浅析差压变送器在安装过程中所遇到的故障与解决方案

       一、引言
        差压变送器是在目前工业生产中使用较为普遍的一种传感器，由于压力值与所测介质的流速大小，液位高低存在着明显的线性关系，可以用数据模型加以计算而得到，因为变送器内部集成的高速数据计算单元，可以通过差压变送器可以实现测量各类气体、液体的压力、流量、液位的数据，通过它的测量可以将测量的压力差值转换为便于处理、显示、记录的电流或电压信号，在工业生产中通有的一般是4-20mA、0--20mA电流信号和0--10V,1--5V的电压信号，差压变送器目前已成为自动化控制领域非常重要的测量设备，在工业生产、过程控制等方面有着**的应用。在流量测量领域常见的节流测量装备，以及在测量液位中所使用的投入式液位计、单、双法兰差压液位变送器等都是通过差压式液位实现其测量的功能的。
本文主要介绍了RZS-3051差压变送器的工作原理、选型、主要安装方法及注意事项；重点对导压管堵塞、泄漏，平衡阀泄漏，气体流量测量导压管积液等问题引起的故障现象进行了分析，旨在当变送器出现故障时给热控工作人员提供指导，以便及时处理。
 
　　二、差压变送器的工作原理
　　变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，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。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。压力变送器和**压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。
 
　　四、差压变送器的安装，引压管的安装、敷设原则
　　差压变送器也属于压力测量仪表，因此差压变送器的安装要遵循一般压力测量仪表的安装原则。差压变送器与取压口之间必须通过引压导管连接，才能把被测压力正确地传递到变送器的正负压室，如果取压口选择不当，引压导管安装不正确，或者引压导管有堵塞、渗漏现象，或者差压变送器的安装和操作不正确，都会引起较大的测量误差。
　　(1)取压口的选择。取压口的选择与被测介质的特性有很大关系，不同的介质，取压口的位置应符合下图所示的规定. 　　-
　　
　　图1
　　①被测介质为液体时，取压口应位于管道下半部与管道水平线成0°-45°范围内，如图 (a)所示。取压口位于管道下半部的目的是保证引压导管内没有气泡，这样由两根引压导管内液柱所附加在差压变送器正、负压室的压力可以相互抵消;取压口不宜从底部引出.是为了防止液体介质中可能夹带的固体杂质会沉积在引压导管中引起堵塞。
　　②被测介质为气体时.取压口应位于管道上华部与管道垂直中心线成0°-45°范围内，如图 (b)所示，其月的是为了保证引压导针中不积聚和滞留液体。
　　③被测介质为蒸汽时，取压口应位于管道上半部与管道水平线成0°-45°范围内. 如图 (c)所示，常见的接法是从管道水平位界接出，并分别安装凝液罐，这样两根引压导管内部都充满冷凝液，而且液位高度相同。
　　(2)引压导管的安装。引压导资应按短距离敷设.引压导管内径的选择与引压导管长度有关。引压导管的管路应保持垂直，或者与水平线之间不小于1:10的倾斜度，必要时要加装气体、凝液、微粒收集器等设备，并定期排除收集物；
　　①在测量液体介质时，在引压导管的管路中应有排气装置，如果差压变送器只能安装在取样口之上时，应加装储气罐和放空阀，这样即使有少量气泡.也不会对测量精度造成影响；
　　②在测量气体介质时，如果差压变送器只能安装在取样口之下，必须加装储液罐和排放阀，克服因滞留液对测坛精度产生影响；
　　③在测量蒸汽时，引压导管的管路安装凝液罐和排放阀。
　　 (3)差压变送器的安装
差压变送器是用来测量差压的，但如果正、负引压导管上的两个切断阀不能同时打开或者关闭，就会造成差压变送器单向受很大的静压力，有时会使仪表产生附加误差，严重时会使仪表损坏。为了防止差压表单向受很大的静压力，必须正确使用平衡阀.在启用差压变送器时，应先打开平衡阀.使正、负压室连通.受压相同，然后打开切断阀，后关闭平衡阀，变送器即可投人运行.差压变送器需要停用时，应先打开平衡阀，然后关闭切断阀.当切断阀关闭、平衡阀打开时，即可以对仪表进行零点校验。
 
