差壓變送器工作原理
來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上,通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測(cè)量元件上,測(cè)量元件將測(cè)得的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器,經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。差壓變送器的幾種應(yīng)用測(cè)量方式:
(1)與節(jié)流元件相結(jié)合,利用節(jié)流元件的前后產(chǎn)生的差壓值測(cè)量液體流量。
?。?)利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差,測(cè)量液體的高度。
?。?)直接測(cè)量不同管道、罐體液體的壓力差值。
差壓變送器的安裝包括導(dǎo)壓管的敷設(shè)、電氣信號(hào)電纜的敷設(shè)、差壓變送器的安裝。
2.2差壓變送器故障診斷
變送器在測(cè)量過程中,常常會(huì)出現(xiàn)一些故障,故障的及時(shí)判定分析和處理,對(duì)正在進(jìn)行了生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。我們根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗(yàn),總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。
?。?)調(diào)查法:回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。
(2)直觀法:觀察回路的外部損傷、導(dǎo)壓管的泄漏,回路的過熱,供電開關(guān)狀態(tài)等。
?。?)檢測(cè)法:
斷路檢測(cè):將懷疑有故障的部分與其它部分分開來,查看故障是否消失,如果消失,則確定故障所在,否則可進(jìn)行下一步查找,如:智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊,可將電源從儀表本體上斷開,用現(xiàn)場(chǎng)另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊,以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號(hào)而干擾通訊。
短路檢測(cè):在保證安全的情況下,將相關(guān)部分回路直接短接,如:差變送器輸出值偏小,可將導(dǎo)壓管斷開,從一次取壓閥外直接將差壓信號(hào)直接引到差壓變送器雙側(cè),觀察變送器輸出,以判斷導(dǎo)壓管路的堵、漏的連通性。
替換檢測(cè):將懷疑有故障的部分更換,判斷故障部位。如:懷疑變送器電路板發(fā)生故障,可臨時(shí)更換一塊,以確定原因。
分部檢測(cè):將測(cè)量回路分割成幾個(gè)部分,如:供電電源、信號(hào)輸出、信號(hào)變送、信號(hào)檢測(cè),按分部分檢查,由簡(jiǎn)至繁,由表及里,縮小范圍,找出故障位置。
3、典型故障案例
3.1導(dǎo)壓管堵塞
以正導(dǎo)壓管堵塞為例來分析導(dǎo)壓管堵塞出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。在儀表維護(hù)中,由于差壓變送器導(dǎo)壓管排放不及時(shí),或介質(zhì)臟、粘等原因,容易發(fā)生正負(fù)導(dǎo)壓管堵塞現(xiàn)象,其表現(xiàn)特征為:變送器輸出下降、上升或不變。當(dāng)流量增加時(shí),對(duì)變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開方)輸出的影響:
設(shè)原流量為F1,P1=P1+-P1-,F(xiàn)’1=K,F(xiàn)’1為變化前的變送器輸出值,
設(shè)增加后的流量為F2,(即:F2F1),P2=P2+-P2-,F(xiàn)’2=K,F(xiàn)’2為流量增加后的變送器輸出值。由于正壓管堵塞,則當(dāng)實(shí)際流量分別為F1、F2時(shí),P1+=P2+;當(dāng)流量增加時(shí),P2-出現(xiàn)如下變化:因?yàn)閷?shí)際流量增加為F2,則與原流量F1時(shí)相比,管道內(nèi)的靜壓力也相應(yīng)增加,設(shè)增加值為P0,同時(shí)P2-因管道中流體流速的增加而產(chǎn)生的靜壓減小,減小值為P0?,此時(shí)P2-與P1-的關(guān)系為:
P2-=P1-+P0-P0?
則:P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0?)=P1+(P0?-P0)
則:F’現(xiàn)=K=K
∴當(dāng)P0=P0?時(shí)則:F’2=K=KF’2=F’1變送器輸出不變。
當(dāng)P0P0?時(shí)則:F’2=K=KF’2F’1變送器輸出變大。
當(dāng)P0F’1變送器輸出變小。
當(dāng)流量減小時(shí),對(duì)變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開方)輸出的影響。
設(shè)原流量為F1,P1=P1+-P1-,F(xiàn)’1=K,F(xiàn)’1為變化前的變送器輸出值。
設(shè)減小后的流量為F2,(即:F2F1),P2=P2+-P2-,F(xiàn)’2=K,F(xiàn)’2為流量減小后的變送器輸出值。
由于正壓管堵塞,則當(dāng)實(shí)際流量分別為F1、F1時(shí),P1+=P2+;當(dāng)實(shí)際流量由F1減小到F2時(shí),管道中的靜壓也相應(yīng)的降低,設(shè)降低值為P0;同時(shí),當(dāng)實(shí)際流量下降至F2時(shí),P2-值也要因?yàn)楣軆?nèi)流體流速的降低而升高,設(shè)升高值為P0’。
此時(shí),P2-與P1-的關(guān)系為:-
P2-=P1--P0+P0’
P2=P2+-P2-=P1+-(P1--P0+P0’)=P1+(P0-P0’)
F’2=K=K
∴當(dāng)P0=P0?時(shí)則:F’2=K=KF’2=F’2變送器輸出不變;
當(dāng)P0P0?時(shí)則:F’2=K=KF’2F’1變送器輸出變大;
當(dāng)P0
一般情況下,導(dǎo)壓管的堵原因主要是由于測(cè)量導(dǎo)壓管不定期排污或測(cè)量介質(zhì)粘稠、帶顆粒物等原因造成。
3.2導(dǎo)壓管泄漏
以正導(dǎo)壓管泄漏來分析導(dǎo)壓管泄漏出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。如圖1所示,萊鋼集團(tuán)公司某加熱爐儀表控制閥用凈化風(fēng)總管線的流量測(cè)量方式為:節(jié)流孔板+差壓變送器。裝置生產(chǎn)正常時(shí)的用風(fēng)流量基本是穩(wěn)定的,但在后期的生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)用風(fēng)流量比正常值下降了很多。
經(jīng)過檢查,二次儀表(DCS)組態(tài)及電信號(hào)回路工作正常,變送器送檢定室標(biāo)定正常,于是懷疑問題出現(xiàn)出導(dǎo)壓上,經(jīng)過檢查,由于正導(dǎo)壓管焊接不好造成泄漏所至,經(jīng)過補(bǔ)焊堵漏后,流量測(cè)量恢復(fù)正常。
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