淺析差壓變送器在安裝過程中所遇到的故障與解決方案

       一、引言
        差壓變送器是在目前工業生產中使用較為普遍的一種傳感器，由于壓力值與所測介質的流速大小，液位高低存在著明顯的線性關系，可以用數據模型加以計算而得到，因為變送器內部集成的高速數據計算單元，可以通過差壓變送器可以實現測量各類氣體、液體的壓力、流量、液位的數據，通過它的測量可以將測量的壓力差值轉換為便于處理、顯示、記錄的電流或電壓信號，在工業生產中通有的一般是4-20mA、0--20mA電流信號和0--10V,1--5V的電壓信號，差壓變送器目前已成為自動化控制領域非常重要的測量設備，在工業生產、過程控制等方面有著**的應用。在流量測量領域常見的節流測量裝備，以及在測量液位中所使用的投入式液位計、單、雙法蘭差壓液位變送器等都是通過差壓式液位實現其測量的功能的。
本文主要介紹了RZS-3051差壓變送器的工作原理、選型、主要安裝方法及注意事項；重點對導壓管堵塞、泄漏，平衡閥泄漏，氣體流量測量導壓管積液等問題引起的故障現象進行了分析，旨在當變送器出現故障時給熱控工作人員提供指導，以便及時處理。
 
　　二、差壓變送器的工作原理
　　變送器被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件(即敏感元件)的兩
側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉換成與壓力成正比的信號。壓力變送器和**壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。
 
　　四、差壓變送器的安裝，引壓管的安裝、敷設原則
　　差壓變送器也屬于壓力測量儀表，因此差壓變送器的安裝要遵循一般壓力測量儀表的安裝原則。差壓變送器與取壓口之間必須通過引壓導管連接，才能把被測壓力正確地傳遞到變送器的正負壓室，如果取壓口選擇不當，引壓導管安裝不正確，或者引壓導管有堵塞、滲漏現象，或者差壓變送器的安裝和操作不正確，都會引起較大的測量誤差。
　　(1)取壓口的選擇。取壓口的選擇與被測介質的特性有很大關系，不同的介質，取壓口的位置應符合下圖所示的規定. 　　-
　　
　　圖1
　?、俦粶y介質為液體時，取壓口應位于管道下半部與管道水平線成0°-45°范圍內，如圖 (a)所示。取壓口位于管道下半部的目的是保證引壓導管內沒有氣泡，這樣由兩根引壓導管內液柱所附加在差壓變送器正、負壓室的壓力可以相互抵消;取壓口不宜從底部引出.是為了防止液體介質中可能夾帶的固體雜質會沉積在引壓導管中引起堵塞。
　?、诒粶y介質為氣體時.取壓口應位于管道上華部與管道垂直中心線成0°-45°范圍內，如圖 (b)所示，其月的是為了保證引壓導針中不積聚和滯留液體。
　?、郾粶y介質為蒸汽時，取壓口應位于管道上半部與管道水平線成0°-45°范圍內. 如圖 (c)所示，常見的接法是從管道水平位界接出，并分別安裝凝液罐，這樣兩根引壓導管內部都充滿冷凝液，而且液位高度相同。
　　(2)引壓導管的安裝。引壓導資應按短距離敷設.引壓導管內徑的選擇與引壓導管長度有關。引壓導管的管路應保持垂直，或者與水平線之間不小于1:10的傾斜度，必要時要加裝氣體、凝液、微粒收集器等設備，并定期排除收集物；
　?、僭跍y量液體介質時，在引壓導管的管路中應有排氣裝置，如果差壓變送器只能安裝在取樣口之上時，應加裝儲氣罐和放空閥，這樣即使有少量氣泡.也不會對測量精度造成影響；
　　②在測量氣體介質時，如果差壓變送器只能安裝在取樣口之下，必須加裝儲液罐和排放閥，克服因滯留液對測壇精度產生影響；
　　③在測量蒸汽時，引壓導管的管路安裝凝液罐和排放閥。
　　 (3)差壓變送器的安裝
差壓變送器是用來測量差壓的，但如果正、負引壓導管上的兩個切斷閥不能同時打開或者關閉，就會造成差壓變送器單向受很大的靜壓力，有時會使儀表產生附加誤差，嚴重時會使儀表損壞。為了防止差壓表單向受很大的靜壓力，必須正確使用平衡閥.在啟用差壓變送器時，應先打開平衡閥.使正、負壓室連通.受壓相同，然后打開切斷閥，后關閉平衡閥，變送器即可投人運行.差壓變送器需要停用時，應先打開平衡閥，然后關閉切斷閥.當切斷閥關閉、平衡閥打開時，即可以對儀表進行零點校驗。
 