　　五、差压变送器选型
　　1、变送器要测量什么样的压力
　　先确定系统中测量压力的大值，一般而言需要选择一个具有比大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在许多系统中，尤其是水压测量和加工处理中，有峰值和持续不规则的上下波动，这种瞬间的峰值能破坏压力传感器。持续的高压力值或稍微超出变送器的标定大值会缩短传感器的寿命，这样做还会使精度下降。于是可以用一个缓冲器来降低压力毛刺，但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时要充分考虑压力范围、精度与其稳定性。
　　2、什么样的压力介质
　　黏性液体、泥浆会堵上压力接口，溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送器中与这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料；
　　还要考虑被测介质的温度，如果温度高一般为200℃～400℃，要选用高温型，否则硅油会产生汽化膨胀，使测量不准。
　　3、考虑设备工作压力等级
变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从选用变送器测量范围上来说，一般变送器都具有一定的量程可调范围，好将使用的量程范围设在它量程的1/4～3/4段，这样精度会有保证，对于微差压变送器来说更是重要。
 
　　六、几个典型测量回路的故障分析
　　（1）正导压管堵塞
　　一般情况下，导压管的堵原因主要是由于测量导压管不定期排污或测量介质粘稠、带颗粒物等原因造成。当流量上升时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响，通常正导压管堵塞的现象是：变送器输出下降、上升或不变。
　　
　　由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F1时，P1+= P2+；当实际流量由F1减小到F2时，管道中的静压也相应的降低，设降低值为P0；同时，当实际流量下降至F2时，P2-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P0’。此时，P2- 与P1-的关系为：
　　
　　(2)正导压管泄漏当流量上升时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响，正导压管泄漏的现象是：变送器输出下降、上升及不变。
　　
　　那么当：P0?=Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出不变；
　　当：P0?>Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出增加；
　　当：P0?　　当流量下降时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响
　　
　　实际上，当泄漏量非常小的时候，由于种种原因，工艺操作或仪表维修护人员很难发现，只有当泄漏量大，所测流量 与实际流量相比有较大误差时才会发现，这时即使是实际流量
　　上升，总是P0’ <　　(3)气体流量导压管积液情况下的变送器测量误差
　　由于气体流量取压方式不对或导压管安装不符合要求( 与水平成不小于1：12的斜度连续下降) 时，液体自上而下流动，部分水聚集于孔板正压测，并逐渐沿正压导压管流动集中至下端，造成正负导压管中积液高度不一至，差压变送器测量出现正向误差，显示为流量增大。
　　设正导压管取压点压力为P+，负导压管取压点压力为P-，差压变送器正端压力为P+?，差压变送器负端压力为P-?。△P= P+- P-，△P’= P+?- P-
　　正常测量下：△P= △P?
　　当h+>h-时 变送器实际测得的差压增大，输出流量信号变大，这里由于正压导管取压方式的原因，随着时间的增加，h+逐渐大于h-，测得的流量也增大。
以上这几种故障都是在仪表设备维护中是非常常见的，通过分析可以看到，无论是导压管堵塞、还是导压管中积水，即使是同样的故障，其表征出来的现象有时并不同,所以我们在分析问题时应该是辩证的，具体情况具体分析。
 
　　结束语
　　以上我们以罗斯蒙特3051差压变送器为例，探讨了压力、差压变送器的安装方法、注意事项及差压变送器测量回路故障的诊断，实际上，由于压力变送器与差压变送器测量应用上的相通性原因，本文中有些方法也同样适用于其它压力、差压变送器的安装和故障诊断。

上一条：关于差压变送器的安装故障诊断分析与应用探讨
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