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壓力變送器工作原理及維護方法

文章出處:華仁儀表 發表時間:2019-01-20 13:20

一、壓力變送器類型和工作原理

壓力變送器主要由測壓元件傳感器、測量電路和過程連接件等組成。

它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉變成標準的電流信號(4~20mADC)以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。

壓力變送器根據測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:

把壓力信號傳到電子設備,進而在計算機顯示壓力

工作原理:

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

壓力變送器的被測介質的兩種壓力通入高、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。壓力變送器是由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“δ” 

絕壓變送器“δ”

壓力變送器電路圖

 

日常維護包括以下兩個方面:

  1. 巡回檢查;
  2. 定期檢查;
  3. 設備大檢查。
  4. 大修。

(1)巡回檢查

儀表指示情況。檢查儀表示值又無異常,看它是否在規定范圍內波動;有的變送器沒有現場指示的,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,應及時清除和清潔。儀表和工藝接口、導壓管和各閥門之間有無泄漏、腐蝕。

(2)定期檢查

    有的維護檢查不需要每天檢查的要每隔一段時間定時檢查。

定期零點檢查,由于變送器有二次閥或三閥組、五閥組,所以零點檢查 很方便,不需要太多時間。但是用在控制系統中的變送器,不管檢查時間多短,仍需要把自動改為手動控制,所以這種儀表的回零周期可長些。由于這些檢查需要拆除接頭檢查設備比較麻煩,如沒有異,F象,檢查周期可以適當長些。定期進行排污、排凝和放空。定期對易堵介質的引壓管進行吹掃,灌隔離液等。

(3)設備大檢查

由于變送器處于全天候環境中,儀表難免會被腐蝕、損害、導管或接頭出現泄漏,所以需要進行設備大檢查。檢查儀表使用質量、準確度、靈敏度、示數、零位正確;儀表零部件是否完整、緊固件不得松動、接觸良好;儀表測量元件、引壓管線、接頭安裝正確、排列整齊固定牢固;技術資料齊全、準確、符合管理要求,儀表接線圖、檢修檢查記錄、零部件更換記錄無誤。

(4)大修

準備工作。確定檢修項目;落實檢修用的材料和加工件、需要更換儀表;落實檢修人員和工作量;落實檢修方案,做到穩步推進心中有數。

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

儀表檢查維修。預先制定計劃,該校的儀表要逐臺進行校驗,并做好校驗記錄。如果儀表解體過,則要進行靜壓測試。

如果是氣動變送器,檢修時要清洗放大器,把里面的油脂,灰塵擦凈,減壓閥過濾器的過濾環要在溶劑中浸泡干凈。

檢修更換過的導管要和工藝管線一起試壓。

在校驗和維修過程中,我們經常用到的工具設備大致有信號壓力發生器、標準壓力指示儀、扳手、螺絲刀、膠管、接頭等。但是在使用過程中,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,更不能把克絲鉗當榔頭使。儀表是一種很精密的設備,一定要仔細分析后再動手,切莫野蠻操作。

CEC系列變送器無可動機械部件,所以在儀表室的測試,變送器可分三個基本部件進行,傳感器組件檢查、放大電路板檢查和標定電路板檢查。

傳感器組件檢查

傳感器組件有故障,不能在現場修理,只有更換。如果發現如隔膜片損壞或是漏油現象,則傳感器組件可按下列步驟檢查:

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

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

3)檢查傳感器組件外殼和插座1、2端接點間電阻、電容,或是檢查傳感器組件外殼和插座3、4端接點之間電阻、電容,電阻值大于10M Ω ,電容值應為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該為零。

注意:以上不是對傳感器組件的全面檢查。如果調換電路板后,仍不能排除異常情況,并且又未發現其它明顯問題,就應該調換傳感器組件。

電路板檢查

利用調換備用電路板方法,可非常容易檢查出標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

儀表日常維護做的好,儀表系統發生故障機會就越少。但是設備系統本身失靈也是再所難免的。儀表系統的異常和故障有兩個方面,一是儀表本身問題,二是儀表輔助系統,如閥門、導管、各種輔助容器等方面問題。兩者比起來后者出現機會要更多些。

變送器輸出過大

1)檢查一次元件測量范圍,是否堵塞;

2)檢查導壓管是否泄漏或堵塞;

3)檢查截止閥是否打開;

4)檢查氣體導管內是否有液體,或是液體導管內是否還有氣體;

5)檢查變送器壓力室內有無沉積物;

6)檢查導壓管內液體、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。

變送器輸出過小和無輸出

1)檢查一次元件安裝及工作條件;

2)檢查被測介質的特征是否變化,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接地;

5)檢查回路連接的正負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)檢查導壓管是否泄漏或堵塞;

8)檢查充液導壓管是否存在氣體;

9)檢查變送器的壓力室內有無沉積物;

10)檢查截止閥是否全開,平衡閥是否關嚴;

11)檢查導壓管內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號端子是否可靠接表殼地;

14)檢查各調節螺釘是否在控制范圍;

15)現場指示表接線端在無指示或指示故障時,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.

