寶德壓力變送器工作原理及故障診斷

寶德壓力變送器工作原理及故障診斷
在測量過程中，變速器常常會出現一些故障，對正在進行了生產來說，及時判定分析和理行是至關重要的。根據日常維護中的經驗，人們總結歸納了一些判定分析方法和分析流程。
(1)調查法?；仡櫣收习l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、導壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關狀態等。
(3)檢測法。
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，否則可進行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從儀表本體上斷開，用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信而干擾通訊。
短路檢測：在保證安全的情況下，將相關部分回路短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導壓管斷開，從一次取壓閥外將差壓信引到差壓力變送器雙側，觀察變送器輸出，以判斷導壓管路的堵、漏的連通性。
替檢測：將懷疑有故障的部分更，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發生故障，可臨時更一塊，以確定原因。
分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信輸出、信變送、信檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。
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典型故障案例
1、導壓管堵塞
以正導壓管堵塞為例來分析導壓管堵塞出現的故障現象。在儀表維護中，由于差壓變送器導壓管排放不及時，或介質臟、粘等原因，容易發生正負導壓管堵塞現象，其表現特征為：變送器輸出下降、上升或不變。當流量增加時，對變送器(變送器本身進行輸出信開方)輸出的影響：
設原流量為F1，P1=P1+-P1-，F'1=K，F'1為變化前的變送器輸出值，
設增加后的流量為F2，(即：F2>F1)，P2=P2+-P2-，F'2=K，F'2為流量增加后的變送器輸出值。
由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F2時，P1+=P2+；
當流量增加時，P2-出現如下變化：因為實際流量增加為F2，則與原流量F1時相比，管道內的靜壓力也相應增加，設增加值為P0，同時P2-因管道中流體流速的增加而產生的靜壓減小，減小值為P0?，此時P2-與P1-的關系為：
P2-=P1-+P0-P0?
則：P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0?)=P1+(P0?-P0)
則：F'現=K=K
同樣：
當：P0=P0?時，則：F'2=K =K，F'2= F'1，變送器輸出不變。
當：P0>P0?時，則：F'2=K =K，F'2< F'1，變送器輸出變大。
當：P0 F'1，變送器輸出變小。
當流量減小時，對變送器(變送器本身進行輸出信開方)輸出的影響。
設原流量為F1，P1=P1+-P1-，F'1=K，F'1為變化前的變送器輸出值。
設減小后的流量為F2，(即：F2> F1)，P2=P2+-P2-，F'2=K，F'2為流量減小后的變送器輸出值。
由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F1時，P1+=P2+；
當實際流量由F1減小到F2時，管道中的靜壓也相應的降低，設降低值為P0；同時，當實際流量下降至F2時，P2-值也要因為管內流體流速的降低而升高，設升高值為P0’。
此時，P2-與P1-的關系為：
P2-=P1-－P0+ P0’
P2=P2+-P2-=P1+-(P1-－P0+ P0')=P1+(P0-P0')
F'2=K=K
這樣：
當：P0=P0?時，則：F'2=K=K，F'2= F'2，變送器輸出不變；
當：P0>P0?時，則：F'2=K=K，F'2> F'1，變送器輸出變大；
當：P0一般情況下，導壓管的堵原因主要是由于測量導壓管不定期排污或測量介質粘稠、帶顆粒物等原因造成。
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2、導壓管泄漏
以正導壓管泄漏來分析導壓管泄漏出現的故障現象。如圖1所示，萊鋼集團某加熱爐儀表控制閥用凈化風總管線的流量測量方式為：節流孔板+差壓變送器。裝置生產正常時的用風流量基本是穩定的，但在后期的生產過程中發現用風流量比正常值下降了很多。
經過檢查，二次儀表(DCS)組態及電信回路工作正常，變送器送檢定標定正常，于是懷疑問題出現出導壓上，經過檢查，由于正導壓管焊接不好造成泄漏所至，經過補焊堵漏后，流量測量恢復正常。
下面我們分析正導壓管泄漏時反映出的故障現象。
正導壓管泄漏的現象是：變送器輸出下降、上升及不變
分析：
當流量上升時，對EJA變送器(變送器本身進行輸出信開方)輸出的影響
設原流量為F1，P1=P1+-P1-，F'1=K，F'1為變化前的變送器輸出值
設增加后的實際流量為F2，(即：F2>F1)，F'2=K，F'2為流量增加后的變送器輸出值。
因流量增加，管道靜壓增加為P0，隨著流速的增大，實際壓管靜壓減小為P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps
則：
P2+=P1++P0-Ps，P2-=P1-+P0-P0?
