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關于壓力變送器的工作原理分析以及常見的故障診斷

發表時間：2019-04-09|? 聯系電話：15601403222 、 13915181149

壓力變送器是工業測量與自動化控制過程中一類重要的過程儀表，無論是在石油行業還是其他化工行業等領域中都得到了**的應用，而且隨著技術的發展，壓力變送器的應用領域也越來越廣闊。壓力變送器可以實現對氣體、液體等壓力信號的轉換，將其轉換為4一20 mA的電流信號，二次儀表就可以進行測量、指示和調節。目前我國壓力變送器的發展比較成熟，在工業中取得了良好的應用效果，但是在實際生產中仍然遇到各種各樣的問題，不利于生產的正常運行。壓力變送器的診斷和維護是一項重要的工作，只有正確使用和維護壓力變送器才能確保設備的長期穩定運行。
本文主要介紹了壓力變送器的工作原理，討論了壓力變送器的故障分析方法，*后提出了壓力變送器故障診斷維修的幾種方法。

前言

壓力變送器的應用范圍越來越**，使用過程中需要解決的問題也逐漸凸顯出來，這就要求具有高水平的安裝、使用和維護技術人員，掌握正確的使用方法，在使用過程中，能夠及時診斷故障并采取措施，有效排除壓力變送器的故障，確保設備的正常運行。

1、壓力變送器的工作原理

壓差變送器測量系統的安裝包括三個部分，即導壓管的敷設、電氣信號電纜的敷設以及壓差變送器的安裝。在壓力變送器工作過程中，通過隔離膜片和硅油將介質的壓力傳送給中心的測量膜片，雙側隔離膜片上會受到來自于雙側導壓管的壓差，在這里測量膜片發揮彈性元件的功能，在壓差的作用下發生變形。測量膜片的位移和壓差之間存在正比例關系，而且在膜片位移的影響下，差動電容器的電容量也會隨之變化，測量電路將其轉換為4一20 mA的直流電流信號。

圖1為壓力變送器的測量原理示意。

以1151型變送器為例進行分析，該型號壓力變送器沒有中心軸，固定極板是球面，而且該變送器具有對稱的兩室結構。當完成玻璃與金屬胚體燒

結工作后，形成一個球形的凹面。*后在玻璃表面鍍一層金屬薄膜，這樣一個固定的極板就形成了。兩個固定極板之間，焊接測量膜片，進而形成了一個活動式的極板。處于固定極板外側的隔離膜片負責傳遞來自硅油的壓力。當膜片受到壓力作用時，就會傳送到測量膜片，在壓力作用下測量膜片發生變形，進而導致電容活動極板和球面固定極板的相對位置也發生變化，電容發生改變，在電機線路的作用下將其轉換為4一20 mA的直流電信號。若存在過電壓時，首先得到保護的是測量膜片，貼合在球面固定極板上。發生過電壓時，隔離膜片完全貼到固定極板上，轉換部分的功能主要是標準電信號的轉換，并對信號進行調整。電流控制放大器、電流轉換器、振蕩器、電壓調節器等共同組成了轉換電路，原理框圖見圖2。

2、壓力變送器的故障分析方法

在測量壓力變送器時，往往會出現一些不可預見的故障，這就需要具有經驗的人員進行及時的分析和處理。目前對于壓力變送器的故障診斷和維護，我們常用的方法主要有調查法和直觀法。

2.1調查法

結合變送器的實際工作情況，分析可能造成故障的原因，如故障發生前是否出現過打火、冒煙、供電變化、誤操作等。

2.2觀察法

通過觀察變送器的外部損傷情況，導壓管是否存在泄露、回路溫度是否正常以及供電開關是否處于正常狀態。首先可以通過斷路檢測來進行故障判斷，將可能存在故障的部分隔離出來，在去掉可疑部分后，故障消失，則故障就可以確定出來，如果仍然存在故障，根據故障類型進行下一步診斷。例如，當變送器無法遠程通訊時，從表體上將電源斷開，重新加人新的電源試驗，查看電纜是否疊加電磁信號使得通訊受到干擾。短路測試也是壓力變送

