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故障實例分析壓力變送器電子器件損壞能否正常工作

發布日期:2017-12-13 13:53

摘要：壓力變送器是基于平衡原理要作的，它是由測量和轉換兩部分組成，壓力變送器參數是工業生產過程中的重要參數，直接參與生產工藝過程的控制和設備連鎖保護操作。在硅、微機械加工技術、超大集成電路技術和材料制備與特性研究工作取得突飛進展的基礎上，壓力傳感器已成為各類傳感器中技術最成熟、性能最穩定、性價比最高的一類傳感器，成就了壓力變送器在工業控制領域的重要性。由于壓力變送器是直接與被測介質相接觸的現場儀表，而且常常在高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊等惡劣環境中工作，如何使壓力變送器的穩定性和準確性滿足不同工況要求，壓力變送器工作狀況下檢查引壓管是否損壞，電源電壓是否正常，壓力變送器安裝后需要進行調整，以消除安裝位置、管道壓力等因素的影響。現場一般采用手操器在和儀表硬件調整按鈕來實現對壓力變送器的零點調校。兩種調整方式存在一定的差別，手操器對變送器輸出的零點調整能與原設定值一致，但其調節范圍較小。采用儀表硬件進行零點調整，實際上是對量程進行重新設置，將當前測量值強制設置為變送器4 mA 對應的輸出值。量程上限會自動調整，即保持變送器的量程跨度和特性不變。

在實際操作壓力變送器電子器件是否損壞主要看以下幾個方面：

【儀表指示有無異常】

變送器接地主要用于屏蔽干擾。變送器一般有兩副地，分別為內部接地和外部接地。變送器內部接地均位于變送器接線端子側，并標有接地符號，其內部電路的地與外殼絕緣。外部接地端子通常不作為變送器的標準配置，需在訂貨時明確。變送器的內部接地和外殼接地必須連接正確，當電氣接口內部接地作為變送器的外殼接地，可能無法實現充分接地；當變送器外殼沒有正確接地，就無法實現耐瞬變電壓保護。在工程中，嚴禁將耐瞬變電壓保護接地線與信號線敷設在一起，因為發生雷擊時接地線將傳送過量電流。

【檢查電源線】

以壓力變送器為例，帶有遠程膜片的壓力變送器主要由壓力變送器，遠程膜片、工藝連接件和毛細管幾部分組成。一般情況下，應盡量少用這種帶有遠傳膜片的壓力變送器。各種變送器的高精度、高穩定性，僅僅是對單體變送器而言的，對于帶上了毛細管的遠傳變送器卻沒有確切的應用指標。在工業測量中，使用帶有遠程膜片壓力變送器的常見在以下工況：在高溫應用中不使用普通引壓管路降溫的情況下，將高溫介質和變送器隔離；被測量介質對變送器的接液部分有腐蝕作用，特別是變送器傳感器的膜片；被測量介質是高粘度或者因環境、流程、溫度變化而容易固化或結晶；容器液位的測量；液體的密度或者是液/液界面測量；工藝上要求被測量容器或者管道盡可能減少死角；不希望有進入介質的引壓管路。

【電子器件是否損壞】

遠程膜片在小量程的壓力測量中是不適用的。對于不同感壓面積的遠程膜片來說，都會有對應的最小推薦量程。如果在實際應用過程中，測量量程小于推薦的最小應用量程，會損失儀表的整體使用性能，有時甚至根本達不到測量要求。小量程的壓力變送器在測量液位時，一般都需要做零點遷移。零點遷移量決定著儀表量程的選擇，在能夠保證儀表使用精度的條件下，可以使用大一級量程的儀表。

【毛細管是否有油】

普通壓力變送器增加了一套遠傳毛細管和遠程膜片后，需考慮多種因素對變送器測量的影響。變送器的測量精度和動態響應時間會發生很大變化，所引起的誤差很可能是非常大的。毛細管的長度、粗度、材質是關鍵性的因素。長度的原則是滿足工況條件下，盡可能的短；粗度的選擇則需要考慮充油的物理性質，動態響應時間的要求。材質則根據使用環境情況決定。在確定壓力變送器能否滿足需求時，可以在指定的工藝條件下，綜合毛細管的粗細、長度、各種填充油的特性，遠傳膜片大小、材質、變送器量程，安裝方式等各種影響因素，根據相關軟件計算得出變送器是否適合工藝條件的結論。壓力變送器的多種充油選擇進一步拓寬了應用范圍。但低溫、高溫、衛生等場合，對充油的要求嚴格。選擇填充油的一般原則：工藝壓力及溫度工作點必須在所選填充油溫度隨壓力變化較小的階段；DC200 硅油具有較好的綜合性能，是最常用的填充油；高溫測量用硅油通常具有比較大的粘度，必須選擇較粗的毛細管與之配合，以便保證合理的動態響應性能；填充油和測量介質接觸是否會產生反應，也是充油選擇必須考慮的內容。

