关于仪表差压变送器的校验与故障分析

作者:互联网 - QQ日志 -

  【摘 要】本人针对智能型差压变送器的工作原理,校验,调校,故障处理等方面进行了分析与探讨,供相关仪表调校和使用维护人员参考。
  【关键词】变送器;校验;故障;迁移
  前言
  差压变送器在工厂有广泛的应用,主要用于测量液体、气体或蒸汽的差压、压力、液位和密度,然后将其转换成4~20ma.dc信号输出。为保证其正常运行及准确性,定期检查、校准是很有必要的。
  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。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。
  二、差压变送器的校验步骤
  我们知道差压变送器在应用中是与导压管相连接的,通常的做法,需要把导压管和差压变送器的接头拆开,再接入压力源进行校准。这样是很麻烦的,并且工作和劳动强度大,最担心的是拆装接头时把导压管扳断或出现泄漏问题。我们知道不管什么型号的差压变送器,其正、负压室都有排气、排液阀或旋塞;这就为我们现场校准差压变送器提供了方便,也就是说不用拆除导压管就可校准差压变送器。对差压变送器进行校准时,先把三阀组的正、负阀门关闭,打开平衡阀门,然后旋松排气、排液阀或旋塞放空,然后用自制的接头来代替接正压室的排气、排液阀或旋塞;而负压室则保持旋松状态,使其通大气。压力源通过胶皮管与自制接头相连接,关闭平衡阀门,并检查气路密封情况,然后把电流表(电压表)、手操器接入变送器输出电路中,通电预热后开始校准。
  智能型差压变送器校准有"设定量程"、"重定量程"、"微调"之分。其中"设定量程"操作主要是通过lrv.urv的数字设定来完成配置工作,而"重定量程"操作则要求将变送器连接到标准压力源上,通过一系列指令引导,由变送器直接感应实际压力并对数值进行设置。而量程的初始、最终设置直接取决于真实的压力输入值。但要看到尽管变送器的模拟输出与所用的输入值关系正确,但过程值的数字读数显示的数值会略有不同,这可通过微调项来进行校准。由于各部分既要单独调校又必需要联调,因此实际校准时可按以下步骤进行:(1)先做一次4-20ma微调,用以校正变送器内部的d/a转换器,由于其不涉及传感部件,无需外部压力信号源;(2)再做一次全程微调,使4-20ma、数字读数与实际施加的压力信号相吻合,因此需要压力信号源;(3)最后做重定量程,通过调整使模拟输出4-20ma与外加的压力信号源相吻合,其作用与变送器外壳上的调零(z)、调量程(r)开关的作用完全相同。
  问题讨论:有的人认为,只要用hart手操器就可改变智能变送器量程,并可进行零点和量程的调整工作,而不需要输入压力源,但这种做法不能称为校准,只能称为"设定量程"。真正的校准是需要用一台标准压力源输入变送器的。因为不使用标准器而调量程(lrv、urv)不是校准,忽略输入部分(输入变送器的压力)来进行输出调节(变送器的转换电路)不是正确的校准。再者压力、差压检测部件与a/d转换电路、电流输出的关系并不对等,校准的目的就是找准三者的变化关系。强调一点:只有对输入和输出(输入变送器的压力、a/d转换电路、环路电流输出电路)一齐调试,才称得上是真正意义上的校准。
  三、关于调校后的几点建议
  调校工作结束后,要把排气、排液阀或和旋塞旋回原位,并应缠上生料带,要旋紧保证不泄漏,但旋紧前应该先进行正、负压室的排气、排液工作。此时还可利用工艺压力,进行简易的变送器静压误差检查工作。
  四、差压变送器故障诊断
  差压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: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;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,否则可进行下一步查找,如:智能差压变送器不能正常hart远程通讯,可将电源从仪表本体上断开,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;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;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、差压变送器的迁移故障分析
  在工业生产中应用差压变送器测量液面时,如果差压变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上,就不需要迁移。而在实际应用中,出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑,测量仪表不一定都能与取压点在同一水平面上;又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体,不能直接把介质引入测压仪表,必须安装隔离液罐,用隔离液来传递压力信号,以防被测仪表被腐蚀。这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读数的影响,为了能够正确指示液位的高度,差压变送器必须做一些技术处理——即迁移。迁移分为无迁移、负迁移和正迁移。
  正迁移故障:判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先应关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,此时仪表输出应低于4ma。如果输出不低于4ma,可能是正压室引线或三阀组有些堵。其次,关闭正压室取压点,打开放空开关,这时输出应为4ma。如果输出低于4ma,可能是迁移量变小或零位偏低;若灌有隔离液,可能是隔离液没有灌满或从旁处漏掉;如果输出高于4ma,说明迁移量变大或零位偏高。
  负迁移故障:判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,仪表输出应为20ma。其次,关闭正、负压室取压点,打开放空开关,此时,仪表输出应为4ma,如果不为20ma或4ma,应检查正、负压室引线是否堵,迁移量是否改变,零位是否准确,隔离液是否流失等。
  结束语
  液位的准确控制是生产装置稳定运行的前提保证,只有掌握了差压变送器测液面的工作原理与故障分析方法才能在实际应用中灵活运用,及时准确的处理现场仪表出现的故障,提高仪表测量的准确性,减少仪表的日常维护量,提高仪表维护使用人员的工作效率。
  参考文献
  [1]蒋志良,王瑞玲.eja系列智能变送器的应用.仪表技术与传感器,2000,9
  [2]董伟成,辛庆儒.智能变送器使用中的几个问题.石油化工自动化,2001,2

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