器故障診斷中常用的一種方法，在確保安全的情況下，選擇將此部分回路短路，觀察壓力變送器的輸出值，如果輸出值變小，則斷開導壓管，從一次取壓閥外直接將壓差信號引人變送器的兩側，通過變送器輸出情況來判斷導壓管的連通性。還有一種常用的診斷變送器的方法，即替換檢測法川。替換檢測法就是將可能出現故障的部件進行更換，如果更換后故障消失則證明該處是故障點。分部檢測法是在分割成若干部分之后再對每一個部分進行故障的排查，由簡至繁，使診斷范圍縮小，便于鎖定故障位置。

3、壓力變送器常見的故障類型

壓力變送器故障通常是由現場使用和安裝方法不當造成的，例如變送器接線錯誤，電源電壓不符合要求、充液管內清潔度不夠、一次元件堵塞、指示表頭與儀表接線端子接觸不良等。

3.1變送器無輸出

當壓力變送器無輸出時，首先檢查變送器電源接線是否正確，如果電源接線沒有問題，接下來測量變送器的供電電源，是否有24 V直流電壓，要求變壓器電源電壓*小12 V。如果變送器是帶表頭的，則先將表頭的兩根線短路，如果故障消失，則說明表頭存在故障。

3.2信號輸出不穩定

如果在壓力不變的情況下，變送器輸出信號值出現跳動現象，*排除壓力源的不穩定，之后檢查傳感器自身震動是否正常，傳感器抗干擾能力是否滿足要求，變壓器是否存在間歇性短路或開路現象;檢查各個穩壓二極管、電路板焊接是否牢固、測試振蕩頻率是否穩定。

3.3瓦斯壓力變送器指示值偏高

如果用壓力變送器測量管道內的瓦斯時，出現指示值偏高情況，首先檢查儀表的零點是否穩定、是否存在零點漂移現象。檢查瓦斯氣體是否干燥，如果存在冷凝液則會使指示值偏高。如果管內全部是氣體，那么管內的壓力與變送器的壓力相等，如果管內氣體有水汽，就使得變送器信號壓力大于管道壓力，則變送器輸出電流要大于實際值。要解決這一問題，需要在引壓管底端安裝冷凝器(2]0

3.4導壓管泄露

當導壓管出現泄露時，檢查電信號回路工作是否正常，如果變送器檢定正常，則考慮是否是導壓的問題，如果正導壓管存在焊接不良，則進行補焊

處理。如果是正壓導管發生堵塞，實際流量減小，管道內的靜壓也會下降，這時變送器輸出值不穩定。當流量增加時，影響變送器的輸出。為了避免導管堵塞，要及時對正壓管進行清理，定期對機制粘稠、帶顆粒物情況進行檢測。

3.5氣液兩相壓差波動過大

當負壓側汽液相并存時，則變送器測量值會出現波動，不能顯示工況的實際液位。這時可以考慮將單法蘭變送器更換為雙法蘭壓差變送器。在普通變送器中被測介質經過導壓管進人變送器測量室。法蘭壓差變送器物理性能穩定，不需要加灌隔離液以及冷凝器等輔助設備，所以其測量精度更高，而且減少了維護工作量。但是在選用雙法蘭變送器時，要對其測量范圍，測量精度、靜壓誤差以及零點漂移量等進行檢查;在安裝完畢后，對上述參數進行復查;在開啟和停止壓力變送器時，一定要注意避免儀表承受單向靜壓，例如可以采用安裝三閥組件的方法來保護壓差變送器，并且便于調理零位。

4、結束語

壓力變送器在石油化工、工業自控環境等領域得到了普遍的應用，壓力變送器的正確使用維護和故障診斷是確保壓力變送器正常穩定工作的關鍵，這也是使用和維修人員必備的技能。壓力變送器安裝或使用不當極易出現故障，而且變送器經過長時間的使用后，電子元件和其他器件的性能都會發生變化，引發各種問題，變送器測量精度下降，會導致很大的安全隱患，因此研究變送器的故障診斷和維護是十分有必要的。在實際的診斷維修中，應結合變送器的實際情況以及環境情況，綜合分析，全面排查。

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