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差压变送器在应用中的故障诊断和分析

信息来源:gkong.biz  时间:2009-03-24  浏览次数:79

  一、 前言
  随着社会工业化发展,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,甚至威及生产安全。
  二、 差压变送器的工作原理:
  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。
  三、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。
  2. 利用液体自身重力产生的压力差,测量液体的高度。
  3. 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。
  四、 应用中的故障判断及分析
  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:
  1) 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,否则可进下步查找,如:智能差压变送器不能正常Hart远程通讯,可将电源从表体上断开,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。
  2) 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。
  3) 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。
  4)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。
  五、几个典型测量回路的故障分析
  下面我仅以导压管故障为例,来分析差压变送器测量回路故障。
  1. 导压管堵塞:
  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,正负导压管堵塞是经常发生的事。
  当实际流量由F前减小到F后时,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F后时,P-值也要因为管内流体流速的降低而升高,设升高值为P0’。
  即:△P=( P+-P0 )-( P-+P0′)此时变送器输出值应减小。
  2. 正导压管泄漏:
  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△P泄漏后<<△ P泄漏前,F泄漏后<3. 平衡阀泄漏:
  设泄漏前压力为P1,泄漏后压力为P2, P1= P1+- P1- ,F1为平衡阀泄漏前的变送器输出值,F2为平衡阀泄漏后的变送器输出值。
  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,
  根据差压与流量的关系得出F24. 气体流量导压管积液情况下的变送器测量误差:
  设正导压管取压点压力为P0+,负导压管取压点压力为P0-,变送器">差压变送器正端压力为P1+,变送器">差压变送器负端压力为P1-。
  P0= P0+- P0-
  P1= P1+- P1-
  正常测量下:
  P0= P1
  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:
  P1+= P0++ρgh+
  P1-= P0-+ρgh-
  P1= P1+- P1-= (P0+)+(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,输出流量信号增大。
  当h+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。

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