【壓力是否正常】

壓力變送器以其技術先進，安裝方便，精度高，維護量小等優點于一身，在惡劣環境中得到了普遍應用，并得到了肯定。但是依然大量存在著一些表面沒有問題，實際上測量誤差是較大的實例[3].究其原因，以不合理的應用為主。

【負壓分解檢查】

負壓環境中，對變送器的要求主要體現在變送器的密閉性及充油的選擇上，同時需要避免接液膜片長期處于負壓狀態。長期處于負壓狀態的膜片極易發生形變，嚴重影響使用壽命和測量精度。為保證壓力變送器的整體密閉性，必須采取全焊接的方式。各種填充液在負壓環境中，工作范圍將受到較大的影響，容易出現分解、氣化等現象而失去導壓功能，影響測量。除了上述壓力變送器本身造成的影響外，還可以通過合理的安裝位置使壓力變送器在負壓環境中得到較好的應用。

【腐蝕磨損環境】

在腐蝕和磨損的環境中，主要通過兩種方式保護觸液膜片，即給膜片加保護蓋和選擇硬度高、耐腐蝕的特殊材質金屬。可根據實際的工況采取不同的方式，在面對測量環境存在腐蝕和磨的的環境下，給膜片加保護蓋的方式，是一種解決壓力測量有效解決方案。但在測量中應用此蓋，必將對測量性能會產生一定的影響，而且在實際的應用過程中，尚無動態的性能變化影響分析。在強腐蝕環境下，特殊材質的隔離膜片解決了測量介質對膜片損傷的問題，但使用者通常會忽略與膜片焊接處的腐蝕問題。為解決此類問題的發生，應整體采用特殊材質金屬。

【高溫膜片插件】

壓力變送器在高溫環境中使用出現的情況主要集中在充油的選擇與保溫環節上。如瀝青行業中壓力變送器開裂的情形，出現這種現象主要是因為變送器充油在高溫過程中產生氣化，體積膨脹所致。另外，由于安裝管嘴處的降溫措施不當，過程溫度過高，超過了膜片承受的最高值，是致使膜片損傷的主要原因之一。解決方案就是采用耐溫范圍更大的充油，同時做好降溫措施。

實例分析壓力變送器電子器件損壞能否正常工作

壓力變送器在使用過程中出現故障是在所難免的，電容式壓力傳感器測量部分敏感部件采用全焊接結構，電子線路部分采用波峰焊接和接插件安裝方式，整體結構堅固、耐用，故障甚少。但是無法避免的還是會出現一些故障。　　傳感器測量部分產生的故障都會引起傳感器無輸出或輸出不正常，因此應首先檢查傳感器的測量敏感部件。拆下法蘭，檢查敏感部件隔離膜片有無變形，破損和漏油現象發生。拆下補償板傳感器在使用過程中出現故障是在所難免的，電容式壓力傳感器測量部分敏感部件采用全焊接結構，電子線路部分采用波峰焊接和接插件安裝方式，整體結構堅固、耐用，故障甚少。但是無法避免的還是會出現一些故障。

傳感器測量部分產生的故障都會引起傳感器無輸出或輸出不正常，因此應首先檢查傳感器的測量敏感部件。拆下法蘭，檢查敏感部件隔離膜片有無變形，破損和漏油現象發生。拆下補償板，不取出敏感部件，檢查插針對殼體的絕緣電阻，在電壓不超過100V的情況下，絕緣電阻不應小于100MΩ。接通電路和氣路，當壓力信號為量程上限值時，關閉氣源，輸出電壓和讀數值應穩定不動。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。

傳感器電路部分的故障需要首先檢查接通電源，在給定輸入壓力信號后，檢查傳感器輸出端電壓信號的狀態。若無輸出電壓，應首先檢查電源電壓是否正常;是否符合供電要求;電源與傳感器及負載設備之間有無接線錯誤。如果傳感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輸出。排除上述原因，則應進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象，可采取對照正常儀表的測量電壓與故障儀表對應的測量電壓相比較的方法，確定故障點，必要的情況下可更換有故障的放大器板。在對流量型傳感器檢查時，對J型放大器板應特別要注意采取防靜電措施。

接通電源，在給定輸入壓力信號后，若變送器輸出過高，或輸出過低，且改變輸入壓力信號和調整零點、量程螺釘時輸出均無反應。對于這類故障，除檢查變送器測量部分敏感部件有無異常外，應檢查變送器放大器板上“振蕩控制電路部分”工作正常與否。其次檢查放大器板上各運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。變送器在線路設計和工藝裝配質量上要求都十分嚴格，在實際使用中對出現的線路故障，經檢查確認后最好與生產廠家聯系更換其故障線路板，以確保儀表長期工作的穩定性和可靠性。

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