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壓力變送器工作原理及維護方法

文章出處:人氣:0发表时间:2019-5-27 11:18:19

一、壓力變送器類型和工作原理

壓力變送器主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成。

它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉變成標准的電流信號(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。

壓力變送器根据测压范围可分成一般壓力變送器(0.001MPa~20MPa)和微差压变送器(0~1.5kPa),负压( 小于大气压力) 变送器三种。

壓力變送器,压力传感器的主要作用:

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: 

将水压这种压力的力学信号转变成电流(4-20mA)电子信号 。压力和电压或电流 大小成线性关系,一般是正比关系。所以变送器输出的电压或电流 随压力增大而增大。

壓力變送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室,低压室压力采用大气压或真空,作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。壓力變送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。

日常維護和常見故障分析及處理

日常維護包括以下兩個方面:

巡回檢查;

定期檢查;

設備大檢查。

大修。

(1)巡回檢查

儀表指示情況。檢查儀表示值又無異常,看它是否在規定範圍內波動;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

   有的维护检查不需要每天检查的要每隔一段时间定时检查。

定期零点检查,由于变送器有二次阀或三阀组、五阀组,所以零点检查 很方便,不需要太多时间。但是用在控制系统中的变送器,不管检查时间多短,仍需要把自动改为手动控制,所以这种仪表的回零周期可长些。由于这些检查需要拆除接头检查设备比较麻烦,如没有异常现象,检查周期可以适当长些。定期进行排污、排凝和放空。定期对易堵介质的引压管进行吹扫,灌隔离液等。

(3)設備大檢查

由于变送器处于全天候环境中,仪表难免会被腐蚀、损害、导管或接头出现泄漏,所以需要进行設備大檢查。检查仪表使用质量、准确度、灵敏度、示数、零位正确;仪表零部件是否完整、紧固件不得松动、接触良好;仪表测量元件、引压管线、接头安装正确、排列整齐固定牢固;技术资料齐全、准确、符合管理要求,仪表接线图、检修检查记录、零部件更换记录无误。

(4)大修

准備工作。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;吹掃後要把冷凝水排盡,以免遇冷結冰凍壞儀表。

儀表檢查維修。預先制定計劃,該校的儀表要逐台進行校驗,並做好校驗記錄。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,把裏面的油脂,灰塵擦淨,減壓閥過濾器的過濾環要在溶劑中浸泡幹淨。

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、標准壓力指示儀、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,一定要仔細分析後再動手,切莫野蠻操作。

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)检查传感器组件外壳和插座1、2端接点间电阻、电容,或是检查传感器组件外壳和插座3、4端接点之间电阻、电容,电阻值大于10M Ω ,电容值应为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爲零。

注意:以上不是對傳感器組件的全面檢查。如果調換電路板後,仍不能排除異常情況,並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。兩者比起來後者出現機會要更多些。

變送器輸出過大

1)檢查一次元件測量範圍,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沈積物;

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)用备用電路板檢查有故障电路板;

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沈積物;

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範圍;

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)用备用電路板檢查有故障电路板;

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)用备用電路板檢查有故障电路板;

9)更換有故障的電路板.

閥組故障

校驗口、排汙口處有滲漏

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;若經過以上處理後,還存在滲漏,則纏繞生料帶。

注意事項

生料帶纏繞方向爲上螺帽時的旋轉方向,一般生料帶纏繞圈數爲5圈,且要注意墊片的方向。

閥杆處滲漏

原因分析 

閥杆處密封性不好。

處理方式

松開鎖緊螺母,把壓緊螺母順時針旋進1至2圈,然後再固定鎖緊螺母,重新投用閥組,觀察10分鍾,確認缺陷已消除。

若上述處理後仍不能解決問題,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,並且閥瓣要求較高,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 

松开变送器与阀组连接的4个紧固螺栓;更换阀组上正负压侧连接口的O型密封圈;重新安装变送器。用60N·m的力矩紧固4个螺栓,重新投用变送器在固定紧固螺栓 时,要采用对角固定的方式,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,如接線無誤後再檢查電源,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,泄壓後變送器

零位回不去。

原因分析 

产生此现象的原因可能是压力传感器密封圈引起的。一般因为密封圈太软和太厚。传感器拧紧时,密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器,加压时,介质上不去;但 是压力很大时突然冲开密封圈,压力传感器受到压力而变化,而压力再次降低时,密封圈又回位堵住引压口,残存的压力释放不出,因此长按其零位又下不来。

消除缺陷:

最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

壓力源本身是一個不穩定的壓力;

儀表本身抗幹擾能力不強;

傳感器接線不牢;

傳感器本身故障。

變送器膜盒含有未排盡的氣體;

導壓脈沖管線含有未排盡的氣體;

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)。使得排汙口螺帽在擰松狀態,緩慢打開隔離閥(小開度),介質從排汙口流出,慢慢加大開度,一分鍾後,觀察從排汙口處的水流,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,待水流穩定後擰緊螺帽,隔離閥100%開度;負壓側也是如此,加大開度,然後再觀察示值,如果還存在波動,則重複上述步驟)。


