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简单分析变送器在进行压力、液位、流量测量时常见的几种故障

来源:上海上自仪公司作者:上海上自仪公司网址:http://www.dirtybabyfashion.com

随着工业过程自动化程度的不断提高,变送器作为自动控制系统中的一个重要组成部分,被广泛应用于温度、压力、液位、流量、成分等测量中。变送器种类较多,有重庆川仪的EJA 系列、罗斯蒙特、三畅的1151、3051 系列、ABB 的600T、2600 系列。这些变送器都带有HART 通讯协议,HART,即高速可寻址远程变送协议( Highway AddressableRemote Transducer) 。这些变送器对温度、压力、液位、流量等物理量进行测量,并转换成统一的4—20mA 标准信号,能够为生产工艺提供更好的准确度、长期稳定性和可靠性。本文主要针对变送器在进行压力、液位、流量测量时常见的几种故障进行简单分析。


        变送器的工作原理: 来自于现场的差压信号通过测量膜片转换为可测量的电容量,再通过A/D 转换器将电容量转换为数字量信号,数字量信号再送至微处理器进行信号的特征化、量程设置、参数调整及设备信息写入等处理,同时进行通讯等操作,数字量信号再通过D/A 转化器转换成模拟信号输出。弄懂了变送器的工作原理,就比较容易分析应用中的一些故障现象。


一、由于迁移量不正确导致指示偏差

    变送器在使用过程中,为了维护方便通常安装位置与取压口不在同一水平位置上,而是安装在地面或便于维护的开阔地方,这样就要对变送器进行相应的迁移调整,迁移量不准确会使测量结果产生很大的偏差。例如: 一台测量中压蒸汽压力的变送器,变送器安装在取压口下方8. 5 米的地面,变送器进行周期检定合格,安装后工艺人员根据经验值发现指示偏高80Kpa 左右,管路无泄漏,在参数检查时发现变送器没进行正迁移设置从而导致输出偏高,重新设置后指示正常。一般变送器用于密闭罐液位测量要进行负迁移,用于压力测量时安装位置在取压口下方要进行正迁移,安装位置在取压口上方要进行负迁移。我们在计算迁移量时可以根据变送器与取压口的垂直高度及隔离液的密度进行计算,也可以将变送器安装后在零的状态下通过通讯器读出PV 值直接进行迁移。


二、由于正、负压侧有泄漏导致指示偏差

    智能差压变送器在测量液位或与流量一次件配合测量流量时,经常会出现指示偏高或偏低的现象,可能的原因较多。我们在测量液位或流量时,设备的正、负压侧的取压口通常要经过一次手阀、隔离罐、三阀组再连接到变送器的正、负压侧,这样任何一个接头出现泄漏都会影响测量结果。通过变送器的工作原理我们知道,变送器是通过将正、负压侧的压差信号进行转换而进行测量的,变送器的任一环节出现泄漏都改变了压差信号的真实性。当正压侧手阀、管接头或平衡阀出现泄漏时,差压信号偏低,输出偏低; 同理负压侧出现泄漏时输出会偏高。


三、由于保温伴热失控引起的偏差

    变送器在北方的户外使用,冬季都需要进行保温伴热,才能进行正常使用,保温伴热时要根据变送器的使用温度进行控制,否则会影响变送器的测量。伴热温度过高会导致引压管内的介质发生汽化,从而影响测量; 当伴热失效引压管内介质会冻结也会影响测量,因此,有伴热的变送器要做好温度控制及巡回检查,以保证变送器的正常工作。


四、通讯器指示值与输出值不一致

    原料储罐的液位显示,这部分参数由液位变送器将信号送至DCS 集中显示而不参与控制,重要原料每月公司要进行成本核算,核算前通常是通过趋势图观察无异常,再用HART通讯器进行参数确认,有时会出现通讯器中的液位指示与DCS显示的液位不一致,将电流表串入回路,电流表指示与通讯器电流指示不一致,变送器检定合格,检查DCS 的模拟量输入卡,卡件无问题,检查线路也无问题,这是为什么呢?

    经过仔细分析我们找到了问题所在,这种差压变送器经由测量膜片检测到的差压信号以电容量由A/D 转换器转换成数字信号,在微处理器中进行运算处理,处理结果再由D/A 转换器转换为模拟量信号输出,HART 通讯器是在4———20mA 的信号回路上叠加上高频信号,将变送器的微处理器中各种变量以数字方式传送到其它具有HART 协议的设备上,而DCS 上的显示值是D/A 转换器之后的输出值,问题就出在D/A 转换器的误差上,进行D/A 调整即可消除误差。


    变送器在使用过程中,影响测量的因素还有很多,使用环境、测量介质的性质、硬件质量、信号干扰及运行维护等,都会不同程度影响变送器的使用,例如: 由于工业生产的不稳定及测量介质的性质,经常会出现膜盒挂垢、变形或膜盒损坏,变形严重或损坏的就会导致变送器无法使用。变送器的频繁拆、装或解体检查及膜盒的轻微变形,会导致变送器零点漂移或线性度受影响,这些故障可以通过使用HART 通讯器进行传感器调整。干扰信号也会导致输出波动,要注意变送器的安装环境及接地线的连接。以上是变送器使用维护中的一点心得,仅供大家参考。