壓力變送器可以對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理,還可以通過反饋回路對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié),以使采集數(shù)據(jù)達(dá)到較佳。
由于微處理器具有各種軟件和硬件功能,因而它可以完成傳統(tǒng)變送器難以完成的任務(wù)。在日常生產(chǎn)過程中大體碰到的常見故障和處理。
壓力變送器的組成
壓力變送器由智能傳感器和智能電子板兩部分組成,智能傳感器部分包括:電容式傳感器、測(cè)量膜片檢測(cè)電路、溫度傳感器和溫度補(bǔ)償電路等組成;智能電子板板部分包括: 微電腦控制器及外圍電路組成, 完成壓力信號(hào)到4~20mAdc的轉(zhuǎn)換。用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的壓力, 然后將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成4~20mADC 信號(hào)輸出。
壓力變送器還具有以下特點(diǎn):
1.具有自動(dòng)補(bǔ)償能力,可通過軟件對(duì)傳感器的非線性、溫漂、時(shí)漂等進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償可自診斷,通電后可對(duì)傳感器進(jìn)行自檢,以檢查傳感器各部分是否正常,并作出判斷。數(shù)據(jù)處理方便準(zhǔn)確,可根據(jù)內(nèi)部程序自動(dòng)處理數(shù)據(jù),如進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、去除異常數(shù)值等。
2.具有雙向通信功能
微處理器不但可以接收和處理傳感器數(shù)據(jù),還可將信息反饋至傳感器,從而對(duì)測(cè)量過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。可進(jìn)行信息存儲(chǔ)和記憶,能存儲(chǔ)傳感器的特征數(shù)據(jù)、組態(tài)信息和補(bǔ)償特性等。
3.具有數(shù)字量接口輸出功能,可將輸出的數(shù)字信號(hào)方便地和計(jì)算機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)總線等連接。
智能壓力變送器可與手操器相互通訊,通過它進(jìn)行設(shè)定,調(diào)整壓力范圍,監(jiān)控或與上位機(jī)組成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng),它廣泛應(yīng)用于工業(yè)管道中弱腐蝕性液體、氣體、蒸汽的測(cè)量和控制系統(tǒng)。微處理器是智能式壓力變送器的核心。它不但可以對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理,還可以通過反饋回路對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié),以使采集數(shù)據(jù)達(dá)到最jia。
由于微處理器具有各種軟件和硬件功能,因而它可以完成傳統(tǒng)變送器難以完成的任務(wù)。所以智能式壓力變送器降低了傳感器的制造難度,并在很大程主上提高了傳感器的性能。
電容式壓力變送器測(cè)量部分敏感部件采用全焊接結(jié)構(gòu),電子線路部分采用波峰焊接和接插件安裝方式,整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、耐用,故障甚少。對(duì)絕大多數(shù)使用者來就,如發(fā)現(xiàn)敏感部件出現(xiàn)故障,一般無法自行修復(fù),應(yīng)與生產(chǎn)廠家聯(lián)系更換其整體部件。
一、變送器電路部分的檢查
1.接通電源,在給定輸入壓力信號(hào)后,檢查變送器輸出端電壓信號(hào)的狀態(tài)。若無輸出電壓,應(yīng)首先檢查電源電壓是否正常;是否符合供電要求;電源與變送器及負(fù)載設(shè)備之間有無接線錯(cuò)誤。如果變送器接線端子上無電壓或極性接反均可造成變送器無電壓信號(hào)輸出。排除上述原因,則應(yīng)進(jìn)一步檢查放大器板線路中元件有無損壞問題;線路板接插件有無接觸不良現(xiàn)象,可采取對(duì)照正常儀表的測(cè)量電壓與故障儀表對(duì)應(yīng)的測(cè)量電壓相比較的方法,確定故障點(diǎn),必要的情況下可更換有故障的放大器板。在對(duì)流量型變送器檢查時(shí),對(duì)J型放大器板應(yīng)特別要注意采取防靜電措施。
2.接通電源,在給定輸入壓力信號(hào)后,若變送器輸出過高(大于10VDC),或輸出過低(小于2.0VDC),且改變輸入壓力信號(hào)和調(diào)整零點(diǎn)、量程螺釘時(shí)輸出均無反應(yīng)。對(duì)于這類故障,除檢查變送器測(cè)量部分敏感部件有無異常外,應(yīng)檢查變送器放大器板上“振蕩控制電路部分”工作正常與否。高頻變壓器T1-12之間正常峰值電壓應(yīng)為25~35VP-P;頻率約為32kHz。其次檢查放大器板上各運(yùn)算放大器的工作狀況;各部分的元器件有無損壞問題等。此類故障需要更換放大器板。
3.變送器在線路設(shè)計(jì)和工藝裝配質(zhì)量上要求都十分嚴(yán)格,在實(shí)際使用中對(duì)出現(xiàn)的線路故障,經(jīng)檢查確認(rèn)后可以與生產(chǎn)廠家聯(lián)系更換其故障線路板,以確保儀表長期工作的穩(wěn)定性和可靠性。
二、變送器測(cè)量部分的檢查
變送器測(cè)量部分產(chǎn)生的故障,都會(huì)引起變送器無輸出或輸出不正常,因此應(yīng)首先檢查變送器的測(cè)量敏感部件。
1.拆下法蘭,檢查敏感部件隔離膜片有無變形,破損和漏油現(xiàn)象發(fā)生。
