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差压变送器的应用分析与故障诊断

发布时间:2018/2/16 12:27:24 点击量:

一、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。

二、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。

三、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。

四、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-=P1-2PS,

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+)+(ρh+)-(P-+ρh-)=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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