　　五、差壓變送器選型
　　1、變送器要測量什么樣的壓力
　　先確定系統中測量壓力的大值，一般而言需要選擇一個具有比大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在許多系統中，尤其是水壓測量和加工處理中，有峰值和持續不規則的上下波動，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器。持續的高壓力值或稍微超出變送器的標定大值會縮短傳感器的壽命，這樣做還會使精度下降。于是可以用一個緩沖器來降低壓力毛刺，但這樣會降低傳感器的響應速度。所以在選擇變送器時要充分考慮壓力范圍、精度與其穩定性。
　　2、什么樣的壓力介質
　　黏性液體、泥漿會堵上壓力接口，溶劑或有腐蝕性的物質會不會破壞變送器中與這些介質直接接觸的材料。以上這些因素將決定是否選擇直接的隔離膜及直接與介質接觸的材料；
　　還要考慮被測介質的溫度，如果溫度高一般為200℃～400℃，要選用高溫型，否則硅油會產生汽化膨脹，使測量不準。
　　3、考慮設備工作壓力等級
變送器的壓力等級必須與應用場合相符合。從選用變送器測量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調范圍，好將使用的量程范圍設在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。
 
　　六、幾個典型測量回路的故障分析
　?。?）正導壓管堵塞
　　一般情況下，導壓管的堵原因主要是由于測量導壓管不定期排污或測量介質粘稠、帶顆粒物等原因造成。當流量上升時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響，通常正導壓管堵塞的現象是：變送器輸出下降、上升或不變。
　　
　　由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F1時，P1+= P2+；當實際流量由F1減小到F2時，管道中的靜壓也相應的降低，設降低值為P0；同時，當實際流量下降至F2時，P2-值也要因為管內流體流速的降低而升高，設升高值為P0’。此時，P2- 與P1-的關系為：
　　
　　(2)正導壓管泄漏當流量上升時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響，正導壓管泄漏的現象是：變送器輸出下降、上升及不變。
　　
　　那么當：P0?=Ps 正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出不變；
　　當：P0?>Ps 正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出增加；
　　當：P0?　　當流量下降時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響
　　
　　實際上，當泄漏量非常小的時候，由于種種原因，工藝操作或儀表維修護人員很難發現，只有當泄漏量大，所測流量 與實際流量相比有較大誤差時才會發現，這時即使是實際流量
　　上升，總是P0’ <　　(3)氣體流量導壓管積液情況下的變送器測量誤差
　　由于氣體流量取壓方式不對或導壓管安裝不符合要求( 與水平成不小于1：12的斜度連續下降) 時，液體自上而下流動，部分水聚集于孔板正壓測，并逐漸沿正壓導壓管流動集中至下端，造成正負導壓管中積液高度不一至，差壓變送器測量出現正向誤差，顯示為流量增大。
　　設正導壓管取壓點壓力為P+，負導壓管取壓點壓力為P-，差壓變送器正端壓力為P+?，差壓變送器負端壓力為P-??！鱌= P+- P-，△P’= P+?- P-
　　正常測量下：△P= △P?
　　當h+>h-時 變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信號變大，這里由于正壓導管取壓方式的原因，隨著時間的增加，h+逐漸大于h-，測得的流量也增大。
以上這幾種故障都是在儀表設備維護中是非常常見的，通過分析可以看到，無論是導壓管堵塞、還是導壓管中積水，即使是同樣的故障，其表征出來的現象有時并不同,所以我們在分析問題時應該是辯證的，具體情況具體分析。
 
　　結束語
　　以上我們以羅斯蒙特3051差壓變送器為例，探討了壓力、差壓變送器的安裝方法、注意事項及差壓變送器測量回路故障的診斷，實際上，由于壓力變送器與差壓變送器測量應用上的相通性原因，本文中有些方法也同樣適用于其它壓力、差壓變送器的安裝和故障診斷。

上一條：關于差壓變送器的安裝故障診斷分析與應用探討
下一條：試述工業化工現場儀表安裝調試的施工標準及驗收規范