P2=P2+-P2-=P1+(P0?-Ps)
那么
當：P0?=Ps，正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出不變
當：P0?>Ps，正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出增加
當：P0?當流量下降時，對變送器(變送器本身進行輸出信開方)輸出的影響
設下降后的實際流量為F2，即：F2因流量下降，管道靜壓下降值P0，同時由于流體流速下降，負壓管靜壓增加P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps
則：
P2+=P1+-P0-Ps，P2-=P1--P0+P0?
P2=P2+-P2-=P1-(Ps+P0')
F'2=K =K
即：當流量下降時，變送器輸出總是小于實際流量。
實際上，當泄漏量非常小的時候，由于種種原因，工藝操作或儀表維修護人員很難發現，只有當泄漏量大，所測流量與實際流量相比有較大時才會發現，這時即使是實際流量上升，總是P0'<即：
P2<< P1，
F'2<上述儀表控制閥用凈風管線的流量測量就這屬于這種情況。
3、平衡閥泄漏
設流量為F，P1=P1+-P1-，F'1=K，F'1為平衡閥泄漏前的變送器(帶開方)輸出值
我們設管道內流體流量在沒有變化的情況下做分析
設泄漏的壓力為PS，
則：
泄漏后的正負導壓管的靜壓為：
P2+=P1+-PS，P2-=P1-+PS
P2=P2+-P2-=P1-2，PS，
則：
F'2=K=K
即：
F'2解析
4、氣體流量導壓管積液情況下的變送器測量
由于氣體流量取壓方式不對或導壓管安裝不符合要求(與水平成不小于1:12的斜度連續下降) 時,常常造成導壓管內部積存液體的現象。這種現象的出現，往往會致使測量不準，如果在變送器量程很小的情況下，甚至會造成變送器輸出的一些波動。
萊鋼大型1#1880高爐的煤氣流量測量系統，系統為節流孔板+差變送器，取壓方式為環取壓，煤氣流動方向為向下，放空方式為安全考慮，設為集中式排放。
本測量系統剛投用時工作正常，運行一段時間以后，測得的流量逐漸變大，放空后正常，工作一段時間后，測得的流量又逐漸變大。
經過檢查，二次儀表(DCS)組態及電信回路工作正常，變送器送檢定標定正常，用側漏儀表查雙側導管正常。經過分析，為煤氣脫水干燥不凈，煤氣中含水，由于液體自上而下流動，部分水聚集于孔板正壓測，并逐漸沿正壓導壓管流動集中至zui下端，造成正負導壓管中積液高度不一至，差壓變送器測量出現正向，顯示為流量增大。
分析：
設正導壓管取壓點壓力為P+，負導壓管取壓點壓力為P-，差壓變送器正端壓力為P+?，差壓變送器負端壓力為P-?。
P=P+-P-
P'=P+?-P-?
正常測量下：
P=P?
設正常測量狀態下的流量為F，則F=K
這里K為常系數。
設液體水的密度為ρ，則在正導壓管積液高度為h+,負導壓管積液高度為h-的情況下：
P+?=P++ρgh+
P-?=P-+ρgh-
P?=P+?-P-?=P++ρh+-(P-+ρh-)=P+ρ(h+-h-)
則變送器輸出為：
F?=K
當h+>h-時，變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信變大，
當h+即：變送器測量輸出的流量信與實際流量不符，產生測量。
以上是對于測量診斷壓力變送器故障的方法，還有更多的方法等待我們去發現，去解決
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