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壓力變送器工作原理及維護(hù)方法

文章出處:華仁儀表 發(fā)表時(shí)間:2019-01-20 13:22

一、壓力變送器類型和工作原理

壓力變送器主要由測(cè)壓元件傳感器、測(cè)量電路和過(guò)程連接件等組成。

它能將接收的氣體、液體等壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)(4~20mADC)以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。

壓力變送器根據(jù)測(cè)壓范圍可分成一般壓力變送器(0.001MPa20MPa)和微差壓變送器(01.5kPa),負(fù)壓( 小于大氣壓力) 變送器三種。

壓力變送器,壓力傳感器的主要作用:

把壓力信號(hào)傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在計(jì)算機(jī)顯示壓力

工作原理:

將水壓這種壓力的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流(4-20mA)電子信號(hào) 。壓力和電壓或電流 大小成線性關(guān)系,一般是正比關(guān)系。所以變送器輸出的電壓或電流 隨壓力增大而增大。

壓力變送器的被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,低壓室壓力采用大氣壓或真空,作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上,通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí),致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。

壓力變送器“δ” 

壓力變送器工作原理及維護(hù)方法(圖1)

絕壓變送器“δ”

壓力變送器工作原理及維護(hù)方法(圖2)

壓力變送器電路圖

壓力變送器工作原理及維護(hù)方法(圖3)

 

日常維護(hù)包括以下兩個(gè)方面:

  1. 巡回檢查;
  2. 定期檢查;
  3. 設(shè)備大檢查。
  4. 大修。

(1)巡回檢查

儀表指示情況。檢查儀表示值又無(wú)異常,看它是否在規(guī)定范圍內(nèi)波動(dòng);有的變送器沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)指示的,要去控制室看它的二次示值。儀表周圍是否有雜物或是儀表表面是否有灰塵,應(yīng)及時(shí)清除和清潔。儀表和工藝接口、導(dǎo)壓管和各閥門之間有無(wú)泄漏、腐蝕。

(2)定期檢查

    有的維護(hù)檢查不需要每天檢查的要每隔一段時(shí)間定時(shí)檢查。

定期零點(diǎn)檢查,由于變送器有二次閥或三閥組、五閥組,所以零點(diǎn)檢查 很方便,不需要太多時(shí)間。但是用在控制系統(tǒng)中的變送器,不管檢查時(shí)間多短,仍需要把自動(dòng)改為手動(dòng)控制,所以這種儀表的回零周期可長(zhǎng)些。由于這些檢查需要拆除接頭檢查設(shè)備比較麻煩,如沒(méi)有異?,F(xiàn)象,檢查周期可以適當(dāng)長(zhǎng)些。定期進(jìn)行排污、排凝和放空。定期對(duì)易堵介質(zhì)的引壓管進(jìn)行吹掃,灌隔離液等。

(3)設(shè)備大檢查

由于變送器處于全天候環(huán)境中,儀表難免會(huì)被腐蝕、損害、導(dǎo)管或接頭出現(xiàn)泄漏,所以需要進(jìn)行設(shè)備大檢查。檢查儀表使用質(zhì)量、準(zhǔn)確度、靈敏度、示數(shù)、零位正確;儀表零部件是否完整、緊固件不得松動(dòng)、接觸良好;儀表測(cè)量元件、引壓管線、接頭安裝正確、排列整齊固定牢固;技術(shù)資料齊全、準(zhǔn)確、符合管理要求,儀表接線圖、檢修檢查記錄、零部件更換記錄無(wú)誤。

(4)大修

準(zhǔn)備工作。確定檢修項(xiàng)目;落實(shí)檢修用的材料和加工件、需要更換儀表;落實(shí)檢修人員和工作量;落實(shí)檢修方案,做到穩(wěn)步推進(jìn)心中有數(shù)。

