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常见问题
差压变送器在应用中的故障诊断和分析
- 作者：eguo
- 发布时间：2020-05-21 09:59
- 点击：
一、 差压变送器的工作原理：
来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。
二、差压变送器的几种应用测量方式：
1. 与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量。
2. 利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。
3. 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。
三、 应用中的故障判断及分析
变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理，对正在进行了生产来说是至关重要的。我们根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和分析流程。
1. 调查法：回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、 误操作、误维修。
2. 直观法：观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等。
3. 检测法：
1) 断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分分开来，查看故障是否消失，如果消失，则确定故障所在，否则可进下步查找，如：智能差压变送器不能正常Hart远程通讯，可将电源从表体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。
2) 短路检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧，观察变送器输出，以判断导压管路的堵、漏的连通性。
3) 替换检测：将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。
4)分部检测：将测量回路分割成几个部分，如：供电电源、信号输出、信号变送、信号检测，按分部分检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障位置。
四、几个典型测量回路的故障分析
下面我仅以导压管故障为例，来分析差压变送器测量回路故障。
1. 导压管堵塞：
在仪表维护中，由于差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，正负导压管堵塞是经常发生的事。
当实际流量由F前减小到F后时，管道中的静压也相应的降低，设降低值为P0；同时，当实际流量下降至F后时，P-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P0’。
即：△P=（ P+-P0 ）-（ P-+P0′）此时变送器输出值应减小。
2. 正导压管泄漏：
实际上，当泄漏量非常小的时候，由于种种原因，工艺操作或仪表维修护人员很难发现，只有当泄漏量大，所测流量与实际流量相比有较大误差时才会发现，这时即使是实际流量上升，总是△P泄漏后<<△ P泄漏前，F泄漏后<3. 平衡阀泄漏：
设泄漏前压力为P1，泄漏后压力为P2， P1= P1+- P1- ，F1为平衡阀泄漏前的变送器输出值，F2为平衡阀泄漏后的变送器输出值。
我们假设管道内流体流量在没有变化的情况下做分析，设泄漏的压力为PS，
则：泄漏后的正负导压管的静压为：
P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，
根据差压与流量的关系得出F24. 气体流量导压管积液情况下的变送器测量误差：
设正导压管取压点压力为P0+，负导压管取压点压力为P0-，变送器">差压变送器正端压力为P1+，变送器">差压变送器负端压力为P1-。
P0= P0+- P0-
P1= P1+- P1-
正常测量下：
P0= P1
设正常测量状态下的流量为F，则 F=K
这里 K为常系数。
设液体水的密度为ρ，则在正导压管积液高度为h+,负导压管积液高度为h-的情况下：
P1+= P0++ρgh+
P1-= P0-+ρgh-
P1= P1+- P1-= （P0+）+（ρ h+）-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)
则变送器输出为：
F=K
当h+>h-时 变送器实际测得的差压增大，输出流量信号增大。
当h+这里，由于正压导管取压方式的原因，随着时间的增加，h+逐渐大于h-，测得的流量也增大。
来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。
二、差压变送器的几种应用测量方式：
1. 与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量。
2. 利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。
3. 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。
三、 应用中的故障判断及分析
变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理，对正在进行了生产来说是至关重要的。我们根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和分析流程。
1. 调查法：回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、 误操作、误维修。
2. 直观法：观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等。
3. 检测法：
1) 断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分分开来，查看故障是否消失，如果消失，则确定故障所在，否则可进下步查找，如：智能差压变送器不能正常Hart远程通讯，可将电源从表体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。
2) 短路检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧，观察变送器输出，以判断导压管路的堵、漏的连通性。
3) 替换检测：将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。
4)分部检测：将测量回路分割成几个部分，如：供电电源、信号输出、信号变送、信号检测，按分部分检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障位置。
四、几个典型测量回路的故障分析
下面我仅以导压管故障为例，来分析差压变送器测量回路故障。
1. 导压管堵塞：
在仪表维护中，由于差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，正负导压管堵塞是经常发生的事。
当实际流量由F前减小到F后时，管道中的静压也相应的降低，设降低值为P0；同时，当实际流量下降至F后时，P-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P0’。
即：△P=（ P+-P0 ）-（ P-+P0′）此时变送器输出值应减小。
2. 正导压管泄漏：
实际上，当泄漏量非常小的时候，由于种种原因，工艺操作或仪表维修护人员很难发现，只有当泄漏量大，所测流量与实际流量相比有较大误差时才会发现，这时即使是实际流量上升，总是△P泄漏后<<△ P泄漏前，F泄漏后<3. 平衡阀泄漏：
设泄漏前压力为P1，泄漏后压力为P2， P1= P1+- P1- ，F1为平衡阀泄漏前的变送器输出值，F2为平衡阀泄漏后的变送器输出值。
我们假设管道内流体流量在没有变化的情况下做分析，设泄漏的压力为PS，
则：泄漏后的正负导压管的静压为：
P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，
根据差压与流量的关系得出F24. 气体流量导压管积液情况下的变送器测量误差：
设正导压管取压点压力为P0+，负导压管取压点压力为P0-，变送器">差压变送器正端压力为P1+，变送器">差压变送器负端压力为P1-。
P0= P0+- P0-
P1= P1+- P1-
正常测量下：
P0= P1
设正常测量状态下的流量为F，则 F=K
这里 K为常系数。
设液体水的密度为ρ，则在正导压管积液高度为h+,负导压管积液高度为h-的情况下：
P1+= P0++ρgh+
P1-= P0-+ρgh-
P1= P1+- P1-= （P0+）+（ρ h+）-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)
则变送器输出为：
F=K
当h+>h-时 变送器实际测得的差压增大，输出流量信号增大。
当h+这里，由于正压导管取压方式的原因，随着时间的增加，h+逐渐大于h-，测得的流量也增大。
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