淺談壓力變送器的常見(jiàn)故障及解決措施
壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中的常用傳感器，壓力變送器發(fā)展至今已經(jīng)取得了技術(shù)上的突破，從早期的大位移壓力變送器，發(fā)展到上世紀(jì)五十年代的力平衡式差壓變送器，再由七十年代結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的位移式變送器到九十年代智能化變送器，后到今天結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)的多類型壓力變送器，壓力變送器在結(jié)構(gòu)、外觀、性能等方面取得了的進(jìn)步，在壓力變送器的實(shí)際使用中，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題和故障，本文主要分析了常見(jiàn)的變送器故障原因并提出了解決辦法。
變送器是自控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，壓力變送器主要用于工業(yè)過(guò)程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制，其在石油、化工、電力等域的應(yīng)用十分廣泛。壓力變送器的種類繁多，根據(jù)工作原理、用途的不同有不同的分類方式。壓力變送器主要用于壓力的遠(yuǎn)程顯示和控制，其常在高溫、低壓、腐蝕、振動(dòng)等環(huán)境下工作，出現(xiàn)故障的幾率較大，因此對(duì)壓力變送器的影響因素、常見(jiàn)故障等研究是十分有意義的。
1、壓力變送器常見(jiàn)類型
壓力變送器就是能夠?qū)毫ψ兞哭D(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表，壓力變量與輸出信號(hào)間存在一定的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)不同的工作原理可將壓力變送器分為以下幾種：
?。?）壓阻式變送器。壓阻式變送器是將壓力作用到膜片的前表面，在壓力作用下膜片會(huì)出現(xiàn)一定的形變，感壓膜片的背面印有厚膜電阻，進(jìn)而形成一個(gè)惠斯通電橋，在壓阻效應(yīng)下，電橋會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，該信號(hào)與激勵(lì)電壓成正比例關(guān)系。
?。?）壓電式變送器。壓電式變送器是利用正壓電效應(yīng)研制出來(lái)的，正高壓電效應(yīng)就是將一定的外力作用于電解質(zhì)使其發(fā)生變形，電解質(zhì)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象，并且在其兩個(gè)表面會(huì)產(chǎn)生正負(fù)不同的電荷，外力停止作用時(shí)，電解質(zhì)又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。電荷的極性會(huì)隨著作用力方向的改變而改變。在電解質(zhì)極性方向施加電場(chǎng)，電解質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，撤銷后電解質(zhì)的形變消失，這就是逆壓電效應(yīng)。
?。?）應(yīng)變式變送器。采用特殊的粘合劑將應(yīng)變片粘合在一起進(jìn)而產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變，在機(jī)體受力發(fā)生變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也會(huì)隨之出現(xiàn)一定的形變，進(jìn)而影響到阻值的大小，電阻上的電壓發(fā)生改變。但是此種情況下阻值的變化較小，通常情況下組成應(yīng)變電橋，在儀表放大器的作用下變大，后傳輸?shù)教幚砭€路顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
?。?）電容式變送器。電容式變送器分電動(dòng)和氣動(dòng)兩類，前者的標(biāo)準(zhǔn)化輸入信號(hào)為直流信號(hào)，后者輸出信號(hào)為氣體壓力。待測(cè)介質(zhì)的兩種壓力分別輸入高、低兩壓力室，作用于敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上。測(cè)量膜片與兩側(cè)緣片上的電極組成電容器，在兩側(cè)壓力大小不同的情況下，模塊會(huì)產(chǎn)生位移，兩側(cè)電流大小不同，在震蕩和調(diào)節(jié)作用下，形成電流、電壓或者數(shù)字輸出信號(hào)。
