簡單分析變送器在進行壓力、液位、流量測量時常見的幾種故障

隨著工業(yè)過程自動化程度的不斷提高，變送器作為自動控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于溫度、壓力、液位、流量、成分等測量中。變送器種類較多，有重慶川儀的EJA 系列、羅斯蒙特、三暢的1151、3051 系列、ABB 的600T、2600 系列。這些變送器都帶有HART 通訊協(xié)議，HART，即高速可尋址遠程變送協(xié)議( Highway AddressableRemote Transducer) 。這些變送器對溫度、壓力、液位、流量等物理量進行測量，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的4—20mA 標(biāo)準(zhǔn)信號，能夠為生產(chǎn)工藝提供更好的準(zhǔn)確度、長期穩(wěn)定性和可靠性。本文主要針對變送器在進行壓力、液位、流量測量時常見的幾種故障進行簡單分析。

        變送器的工作原理: 來自于現(xiàn)場的差壓信號通過測量膜片轉(zhuǎn)換為可測量的電容量，再通過A/D 轉(zhuǎn)換器將電容量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，數(shù)字量信號再送至微處理器進行信號的特征化、量程設(shè)置、參數(shù)調(diào)整及設(shè)備信息寫入等處理，同時進行通訊等操作，數(shù)字量信號再通過D/A 轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。弄懂了變送器的工作原理，就比較容易分析應(yīng)用中的一些故障現(xiàn)象。

一、由于遷移量不正確導(dǎo)致指示偏差

    變送器在使用過程中，為了維護方便通常安裝位置與取壓口不在同一水平位置上，而是安裝在地面或便于維護的開闊地方，這樣就要對變送器進行相應(yīng)的遷移調(diào)整，遷移量不準(zhǔn)確會使測量結(jié)果產(chǎn)生很大的偏差。例如: 一臺測量中壓蒸汽壓力的變送器，變送器安裝在取壓口下方8． 5 米的地面，變送器進行周期檢定合格，安裝后工藝人員根據(jù)經(jīng)驗值發(fā)現(xiàn)指示偏高80Kpa 左右，管路無泄漏，在參數(shù)檢查時發(fā)現(xiàn)變送器沒進行正遷移設(shè)置從而導(dǎo)致輸出偏高，重新設(shè)置后指示正常。一般變送器用于密閉罐液位測量要進行負遷移，用于壓力測量時安裝位置在取壓口下方要進行正遷移，安裝位置在取壓口上方要進行負遷移。我們在計算遷移量時可以根據(jù)變送器與取壓口的垂直高度及隔離液的密度進行計算，也可以將變送器安裝后在零的狀態(tài)下通過通訊器讀出PV 值直接進行遷移。

二、由于正、負壓側(cè)有泄漏導(dǎo)致指示偏差

    智能差壓變送器在測量液位或與流量一次件配合測量流量時，經(jīng)常會出現(xiàn)指示偏高或偏低的現(xiàn)象，可能的原因較多。我們在測量液位或流量時，設(shè)備的正、負壓側(cè)的取壓口通常要經(jīng)過一次手閥、隔離罐、三閥組再連接到變送器的正、負壓側(cè)，這樣任何一個接頭出現(xiàn)泄漏都會影響測量結(jié)果。通過變送器的工作原理我們知道，變送器是通過將正、負壓側(cè)的壓差信號進行轉(zhuǎn)換而進行測量的，變送器的任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)泄漏都改變了壓差信號的真實性。當(dāng)正壓側(cè)手閥、管接頭或平衡閥出現(xiàn)泄漏時，差壓信號偏低，輸出偏低; 同理負壓側(cè)出現(xiàn)泄漏時輸出會偏高。

三、由于保溫伴熱失控引起的偏差

    變送器在北方的戶外使用，冬季都需要進行保溫伴熱，才能進行正常使用，保溫伴熱時要根據(jù)變送器的使用溫度進行控制，否則會影響變送器的測量。伴熱溫度過高會導(dǎo)致引壓管內(nèi)的介質(zhì)發(fā)生汽化，從而影響測量; 當(dāng)伴熱失效引壓管內(nèi)介質(zhì)會凍結(jié)也會影響測量，因此，有伴熱的變送器要做好溫度控制及巡回檢查，以保證變送器的正常工作。

四、通訊器指示值與輸出值不一致

    原料儲罐的液位顯示，這部分參數(shù)由液位變送器將信號送至DCS 集中顯示而不參與控制，重要原料每月公司要進行成本核算，核算前通常是通過趨勢圖觀察無異常，再用HART通訊器進行參數(shù)確認，有時會出現(xiàn)通訊器中的液位指示與DCS顯示的液位不一致，將電流表串入回路，電流表指示與通訊器電流指示不一致，變送器檢定合格，檢查DCS 的模擬量輸入卡，卡件無問題，檢查線路也無問題，這是為什么呢?

    經(jīng)過仔細分析我們找到了問題所在，這種差壓變送器經(jīng)由測量膜片檢測到的差壓信號以電容量由A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在微處理器中進行運算處理，處理結(jié)果再由D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬量信號輸出，HART 通訊器是在4———20mA 的信號回路上疊加上高頻信號，將變送器的微處理器中各種變量以數(shù)字方式傳送到其它具有HART 協(xié)議的設(shè)備上，而DCS 上的顯示值是D/A 轉(zhuǎn)換器之后的輸出值，問題就出在D/A 轉(zhuǎn)換器的誤差上，進行D/A 調(diào)整即可消除誤差。

    變送器在使用過程中，影響測量的因素還有很多，使用環(huán)境、測量介質(zhì)的性質(zhì)、硬件質(zhì)量、信號干擾及運行維護等，都會不同程度影響變送器的使用，例如: 由于工業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定及測量介質(zhì)的性質(zhì)，經(jīng)常會出現(xiàn)膜盒掛垢、變形或膜盒損壞，變形嚴重或損壞的就會導(dǎo)致變送器無法使用。變送器的頻繁拆、裝或解體檢查及膜盒的輕微變形，會導(dǎo)致變送器零點漂移或線性度受影響，這些故障可以通過使用HART 通訊器進行傳感器調(diào)整。干擾信號也會導(dǎo)致輸出波動，要注意變送器的安裝環(huán)境及接地線的連接。以上是變送器使用維護中的一點心得，僅供大家參考。