儀表吹掃。由于吹掃蒸氣溫度很高,避免把變送器測(cè)量部件吹壞,把儀表前面的引壓閥關(guān)掉;儀表本體和管道不能一起吹掃,吹掃時(shí)要打開(kāi)本體上的放空排液堵頭螺絲;吹掃后要把冷凝水排盡,以免遇冷結(jié)冰凍壞儀表。

儀表檢查維修。預(yù)先制定計(jì)劃,該校的儀表要逐臺(tái)進(jìn)行校驗(yàn),并做好校驗(yàn)記錄。如果儀表解體過(guò),則要進(jìn)行靜壓測(cè)試。

如果是氣動(dòng)變送器,檢修時(shí)要清洗放大器,把里面的油脂,灰塵擦凈,減壓閥過(guò)濾器的過(guò)濾環(huán)要在溶劑中浸泡干凈。

檢修更換過(guò)的導(dǎo)管要和工藝管線一起試壓。

在校驗(yàn)和維修過(guò)程中,我們經(jīng)常用到的工具設(shè)備大致有信號(hào)壓力發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)壓力指示儀、扳手、螺絲刀、膠管、接頭等。但是在使用過(guò)程中,工具大小要合適,不能以大代小或是以小代大,也不能磨拆亂卸,更不能把克絲鉗當(dāng)榔頭使。儀表是一種很精密的設(shè)備,一定要仔細(xì)分析后再動(dòng)手,切莫野蠻操作。

CEC系列變送器無(wú)可動(dòng)機(jī)械部件,所以在儀表室的測(cè)試,變送器可分三個(gè)基本部件進(jìn)行,傳感器組件檢查、放大電路板檢查和標(biāo)定電路板檢查。

傳感器組件檢查

傳感器組件有故障,不能在現(xiàn)場(chǎng)修理,只有更換。如果發(fā)現(xiàn)如隔膜片損壞或是漏油現(xiàn)象,則傳感器組件可按下列步驟檢查:

1)小心地從插頭拔出補(bǔ)償電路板。注意,檢查時(shí)不需要將傳感器組件從電氣盒上拆下來(lái)。

2)檢查內(nèi)部二極管回路的正、反向偏置。一個(gè)回路插座1、2,另一個(gè)回路是插座3、4.回路電阻值應(yīng)接近相等。

3)檢查傳感器組件外殼和插座1、2端接點(diǎn)間電阻、電容,或是檢查傳感器組件外殼和插座34端接點(diǎn)之間電阻、電容,電阻值大于10M Ω ,電容值應(yīng)為150+/-30pF.

4)檢查端子8是否可靠接地,端子8和外殼之間電阻值應(yīng)該為零。

注意:以上不是對(duì)傳感器組件的全面檢查。如果調(diào)換電路板后,仍不能排除異常情況,并且又未發(fā)現(xiàn)其它明顯問(wèn)題,就應(yīng)該調(diào)換傳感器組件。

電路板檢查

利用調(diào)換備用電路板方法,可非常容易檢查出標(biāo)定電路板和放大電路板故障,如果是電路板本身故障,那只有將電路板返回廠家修理。

儀表故障分析維護(hù)

儀表日常維護(hù)做的好,儀表系統(tǒng)發(fā)生故障機(jī)會(huì)就越少。但是設(shè)備系統(tǒng)本身失靈也是再所難免的。儀表系統(tǒng)的異常和故障有兩個(gè)方面,一是儀表本身問(wèn)題,二是儀表輔助系統(tǒng),如閥門、導(dǎo)管、各種輔助容器等方面問(wèn)題。兩者比起來(lái)后者出現(xiàn)機(jī)會(huì)要更多些。

變送器輸出過(guò)大

1)檢查一次元件測(cè)量范圍,是否堵塞;

2)檢查導(dǎo)壓管是否泄漏或堵塞;

3)檢查截止閥是否打開(kāi);