2.拆下補(bǔ)償板,不取出敏感部件,檢查插針對(duì)殼體的絕緣電阻,在電壓不超過100V的情況下,絕緣電阻不應(yīng)小于100MΩ。
3.接通電路和氣路,當(dāng)壓力信號(hào)為量程上限值時(shí),關(guān)閉氣源,輸出電壓和讀數(shù)值應(yīng)穩(wěn)定不動(dòng)。如果輸出電壓下降,則說明變送器有泄漏,可用肥皂水檢查出泄漏部位。
三、現(xiàn)場(chǎng)故障檢查
施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障,絕大多數(shù)是由于使用和安裝方法不當(dāng)引起的,歸納起來有幾個(gè)方面。
1.一次元件(孔板、遠(yuǎn)傳測(cè)量接頭等)堵塞或安裝形式不對(duì),取壓點(diǎn)不合理。
2.引壓管泄漏或堵塞,充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體,變送器過程法蘭中存有沉積物,形成測(cè)量死區(qū)。
3.變送器接線不正確,電源電壓過高或過低,指示表頭與儀表接線端子連接處接觸不良。
4.沒有嚴(yán)格按照技術(shù)要求安裝,安裝方式和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不符合技術(shù)要求。
壓力變送器真正的校準(zhǔn)是需要用一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸入變送器的。因?yàn)椴皇褂脴?biāo)準(zhǔn)器而調(diào)量程(LRV、URV)不是校準(zhǔn),忽略輸入部分(輸入變送器的壓力)來進(jìn)行輸出調(diào)節(jié)(變送器的轉(zhuǎn)換電路)不是正確的校準(zhǔn)。再者壓力、差壓檢測(cè)部件與A/D轉(zhuǎn)換電路、電流輸出的關(guān)系并不對(duì)等,校準(zhǔn)的目的就是找準(zhǔn)三者的變化關(guān)系。強(qiáng)調(diào)一點(diǎn):只有對(duì)輸入和輸出(輸入變送器的壓力、A/D轉(zhuǎn)換電路、環(huán)路電流輸出電路)一齊調(diào)試,才稱得上是真正意義上的校準(zhǔn)。
一、準(zhǔn)備工作
壓力源通過膠皮管與自制接頭相連接,關(guān)閉平衡閥門,并檢查氣路密封情況,然后把電流表(電壓表)、手操器接入變送器輸出電路中,通電預(yù)熱后開始校準(zhǔn)。我們知道不管什么型號(hào)的差壓變送器,其正、負(fù)壓室都有排氣、排液閥或旋塞;這就為我們現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)差壓變送器提供了方便,也就是說不用拆除導(dǎo)壓管就可校準(zhǔn)差壓變送器。對(duì)差壓變送器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí),先把三閥組的正、負(fù)閥門關(guān)閉,打開平衡閥門,然后旋松排氣、排液閥或旋塞放空,然后用自制的接頭來代替接正壓室的排氣、排液閥或旋塞;而負(fù)壓室則保持旋松狀態(tài),使其通大氣。
二、常規(guī)差壓變送器的校準(zhǔn)
先將阻尼調(diào)至零狀態(tài),先調(diào)零點(diǎn),然后加滿度壓力調(diào)滿量程,使輸出為20mA,在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校講的是快,在此介紹零點(diǎn)、量程的快速調(diào)校法。調(diào)零點(diǎn)時(shí)對(duì)滿度幾乎沒有影響,但調(diào)滿度時(shí)對(duì)零點(diǎn)有影響,在不帶遷移時(shí)其影響約為量程調(diào)整量的1/5,即量程向上調(diào)整1mA,零點(diǎn)將向上移動(dòng)約0.2mA,反之亦然。
三、智能差壓變送器的校準(zhǔn)
用上述的常規(guī)方法對(duì)智能變送器進(jìn)行校準(zhǔn)是不行的,因?yàn)檫@是由HART變送器結(jié)構(gòu)原理所決定了。因?yàn)橹悄茏兯推髟谳斎雺毫υ春彤a(chǎn)生的4-20mA電流信號(hào)之間,除機(jī)械、電路外,還有微處理芯片對(duì)輸入數(shù)據(jù)的運(yùn)算工作。因此調(diào)校與常規(guī)方法有所區(qū)別。
實(shí)際上廠家對(duì)智能變送器的校準(zhǔn)也是有說明的,如ABB的變送器,對(duì)校準(zhǔn)就有:“設(shè)定量程”、“重定量程”、“微調(diào)”之分。其中“設(shè)定量程”操作主要是通過LRV.URV的數(shù)字設(shè)定來完成配置工作,而“重定量程”操作則要求將變送器連接到標(biāo)準(zhǔn)壓力源上,通過一系列指令引導(dǎo),由變送器直接感應(yīng)實(shí)際壓力并對(duì)數(shù)值進(jìn)行設(shè)置。而量程的初始、最終設(shè)置直接取決于真實(shí)的壓力輸入值。但要看到盡管變送器的模擬輸出與所用的輸入值關(guān)系正確,但過程值的數(shù)字讀數(shù)顯示的數(shù)值會(huì)略有不同,這可通過微調(diào)項(xiàng)來進(jìn)行校準(zhǔn)。由于各部分既要單獨(dú)調(diào)校又必需要聯(lián)調(diào),因此實(shí)際校準(zhǔn)時(shí)可按以下步驟進(jìn)行:
1.先做一次4-20mA微調(diào),用以校正變送器內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換器,由于其不涉及傳感部件,無需外部壓力信號(hào)源。
2.再做一次全程微調(diào),使4-20mA、數(shù)字讀數(shù)與實(shí)際施加的壓力信號(hào)相吻合,因此需要壓力信號(hào)源。
3.最后做重定量程,通過調(diào)整使模擬輸出4-20mA與外加的壓力信號(hào)源相吻合,其作用與變送器外殼上的調(diào)零(Z)、調(diào)量程(R)開關(guān)的作用完全相同。