壓力變送器的故障診斷及解析

壓力變送器是工業(yè)實踐中非常為常用的一種傳感器， 其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。壓力變送器是壓力檢測系統(tǒng)的重要組成部分。由各種壓力敏感元件將被測氣體或液體的壓力信號轉(zhuǎn)換成標準的電流信號（4-20mA），以供給顯示儀表進行二次測量，顯示壓力值。目前鄭州分公司普遍使用的是智能壓力變送器，智能壓力變送器以微處理器為核心，以數(shù)字技術(shù)為基礎，具有準確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好、能進行遠程通訊、能夠進行現(xiàn)場組態(tài)、能與PLC 進行數(shù)字通訊等特點。

隨著工業(yè)的發(fā)展，壓力變送器的應用越來越廣泛， 在應用的過程中出現(xiàn)的問題也就越來越多， 因安裝、使用和維護人員的技術(shù)的差異，也造成了出現(xiàn)問題不能及時的進行維修，對生產(chǎn)以及安全造成了極大的隱患。本文就從現(xiàn)場的維護維修的目的出發(fā)，根據(jù)壓力變送器常見的問題，提出自己的一些體會，希望對現(xiàn)場的維修人員有所幫助。

1、工作原理

       在油氣管道中采用的是智能式壓力變送器，智能式壓力變送器主要有電容式壓力變送器和擴散硅式壓力變送器兩種類型。

1.1 電容式壓力變送器

       測量膜盒內(nèi)充以填充液(硅油)，中心感應膜片(可動電極)1和其兩邊弧形固定電極分別形成電容 C1 和 C2,?當被測壓力加在測量側(cè) 3 的隔離膜片 4 上后，通過腔內(nèi)填充液的液壓傳遞，將被測壓力引入到中心感應膜片，使中心感應膜片產(chǎn)生位移，因而使中心感應膜片與兩邊弧形固定電極的間距不再相等， 從而使C1 和 C2 的容量不再相等，通過轉(zhuǎn)換部分的檢測和放大，轉(zhuǎn)換為4-20mA 的直流電流信號輸出。

焊接密封圈

       1 一中心感應膜片(可動電極)；2 一固定電極；3 一測量側(cè)； 4一隔離膜片

1.2 擴散硅式壓力變送器

       v 以 N 型單晶硅膜片作敏感元件， 通過擴展雜質(zhì)使其形成四個 P 型電阻,并組成電橋。 當膜片受力后，由于半導體的壓阻效應，電阻值發(fā)生變化，使電橋有相應輸出。

擴散硅式壓力傳感器

       當介質(zhì)的壓力信號作用于傳感器時， 壓力傳感器就將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號， 經(jīng)差分放大和輸出放大器放大， 非常后經(jīng)V/A 電壓電流轉(zhuǎn)換成與被測介質(zhì)的壓力成線性對應關系的4-20mA 標準電流輸出信號。

2、應用中的故障判斷及分析

       壓力變送器大部分故障都是在安裝和使用不當造成的，歸納起來有以下方面。 一次元件堵塞或安裝形式不對，取壓點不合理；第二、變送器過程法蘭中有雜物，造成測量死區(qū)；第三、變送器接線不正確，電壓過高或過低，線路虛接；第四、安裝方式和現(xiàn)場環(huán)境要求技術(shù)不符。 根據(jù)油氣管道 SCADA 系統(tǒng)壓力變送器常見故障現(xiàn)象的分析、判斷和處理經(jīng)驗，總結(jié)了以下故障和分析解決過程，僅供參考。

2.1 站控機上無指示

（1）可能電源保險燒斷，檢查電源保險，更換新的。

（2）可能儀表電纜接地，檢查儀表電纜，排除接地故障。

（3）可能儀表防爆接線盒內(nèi)進水了，排除盒內(nèi)積水，并加固密封。

（4）使用有 Hart 功能的手操器連接變送器，如果連接不上（連接正確，設備完好），變送器模塊損壞，更換變送器變送模塊。

（5）可能計算機模件通道有故障，由工藝告訴計算機處理。

（6）可能供電電壓太低，檢查電路，排除其相應故障。

（7）可能儀表電源正負極接反，檢查并改正接線。

（8）可能儀表輸出超量程過大，排除其故障。

2.2 現(xiàn)場儀表指示正常，但站控機指示偏低

（1）可能儀表電纜負極接地，檢查儀表電纜，排除接地故障。

（2）可能儀表本身負極有接地故障，檢查儀表負極接線端子，排除其接地故障，或更換新儀表。

（3）可能 PLC、站控機與儀表量程設定不一致，檢查、核對儀表和 PLC 掌控機的設定量程。

2.3 儀表指示不準

（1）可能零位不準或漂移，重新調(diào)整零位，并檢查是否零漂。

（2）未帶沖洗軸的儀表，可能正負引壓管、膜盒出有雜質(zhì)堵塞，疏通并把雜質(zhì)排放干凈；帶沖洗軸的儀表，可能正負引壓管、膜盒出有重雜質(zhì)堵塞，打沖洗軸或用打壓泵疏通；帶反吹掃的儀表，可能正負引壓管、膜盒出有雜質(zhì)堵塞，反吹掃系統(tǒng)有些堵，疏通并把雜質(zhì)排放干凈。

（3）可能引壓管、三閥組等各接頭處有滲漏，檢查漏電并處理。

（4）可能量程不準，重新校驗儀表。

（5）可能供電電壓偏低，檢查電路，排除其相應故障。

（6）可能站控機與儀表量程設定不一致，檢查、核對儀表和PLC 掌控機的設定量程。

2.4 儀表變化不靈敏

（1）可能阻尼過大，調(diào)整阻尼。

（2）可能引壓管、膜盒出有重雜質(zhì)堵塞，疏通并把雜質(zhì)排放干凈。

（3）可能調(diào)節(jié)閥動作不靈敏，檢查并處理好調(diào)節(jié)閥故障。

2.5 儀表波動較大

（1）可能阻尼過小，調(diào)整阻尼。

（2）可能工藝本身波動，和工藝一起確認。

（3）可能 PID 參數(shù)調(diào)節(jié)不當，協(xié)助工藝調(diào)整 PID 參數(shù)。

3、壓力變送器的日常維護

（1）防止渣滓在導管內(nèi)沉積。

（2）導壓管應安裝在溫度波動小的地方。

（3）首先應當防止壓力變送器與腐蝕性或過熱的介質(zhì)接觸。

（4）測量液體壓力時，取壓口應開在流程管道的側(cè)面，以避免沉積積

（5）測量液體壓力時，壓力變送器的安裝位置應避免液體的沖擊，以免壓力變送器過壓損壞。

（6）接線時，將電纜穿過防水接頭或繞性管并擰緊密封螺帽，以防雨水等通過電纜滲漏進變送器殼體內(nèi)。

（7）冬季發(fā)生冰凍時，安裝在室外的壓力變送器必須采取防凍措施，避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹，導致傳感器損失。

（8）冬季發(fā)生冰凍時，安裝在室外的變送器必須采取防凍措施，避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹，導致傳感器損失。

（9）測量氣體壓力時，取壓口應開在流程管道頂端，并且壓力變送器也應安裝在流程管道上部，以便積累的液體容易注入流程管道中。

4、結(jié)語

在工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)達的今天，壓力變送器在工業(yè)控制當中扮演著重要的角色，參與了工業(yè)監(jiān)視和控制，因此，對壓力變送器故障的準確判斷，有助于生產(chǎn)的盡快恢復，同時也是安全生產(chǎn)的巨大保障。