4)檢查氣體導(dǎo)管內(nèi)是否有液體,或是液體導(dǎo)管內(nèi)是否還有氣體;

5)檢查變送器壓力室內(nèi)有無(wú)沉積物;

6)檢查導(dǎo)壓管內(nèi)液體、密度是否改變;

7)保證接插件接觸處清潔和檢查傳感器組件連接情況;

8)檢查8號(hào)端子是否可靠接表殼地;

9)用備用電路板檢查有故障電路板;

10)更換有故障的電路板;

11)檢查電源的輸出是否符合所需電壓值。

變送器輸出過(guò)小和無(wú)輸出

1)檢查一次元件安裝及工作條件;

2)檢查被測(cè)介質(zhì)的特征是否變化,它可能影響輸出;

3)檢查加到變送器上的電壓是否正常;

4)檢查回路是否短路或是多點(diǎn)接地;

5)檢查回路連接的正負(fù)極性和回路阻抗是否符合要求;

6)檢查管道壓力連接是否正確;

7)檢查導(dǎo)壓管是否泄漏或堵塞;

8)檢查充液導(dǎo)壓管是否存在氣體;

9)檢查變送器的壓力室內(nèi)有無(wú)沉積物;

10)檢查截止閥是否全開(kāi),平衡閥是否關(guān)嚴(yán);

11)檢查導(dǎo)壓管內(nèi)液體的比重是否改變;

12)檢查變送器傳感器組件的引線是否短接;

13)檢查8號(hào)端子是否可靠接表殼地;

14)檢查各調(diào)節(jié)螺釘是否在控制范圍;

15)現(xiàn)場(chǎng)指示表接線端在無(wú)指示或指示故障時(shí),是否用短接片短接;

16)用備用電路板檢查有故障電路板;

17)更換有故障的電路板.

 

變送器輸出不穩(wěn)定

1)檢查變送器是否間歇性短路、開(kāi)路和多點(diǎn)接地現(xiàn)象;

2)檢查加到變送器的電壓是否合適;

3)調(diào)節(jié)電路的阻尼作用;

4)檢查氣體導(dǎo)管內(nèi)是否有液體,或是液體導(dǎo)管內(nèi)是否還有氣體;

5)檢查變送器回路是否有間歇性短路和開(kāi)路現(xiàn)象;

6)保證接插件接觸處清潔和檢查傳感器組件接地情況;

7)檢查8號(hào)端子是否可靠接表殼地;

8)用備用電路板檢查有故障電路板;

9)更換有故障的電路板.

閥組故障

校驗(yàn)口、排污口處有滲漏

原因分析

密封性不好。

處理方式

檢查校驗(yàn)口處的墊片,如有損壞,則需更換墊片,必要時(shí)可多放置墊片;若經(jīng)過(guò)以上處理后,還存在滲漏,則纏繞生料帶。

注意事項(xiàng)

生料帶纏繞方向?yàn)樯下菝睍r(shí)的旋轉(zhuǎn)方向,一般生料帶纏繞圈數(shù)為5圈,且要注意墊片的方向。

閥桿處滲漏

原因分析

閥桿處密封性不好。

處理方式

松開(kāi)鎖緊螺母,把壓緊螺母順時(shí)針旋進(jìn)12圈,然后再固定鎖緊螺母,重新投用閥組,觀察10分鐘,確認(rèn)缺陷已消除。

若上述處理后仍不能解決問(wèn)題,可能是閥芯的密封墊片已經(jīng)老化、脆裂,則必須更換閥芯。

打壓校驗(yàn)時(shí),不能保壓(非校驗(yàn)儀本身問(wèn)題)