 

變送器輸出不穩定

1)檢查變送器是否間歇性短路、開路和多點接地現象;

2)檢查加到變送器的電壓是否合適;

3)調節電路的阻尼作用;

4)檢查氣體導管內是否有液體,或是液體導管內是否還有氣體;

5)檢查變送器回路是否有間歇性短路和開路現象;

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

檢查校驗口處的墊片,如有損壞,則需更換墊片,必要時可多放置墊片;若經過以上處理后,還存在滲漏,則纏繞生料帶。

注意事項

生料帶纏繞方向為上螺帽時的旋轉方向,一般生料帶纏繞圈數為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

松開鎖緊螺母,把壓緊螺母順時針旋進12圈,然后再固定鎖緊螺母,重新投用閥組,觀察10分鐘,確認缺陷已消除。

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

打壓校驗時,不能保壓(非校驗儀本身問題)

原因分析

排除校驗儀本身及校驗口處問題情況下,不能保壓大多數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。但是此項在實施過程中十分麻煩,并且閥瓣要求較高,現場的操作是更換閥芯。

差壓變動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緊固螺栓時,順序不正確造成密封性不好。

處理過程

松開變送器與閥組連接的4個緊固螺栓;更換閥組上正負壓側連接口的O型密封圈;重新安裝變送器。用60N·m的力矩緊固4個螺栓,重新投用變送器在固定緊固螺栓 時,要采用對角固定的方式,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,如接線無誤后再檢查電源,如果確認不是則檢查壓力接口是否漏氣或者被堵,如沒有漏氣或被堵,再查看傳感器零位是否有輸出,或者進行簡單加壓看輸出是否變化,有變化證明傳感器沒有損壞,如果無變化傳感器即損壞。

加壓時變送器輸出不變化,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

產生此現象的原因可能是壓力傳感器密封圈引起的。一般因為密封圈太軟和太厚。傳感器擰緊時,密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器,加壓時,介質上不去;但 是壓力很大時突然沖開密封圈,壓力傳感器受到壓力而變化,而壓力再次降低時,密封圈又回位堵住引壓口,殘存的壓力釋放不出,因此長按其零位又下不來。

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

原因分析

  1. 壓力源本身是一個不穩定的壓力;
  2. 儀表本身抗干擾能力不強;
  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. 導壓脈沖管線含有未排盡的氣體;
  7. 變送器阻尼系數偏小。

處理過程

變送器膜盒含有未排盡的氣體

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

2.正壓側、負壓側排氣:運行時,關閉隔離閥,

正、負壓側排氣。打開隔離閥一定開度,介質從校驗口流出(含有氣體時,會發出嗤嗤的聲音,慢慢加大開度,觀察水流,待水流穩定后擰緊螺帽,隔離閥100%開度;負壓側也是如此,加大開度,然后再觀察示值,如果還存在波動,則重復上述步驟)。

3.膜盒螺釘排氣:對于差壓變送器,采取以上措施后還不能消除缺陷,則采用膜盒螺釘排氣,分為正負壓側單獨排氣及同時排氣。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。

正負壓側單獨排氣:關閉平衡閥;正壓側,將排氣螺釘擰松,從校驗口處注水水流量,,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,避免膜盒內憋氣,直至水位加至稍低于校驗口;同樣,負壓側排氣加除鹽水也采用與正壓側相同的方法。打開平衡閥,兩校驗口液位會下降,補水,兩側壓力一致,投運變送器。

正負壓側同時排氣:同時排氣是打開平衡閥,在原理上與分別排氣是一致的。正負壓側同時加注除鹽水,需兩人同時進行,注意事項與正負壓側單獨排氣一樣。

投用變送器注意事項:打開平衡閥,保持兩端的壓力平衡;擰緊正負壓側校驗口螺帽(同時進行),關閉平衡閥,打開正負壓隔離閥(即投用);在關閉平衡閥時,要緩慢關閉。

導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,觀察水流穩定時,則擰緊螺帽(正負壓側一樣)。另外也可以從正負壓側校驗口排出氣體,但很多情況下不采用,因為會花費較多時間。

但是對于液位計,正壓側為標準液時,則進行反沖水,避免標準罐內的液位缺失,負壓側如果全是除鹽水時,排氣與正常排氣一樣;如果正負壓側介質都含放射性時,則進行反沖水排氣。另外若負壓側介質與所測介質不一致時,比如測酸堿罐液位,負壓側儀表管線內為甘油等介質傳遞壓力時,也只能進行反沖,避免因介質密度不一樣造成密度誤差。

所有排出的介質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,一定要將橡膠手套摘除,以免放射性擴散。

變送器阻尼系數偏小

以上原因都是逐項檢查,逐項排除。

三、變送器維護步驟

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擰緊所有螺栓;

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)擰緊一個螺栓直到壓力容室落座;

c)在對角線的另一個螺栓上施加力矩;

d)在*個螺栓上施加力矩;

e)在剩下二個螺栓上施加力矩;

f)檢查壓力容室坐落在傳感器的情況,確認壓力容室沒有翹起;

g)檢查四個螺栓是否牢固地擰緊到39N·m;

此文關鍵字:壓力,變送器,工作,原理,及,維護,方法,一,、,
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