變送器是自控系統(tǒng)的一個重要組成部分,壓力變送器主要用于工業(yè)過程壓力參數(shù)的測量和控制,其在石油、化工、電力等領(lǐng)域的應用十分廣泛。壓力變送器的種類繁多,根據(jù)工作原理、用途,有不同的分類方式。
壓力變送器主要用于壓力的遠程顯示和控制,其常在高溫、低壓、腐蝕、振動等環(huán)境下工作,出現(xiàn)故障的幾率較大,因此對壓力變送器的影響因素、常見故障等研究是十分有意義的。
電容式壓力變送器故障原因分析:
1、安裝問題
在蒸汽流量測量中,蒸汽主要涉及兩種,一種為外供蒸汽,一種為鍋爐的過熱蒸汽。外供蒸汽是經(jīng)過減溫減壓后的蒸汽,溫度不高,且摻有大量水分,且需時用時不用,時刻根據(jù)用戶的要求改變蒸汽流量。
在實際的流量測量過程中有時流量偏大有時流量偏小,非常不穩(wěn)定,經(jīng)常需要進行排污,每次排污后變送器的測量又準確了,但蒸汽管道的排污次數(shù)多了,又容易導致導壓管上各個接點漏汽。在測量過熱蒸汽的使用中,發(fā)現(xiàn)最大的問題就是有時停機,重新開機后流量就會發(fā)生偏差,導致失準,且有時停下來后仍有少許流量顯示。一般變送器安裝位置低于測量管道。
但在實際的安裝中,外供蒸汽流量的凝結(jié)罐與變送器都高于測量管道,且從節(jié)流裝置接出來的向下敷設(shè)至少1米的導壓管路也太短。鍋爐的過熱蒸汽流量也存在著凝結(jié)罐與測量管道的高度不一致問題,導致凝結(jié)水的高度不平衡,引起了靜壓差。
2、導壓管堵塞問題
在壓力測量中,有時指示的壓力不隨工況而變化。打開排污閥后只有少量的污水后就沒水流出,這是由于水質(zhì)或壓縮空氣中會帶有少量的浮塵,隨著水流而進入導壓管沉淀。日積月累的運行,導壓管的管壁會腐蝕積垢,出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。
3、變送器設(shè)備本身故障問題
在潤滑油壓力的測量中,由于潤滑油壓力信號參與停機聯(lián)鎖控制。潤滑油壓力變送器測量所得的信號傳輸給計算機,一方面進行顯示,另一方面此信號還通過程序比較,當壓力低于0.06MPa時,發(fā)出缺油停機信號停機。1#機曾發(fā)生潤滑油壓力突然降低引發(fā)跳機事故,損失巨大。
從潤滑油壓力信號趨勢圖上看到壓力是瞬時直線下降而導致跳機的,檢查變送器后發(fā)現(xiàn)變送器的內(nèi)部模塊損壞。雖然我們每年都對變送器進行定期的校驗,檢定合格后用于生產(chǎn)。由于變送器經(jīng)過幾年的運行后,其精度、靈敏度、穩(wěn)定性等性能指標都會逐漸降低,內(nèi)部的膜片、集成塊也會損壞發(fā)生故障。
4、變送器的線性不好
故障現(xiàn)象:檢定一臺壓力變送器時零點和終點都是負誤差,但中間某一點正誤差嚴重超差,靠增減量程和升降零點都無法調(diào)整使誤差在允許范圍內(nèi)。原因分析:線性不合格的儀表可以靠增減量程和升降零點的調(diào)整使其合格,因為中間點誤差超差,所以靠調(diào)整零點和量程時不能把一起儀表調(diào)整合格的。
智能變送器的準確度高低,取決于兩個因素:一個是敏感元件,一個是電子轉(zhuǎn)換電路的準確度。解決方法:智能儀器儀表的穩(wěn)定性不好,多半是敏感元件出故障,一般很難調(diào)整修正,可以調(diào)A/D轉(zhuǎn)換電路進行補正,不過補正的量不是很大。
5、電信號傳輸故障
壓力變送器若運用或維護不妥很容易致使電信號的傳輸毛病,例如為了節(jié)省時間將變送器放在被測設(shè)備鄰近,致使信號傳輸距離過遠,信號就會呈現(xiàn)煩擾或衰減景象,此時要根據(jù)需要增加電纜線的截面積。
6、存在干擾問題
在空壓機排氣壓力的測量中,排氣壓力信號的波動較大。校驗變送器后符合精度要求,排除變送器本身的故障;檢查導壓管及接頭也沒有破損、漏氣,信號電纜的連接處接觸良好。但電纜的走向是通過高配室旁邊的電纜橋架引入控制室的。周圍存在著大量的電磁干擾。
目前壓力傳感器的使用十分廣泛,無論是國產(chǎn)變送器還是進口變送器,在使用過程中由于工作環(huán)境、人為操作不當或者自身原因都會出現(xiàn)各種故障,因此我們不僅要按照說明書的標準規(guī)范進行操作,還要掌握正確的故障判斷、養(yǎng)護和維修知識,這樣才能保證壓力傳感器的使用壽命和測量精度。