2 壓力變送器工作原理
模塊電路、顯示表頭、測(cè)壓元件傳感器、表殼等共同組成了壓力變送器。來(lái)自兩側(cè)導(dǎo)壓管的壓力差會(huì)作用在變送器傳感器量測(cè)的膜片上，測(cè)量元件能夠?qū)⒔邮艿膲毫π盘?hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送至報(bào)警儀、記錄儀和調(diào)節(jié)器，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行二次測(cè)量。
3、壓力變送器的常見(jiàn)故障
壓力變送器在使用過(guò)程中難免出現(xiàn)各種各樣的故障，其影響因素眾多，例如壓力變送器內(nèi)隔片與傳感原件間存在灌充液漏，零點(diǎn)和量程偏移、輸出不穩(wěn)定等都會(huì)導(dǎo)致壓力變送器精度下降甚至發(fā)生損壞；天氣因素也會(huì)對(duì)變送器造成影響，如雷擊會(huì)損壞變送器膜盒的電路、導(dǎo)致無(wú)法通訊；潮濕的環(huán)境會(huì)損壞線路；變送器量程選擇不合理會(huì)造成感壓元件不可逆的變形。以下介紹幾種常見(jiàn)的故障類型：
?。?）線路故障。當(dāng)出現(xiàn)線路故障時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示數(shù)值出現(xiàn)異常，將變送器接線盒打開(kāi)，檢查線路是否存在虛接、短接或者斷接的現(xiàn)象，在采用測(cè)電源、搖緣以及量電阻等方法排查故障。
?。?）變頻干擾。在進(jìn)行布線時(shí)，多種信號(hào)線之間互相干擾，尤其是在動(dòng)力線與信號(hào)線串在同一管道中產(chǎn)生的干擾作用更為嚴(yán)重，此種情況下會(huì)導(dǎo)致變送器不通訊甚至致使錯(cuò)誤?？梢酝ㄟ^(guò)增大儀表電纜與動(dòng)力電纜槽架距離的方式來(lái)避免此類錯(cuò)誤操作。
?。?）引壓管故障。引壓管故障通常有引壓管堵塞、引壓管漏氣、引壓管積液三種故障類型，引壓堵塞一般是由排放不及時(shí)或者介質(zhì)臟、粘等導(dǎo)致的；引壓管漏氣是由變送器接電、截止閥等附件較多，增加了泄露點(diǎn)；引壓管積液通常是由于氣體取壓方式不合理或者引壓管安裝錯(cuò)誤造成的，引壓管積液會(huì)影響測(cè)量精度。
?。?）電信號(hào)傳輸故障。壓力變送器若使用或維護(hù)不當(dāng)極易導(dǎo)致電信號(hào)的傳輸故障，例如為了節(jié)省時(shí)間將變送器放在被測(cè)設(shè)備附近，導(dǎo)致信號(hào)傳輸距離過(guò)遠(yuǎn)，信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)干擾或衰減現(xiàn)象，此時(shí)要根據(jù)需要增加電纜線的截面積。
4 壓力變送器故障處理
4.1 輸出信號(hào)為零
當(dāng)壓力變送器出現(xiàn)壓力為零的現(xiàn)象時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行處理：先檢查管道內(nèi)是否存在壓力，儀表是否正常供電，之后檢查是否存在電源極性接反的現(xiàn)象，后檢查電子線路板、感壓膜頭、變送器電源電壓等。
4.2 加壓力無(wú)反應(yīng)
若加壓力無(wú)反應(yīng)則要檢查取壓管的閥門是否正常，變送器保護(hù)功能跳線開(kāi)關(guān)是否正常，取壓管是否堵塞，檢查白送器零點(diǎn)和量程，更換傳感膜頭等。
4.3 壓力變量讀數(shù)偏差
壓力變送器出現(xiàn)壓力讀數(shù)明顯偏高或偏低的現(xiàn)象時(shí)，先檢查取壓管路是否存在泄漏現(xiàn)象，再檢查取壓管上的閥門，對(duì)傳感器進(jìn)行微調(diào)，若還存在問(wèn)題，更換新的傳感膜頭。
4.4 壓力變量讀數(shù)不穩(wěn)定
該問(wèn)題可通過(guò)隔離外界干擾源、檢查導(dǎo)壓管是否泄漏、管道是否存在雜物、檢查隔離膜片時(shí)候出現(xiàn)服飾或變形、檢查感壓膜頭等方法來(lái)排查。
5 結(jié)語(yǔ)
目前壓力傳感器的使用十分廣泛，無(wú)論是國(guó)產(chǎn)變送器還是進(jìn)口變送器，在使用過(guò)程中由于工作環(huán)境、人為操作不當(dāng)或者自身原因都會(huì)出現(xiàn)各種故障，因此我們不僅要按照說(shuō)明書(shū)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行操作，還要掌握正確的故障判斷、養(yǎng)護(hù)和維修知識(shí)，這樣才能保證壓力傳感器的使用壽命和測(cè)量精度。
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