原因分析

排除校驗(yàn)儀本身及校驗(yàn)口處問(wèn)題情況下,不能保壓大多數(shù)情況下是由于隔離閥閥芯處閥瓣磨損。

處理方式

重新研磨閥瓣。但是此項(xiàng)在實(shí)施過(guò)程中十分麻煩,并且閥瓣要求較高,現(xiàn)場(chǎng)的操作是更換閥芯。

差壓變動(dòng)器膜盒與閥組密封面處滲漏

原因分析

壓接面處的O型密封圈密封性不好,一方面是O型密封圈本身的原因;另一方面可能是在固定閥組四個(gè)緊固螺栓時(shí),順序不正確造成密封性不好。

處理過(guò)程

松開(kāi)變送器與閥組連接的4個(gè)緊固螺栓;更換閥組上正負(fù)壓側(cè)連接口的O型密封圈;重新安裝變送器。用60N·m的力矩緊固4個(gè)螺栓,重新投用變送器在固定緊固螺栓 時(shí),要采用對(duì)角固定的方式,且力矩要逐步增加。

變送器缺陷

壓力上去,變送器輸出上不去。

這種情況,先檢查接線方式,如接線無(wú)誤后再檢查電源,如果確認(rèn)不是則檢查壓力接口是否漏氣或者被堵,如沒(méi)有漏氣或被堵,再查看傳感器零位是否有輸出,或者進(jìn)行簡(jiǎn)單加壓看輸出是否變化,有變化證明傳感器沒(méi)有損壞,如果無(wú)變化傳感器即損壞。

加壓時(shí)變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓后變送器

零位回不去。

原因分析

產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是壓力傳感器密封圈引起的。一般因?yàn)槊芊馊μ浐吞?。傳感器擰緊時(shí),密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器,加壓時(shí),介質(zhì)上不去;但 是壓力很大時(shí)突然沖開(kāi)密封圈,壓力傳感器受到壓力而變化,而壓力再次降低時(shí),密封圈又回位堵住引壓口,殘存的壓力釋放不出,因此長(zhǎng)按其零位又下不來(lái)。

消除缺陷:

zui佳辦法是將傳感器卸下,直接查看零位是否正常,如果不正常則更換密封圈再試。

示值波動(dòng)

原因分析

  1. 壓力源本身是一個(gè)不穩(wěn)定的壓力;
  2. 儀表本身抗干擾能力不強(qiáng);
  3. 傳感器接線不牢;
  4. 傳感器本身故障。
  5. 變送器膜盒含有未排盡的氣體;
  6. 導(dǎo)壓脈沖管線含有未排盡的氣體;
  7. 變送器阻尼系數(shù)偏小。

處理過(guò)程

變送器膜盒含有未排盡的氣體

1.單閥組排氣:將隔離閥關(guān)閉(切除狀態(tài))。使得排污口螺帽在擰松狀態(tài),緩慢打開(kāi)隔離閥(小開(kāi)度),介質(zhì)從排污口流出,慢慢加大開(kāi)度,一分鐘后,觀察從排污口處的水流,如果穩(wěn)定則擰緊螺帽,打開(kāi)隔離閥(投運(yùn))。

2.正壓側(cè)、負(fù)壓側(cè)排氣:運(yùn)行時(shí),關(guān)閉隔離閥,

正、負(fù)壓側(cè)排氣。打開(kāi)隔離閥一定開(kāi)度,介質(zhì)從校驗(yàn)口流出(含有氣體時(shí),會(huì)發(fā)出嗤嗤的聲音,慢慢加大開(kāi)度,觀察水流,待水流穩(wěn)定后擰緊螺帽,隔離閥100%開(kāi)度;負(fù)壓側(cè)也是如此,加大開(kāi)度,然后再觀察示值,如果還存在波動(dòng),則重復(fù)上述步驟)。

3.膜盒螺釘排氣:對(duì)于差壓變送器,采取以上措施后還不能消除缺陷,則采用膜盒螺釘排氣,分為正負(fù)壓側(cè)單獨(dú)排氣及同時(shí)排氣。排氣的前提是隔離變送器,且從排氣螺釘排出閥組腔室所有液體介質(zhì)。