壓力變送器根據(jù)測量范圍可分成一般壓力變送器(0.001MPa~35MPa)和微差壓變送器(0~1.5kPa),負壓變送器三種;從精度角度來分類的話,因為我們國家標的精度就為0.5%。
所以近年來又可以分為高精度壓力變送器(0.1%或0.2%或0.075%)和一般壓力變送器(0.5%)。
一般來說,壓力變送器主要由測壓元件傳感器(也稱作壓力傳感器)、測量電路和過程連接件三部分組成。
它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號(如4~20mADC等),以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。
在用于液體測量時即為壓力式液體變送器,用于管道流量測量即為差壓式流量變送器。
壓力變送器具有獨特的就地按鈕盒背光液晶表頭。通過就地按鈕可進行各種功能組態(tài),調(diào)零調(diào)滿一次完成,可以加壓或者不加壓進行量程設(shè)置,組態(tài)數(shù)據(jù)可以鎖定。
帶背光的液晶表頭克服了液晶指示在光線暗弱處不易讀數(shù)的缺點,同時大窗口可指示帶物理單位的壓力值,電流值,百分比數(shù)值等。
壓力傳感器使用過程應注意考慮下列情況:
1、防止變送器與腐蝕性或過熱的介質(zhì)接觸;
2、防止渣滓在導管內(nèi)沉積;
3、測量液體壓力時,取壓口應開在流程管道側(cè)面,以避免沉淀積渣;
4、測量氣體壓力時,取壓口應開在流程管道頂端,并且變送器也應安裝在流程管道上部,以便積累的液體容易注入流程管道中;
5、導壓管應安裝在溫度波動小的地方;
6、測量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時,需接加緩沖管(盤管)等冷凝器,不應使變送器的工作溫度超過極限;
7、冬季發(fā)生冰凍時,安裝在室外的變送器必需采取防凍措施,避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹,導至傳感器損壞;
8、測量液體壓力時,變送器的安裝位置應避免液體的沖擊(水錘現(xiàn)象),以免傳感器過壓損壞;
9、接線時,將電纜穿過防水接頭(附件)或繞性管并擰緊密封螺帽,以防雨水等通過電纜滲漏進變送器殼體內(nèi)。
壓力變送器日常維護
1、檢查安裝孔的尺寸:如果安裝孔的尺寸不合適,傳感器在安裝過程中,其螺紋部分就很容易受到磨損。
這不僅會影響設(shè)備的密封性能,而且使壓力傳感器不能充分發(fā)揮作用,甚至還可能產(chǎn)生安全隱患。
只有合適的安裝孔才能夠避免螺紋的磨損(螺紋工業(yè)標準1/2-20 UNF 2B),通??梢圆捎冒惭b孔測量儀對安裝孔進行檢測,以做出適當?shù)恼{(diào)整。
2、保持安裝孔的清潔:保持安裝孔的清潔并防止熔料堵塞對保證設(shè)備的正常運行來說十分重要。在擠出機被清潔之前,所有的壓力變送器都應該從機筒上拆除以避免損壞。
在拆除傳感器時,熔料有可能流入到安裝孔中并硬化,如果這些殘余的熔料沒有被去除,當再次安裝傳感器時就可能造成其頂部受損。
清潔工具包能夠?qū)⑦@些熔料殘余物去除。然而,重復的清潔過程有可能加深安裝孔對傳感器造成的損壞。如果這種情況發(fā)生,就應當采取措施來升高傳感器在安裝孔中的位置。
3、選擇恰當?shù)奈恢茫寒攭毫鞲衅鞯陌惭b位置太靠近生產(chǎn)線的上游時,未熔融的物料可能會磨損傳感器的頂部;
如果傳感器被安裝在太靠后的位置,在傳感器和螺桿行程之間可能會產(chǎn)生熔融物料的停滯區(qū),熔料在那里有可能產(chǎn)生降解,壓力信號也可能傳遞失真;
如果傳感器過于深入機筒,螺桿有可能在旋轉(zhuǎn)過程中觸碰到傳感器的頂部而造成其損壞。
一般來說,傳感器可以位于濾網(wǎng)前面的機筒上、熔體泵的前后或者模具中。
4、仔細清潔;
在使用鋼絲刷或者特殊化合物對擠出機機筒進行清潔前,應該將所有的傳感器都拆卸下來。因為這兩種清潔方式都可能會造成傳感器的震動膜受損。
當機筒被加熱時,也應該將傳感器拆卸下來并使用不會產(chǎn)生磨損的軟布來擦拭其頂部,同時傳感器的孔洞也需要用清潔的鉆孔機和導套清理干凈。