3.膜盒螺釘排氣:對于差壓變送器,采取以上措施後還不能消除缺陷,則采用膜盒螺釘排氣,分爲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,加了一定量後,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。

正负压侧同时排气:同时排气是打开平衡阀,在原理上与分别排气是一致的。正负压侧同时加注除盐水,需两人同时进行,注意事項与正负压侧单独排气一样。

投用变送器注意事項:打开平衡阀,保持两端的压力平衡;拧紧正负压侧校验口螺帽(同时进行),关闭平衡阀,打开正负压隔离阀(即投用);在关闭平衡阀时,要缓慢关闭。

導壓脈沖管線含有未排盡的氣體 

擰松排汙口螺帽,水流從排汙口流出,一分鍾後,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,因爲會花費較多時間。

但是對于液位計,正壓側爲標准液時,則進行反沖水,避免標准罐內的液位缺失,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,負壓側儀表管線內爲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 

如果是變送器本身參數阻尼系數偏小,則調大變送器的阻尼系數。適當增大了變送器的阻尼時間,減少變送器本身對信號采集的靈敏性,從而消除變送器波動。

接電源後無輸出 

原因分析 

接錯線,儀表和變送器都檢查;

導線本身的短路或斷路;

電源無輸出或電源不匹配;

儀表損壞

傳感器損壞

處理過程 

以上原因都是逐項檢查,逐項排除。


三、變送器維護步驟


变送器的维护步骤 拆卸 

拆卸傳感器組件 

在拆卸傳感器組件之前,先把變送器從工藝管道上拆下;

擰下四個螺栓,便可取下正、負壓力室,不要劃傷或碰壞隔膜片;

用浸過中性清潔劑的軟布清洗隔離薄膜片,然後用水清洗。注意不要用任何氯化物溶液或含酸溶液清洗;

爲了方便安裝,接頭和正負壓室可以轉動或反接。

拆卸電氣盒 

先斷開電源,擰下接線端子側的表蓋可觸及信號端子和測試端子;

擰下電路側的表蓋,可以觸及電路板;

擰下線路板固緊螺釘,就可以拔下放大電路板;

要拆下標定補償電路板,應先擰下支撐立柱,然後排齊零位和量程調節螺釘,使其上的一字槽垂直于標定板,即可方便地取下標定板和補償板。

 傳感器組件與電氣盒分離

拆下放大電路板、補償板和標定板,方法同上;

松開緊縮螺母;

從電氣盒上擰下傳感器組件,不要損壞組件上的引線。小心地將傳感器組件引出線及補償板從電氣盒上的孔中拉出,請特別注意,擰下組件時,不要將組件的隔離膜片碰壞;

傳感器組件是整體焊接部件,不要再分解。

变送器的维护步骤 重装 

准備工作 

檢查所有密封“O”型圈,保證良好密封;檢查螺紋,必須保證5圈以上完好無損,且能充分齧合的螺紋

電氣盒與傳感器組件的連接 

將傳感器組件引出線及補償板穿入電氣盒內;

在傳感器組件的連接螺紋上塗上密封劑,保證牢固的水密封;

傳感器組件擰入電氣盒時,要有5圈螺紋完全齧合,不要損壞或絞緊組件引出線;

爲便于安裝,應注意傳感器組件高、低壓側的取向;

用47N·m的力矩擰緊鎖緊螺母。

 電氣盒 

檢查電路板,看它是否清潔;

電路板上的插頭必須保持清潔;

要使零位和量程的調節螺釘凹槽對標定板上電位器的刀口,隨後將標定板插在插頭座上,再用支撐立柱緊固,右邊的支撐立柱是使電子部件接外殼,起電氣接地作用,因此要緊固。

把放大電路板插上插座,再用M3*6螺釘緊固。

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並用手擰緊所有螺栓;

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;

h)對測量方位代號1、2的變送器,在校驗之前,爲確保出廠精度,應先進行溫循環試驗。

任選插入式表頭

爲了方便讀數,指示表頭能在它的支架上旋轉若幹個90度;

如果由于某些原因,將表蓋拆下,在重新安裝表蓋之前,必須確認表蓋和電氣盒之前的“O”型圈在位。爲了保持防爆條件,不管什麽理由都不能拆下表蓋上的玻璃,拆下表蓋玻璃將使表頭防爆性能失效。

 零部件的互換 

有些機械零件如壓力容室、接頭、電氣盒、表蓋和安裝架,各儀表

之間無論量程、輸出信號如何,都可以互換。放大電路板和測量膜盒的互換由以下條件決定:

指示表頭可看作一個附件部件,只要輸出信號相同,就可以互換,與儀表的量程無關;

放大電路板均可以互換,與量程無關,放大電路板和標定板決定變送器的輸出信號,因此,更換電路板後,輸出可能會發生變化,必須重新進行校驗;

補償板*安裝在測量膜盒上,不能更換。


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