正負(fù)壓側(cè)單獨(dú)排氣:關(guān)閉平衡閥;正壓側(cè),將排氣螺釘擰松,從校驗(yàn)口處注水水流量,,保證水流能從排氣螺釘處流出且注水流量大于出加水速度稍快,加了一定量后,慢慢擰緊排氣螺釘,加水速度減慢,避免膜盒內(nèi)憋氣,直至水位加至稍低于校驗(yàn)口;同樣,負(fù)壓側(cè)排氣加除鹽水也采用與正壓側(cè)相同的方法。打開(kāi)平衡閥,兩校驗(yàn)口液位會(huì)下降,補(bǔ)水,兩側(cè)壓力一致,投運(yùn)變送器。

正負(fù)壓側(cè)同時(shí)排氣:同時(shí)排氣是打開(kāi)平衡閥,在原理上與分別排氣是一致的。正負(fù)壓側(cè)同時(shí)加注除鹽水,需兩人同時(shí)進(jìn)行,注意事項(xiàng)與正負(fù)壓側(cè)單獨(dú)排氣一樣。

投用變送器注意事項(xiàng):打開(kāi)平衡閥,保持兩端的壓力平衡;擰緊正負(fù)壓側(cè)校驗(yàn)口螺帽(同時(shí)進(jìn)行),關(guān)閉平衡閥,打開(kāi)正負(fù)壓隔離閥(即投用);在關(guān)閉平衡閥時(shí),要緩慢關(guān)閉。

導(dǎo)壓脈沖管線含有未排盡的氣體

擰松排污口螺帽,水流從排污口流出,一分鐘后,觀察水流穩(wěn)定時(shí),則擰緊螺帽(正負(fù)壓側(cè)一樣)。另外也可以從正負(fù)壓側(cè)校驗(yàn)口排出氣體,但很多情況下不采用,因?yàn)闀?huì)花費(fèi)較多時(shí)間。

但是對(duì)于液位計(jì),正壓側(cè)為標(biāo)準(zhǔn)液時(shí),則進(jìn)行反沖水,避免標(biāo)準(zhǔn)罐內(nèi)的液位缺失,負(fù)壓側(cè)如果全是除鹽水時(shí),排氣與正常排氣一樣;如果正負(fù)壓側(cè)介質(zhì)都含放射性時(shí),則進(jìn)行反沖水排氣。另外若負(fù)壓側(cè)介質(zhì)與所測(cè)介質(zhì)不一致時(shí),比如測(cè)酸堿罐液位,負(fù)壓側(cè)儀表管線內(nèi)為甘油等介質(zhì)傳遞壓力時(shí),也只能進(jìn)行反沖,避免因介質(zhì)密度不一樣造成密度誤差。

所有排出的介質(zhì)都要用廢物收集袋收集,如果液體具有放射性,則需配戴乳膠手套,但在任何情況下,出房間門時(shí),一定要將橡膠手套摘除,以免放射性擴(kuò)散。

變送器阻尼系數(shù)偏小

以上原因都是逐項(xiàng)檢查,逐項(xiàng)排除。

三、變送器維護(hù)步驟

傳感器組件

1.小心把接液“O”型圈放在隔膜片周圍;

2.按所需取向放好壓力容室并用手?jǐn)Q緊所有螺栓;

3.按以下步驟使壓力容室均衡坐落在傳感器組件殼體上:

a)用手指擰緊所有螺栓;

b)擰緊一個(gè)螺栓直到壓力容室落座;

c)在對(duì)角線的另一個(gè)螺栓上施加力矩;

d)在*個(gè)螺栓上施加力矩;

e)在剩下二個(gè)螺栓上施加力矩;

f)檢查壓力容室坐落在傳感器的情況,確認(rèn)壓力容室沒(méi)有翹起;

g)檢查四個(gè)螺栓是否牢固地?cái)Q緊到39N·m;

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