则在正导压管积液高度为h+,负导压管积液高度为h-的情况下：

P+?= P++ρgh+
P-?= P-+ρgh-
P?= P+?- P-?= P++ρ h+-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)

则变送器输出为：

F?=K

当h+>h-时 变送器实际测得的差压增大，输出流量信号变大，
当h+
即：变送器测量输出的流量信号与实际流量不符，产生测量误差。

这里，由于正压导管取压方式的原因，随着时间的增加，h+逐渐大于h-，测得的流量也增大。

经过典型故障案例，对使用差压变送器的测量回路由于导压管原因造成回路测量故障做了一些分析，这几种故障都是在仪表设备维护中非常常见的，通过分析可以看到，无论是导压管堵塞、还是导压管中积水，同样的故障，其表征出来的现象有时并不同，所以我们在分析问题时应该是辩证的，具体情况具体分析。

4、结束语

以上我们探讨了差压变送器的安装方法、注意事项及差压变送器测量回路故障的诊断，实际上，由于压力变送器与差压变送器测量应用上的相通性原因，本文中有些方法也同样适用于压力变送器的安装和故障诊断。
智能温度变送器的那些特点及应用介绍

    头部安装式智能温度变送器，用于热电阻（RTD）、热电偶（TC）、电阻（Ω）、电压（mV）信号输入，二线制4~20mA模拟输出，通过HART协议组态，安装于传感器内部（Form B）。

    智能温度变送器特点

    通过HART协议，使用PDA手操器或PC进行组态

    热电阻输入种类更多，多达11种

    热电偶输入种类覆盖广泛

    电阻输入值更宽，高达2KΩ

    电压输入范围更广，-100~2000mV

    精度高，内置冷端补偿

    电气隔离2000VAC

    智能温度变送器的应用场合

    温度变送器带HART协议，用于将各种输入信号转换为4~20mA输出信号

    输入：热电阻（RTD）、热电偶（TC）、电阻（Ω）、电压（mV）

    智能温度变送器环境条件

    工作温度：-40℃~+85℃

    储藏温度：-40℃~+100℃

    冷凝：允许

    防护等级：IP00；IP66（安装）

    抗震性：4g/2~150Hz

    电压影响：忽略不计

    智能温度变送器安装条件

    安装角度：不限

    安装区域：B型顶部盒式安装

    测量精度

    精度等级：≤0.2℃或0.08%

    测量精度与所设的测量范围有关

标签: 智能温度变送器
智能温度变送器标签： 智能温度变送器的那些特点及应用介绍_智能温度变送器组合标题：   无线温湿度变送器是新一代数据记录仪，汲取国外同类产品优点并结合我国特点自主设计，可同时对温度、湿度进行记录，并采用无线传输的通讯方式，将记录信息发回监控电脑，用户可远程修改变送器的任何设置。
  无线温湿度变送器集成高精度温湿度传感器、无线通信、低功耗等技术，具有测量精度高、抗干扰能力强以及较强的稳定性等特点。本产品以电池供电，在工程实施中避免了大工作量的通讯线缆、管线、供电线路的铺设，用户也可根据现场实际使用情况，方便的调整安装的位置。该设备测量范围宽，能适用于大多数工业级使用环境；配备显示屏，多能同时显示双温度值；内部设计有报警功能模块，可实现高、低温声光报警；报警上下限可通过菜单设置。
  无线温湿度变送器安装与维护
  （1）若数据发送时，屏幕出现明显的闪烁现象，或接收主机、网关显示9000左右的极大值，表明电池电量不足，需要更换电池，若显示-9990则表示该传感器数据丢失。
  （2）若接收主机开启后发现某个无线传感器长时间没有接收到数据，可考虑重启一下主机。或检查该无线传感器是否正常开启，如电源插头是否有接触不良的情况。
  （3）若现场出现所有的无线传感器信号接收不正常，请检查设置是否有错误，或者现场是否有不明同频干扰源，可以尝试更改信道。
  （4）该仪表尽可能地被放置在较高及周围较空旷的地方，建议离地1米以上；避免在传感器周围放置金属物体，以免无线信号被屏蔽减弱；电子干扰会来源于以下多种物体，所以应该加以避免如发动机、高电流设备、继电器、变压器等等。另外振动或打击也可能会是干扰的来源。所以为了使模块的性能稳定可靠，建议仪表的放置部位应尽可能静止；（5）传感器禁止放置在金属屏蔽壳体内，这样会大大衰减无线信号的传输。
  若有特殊要求，请联系我公司，进行产品的定制


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