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(zhuǎn)變成標準的電流信號(4~20mADC)以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。

壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成一般壓力變送器（0.001MPa～20MPa）和微差壓變送器（0～1.5kPa），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(zhuǎn)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(zhì)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(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。

壓力變送器“δ”室 

絕壓變送器“δ”室

壓力變送器電路圖

 

• 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：

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(guī)定范圍內(nèi)波動；有的變送器沒有現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)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(zhì)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(huán)境中，儀表難免會被腐蝕、損害、導管或接頭出現(xiàn)泄漏，所以需要進行設備大檢查。檢查儀表使用質(zhì)量、準確度、靈敏度、示數(shù)、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(shù)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(wěn)步推進心中有數(shù)。

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(jié)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(huán)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(jīng)常用到的工具設備大致有信號壓力發(fā)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(xiàn)場修理，只有更換。如果發(fā)現(xiàn)如隔膜片損壞或是漏油現(xiàn)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(nèi)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(diào)換電路板后，仍不能排除異常情況，并且又未發(fā)現(xiàn)其它明顯問題，就應該調(diào)換傳感器組件。

電路板檢查

利用調(diào)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(tǒng)發(fā)生故障機會就越少。但是設備系統(tǒng)本身失靈也是再所難免的。儀表系統(tǒng)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(tǒng)，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(xiàn)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(nèi)是否有液體，或是液體導管內(nèi)是否還有氣體；

5）檢查變送器壓力室內(nèi)有無沉積物；

6）檢查導壓管內(nèi)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(diào)節(jié)螺釘是否在控制范圍；

15）現(xiàn)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(wěn)定

1）檢查變送器是否間歇性短路、開路和多點接地現(xiàn)象；

2）檢查加到變送器的電壓是否合適；

3）調(diào)節(jié)電路的阻尼作用；

4）檢查氣體導管內(nèi)是否有液體，或是液體導管內(nèi)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(xiàn)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(jīng)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(zhuǎn)方向，一般生料帶纏繞圈數(shù)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1至2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(jīng)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(shù)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(xiàn)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(cè)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(chǎn)生此現(xiàn)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(zhì)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(wěn)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(shù)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(tài)）。使得排污口螺帽在擰松狀態(tài)，緩慢打開隔離閥（小開度），介質(zhì)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(wěn)定則擰緊螺帽，打開隔離閥（投運）。

2.正壓側(cè)、負壓側(cè)排氣:運行時，關閉隔離閥，

正、負壓側(cè)排氣。打開隔離閥一定開度，介質(zhì)從校驗口流出（含有氣體時，會發(fā)出嗤嗤的聲音，慢慢加大開度，觀察水流，待水流穩(wěn)定后擰緊螺帽，隔離閥100%開度；負壓側(cè)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(cè)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(zhì)。

正負壓側(cè)單獨排氣：關閉平衡閥；正壓側(cè)，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(nèi)憋氣，直至水位加至稍低于校驗口；同樣，負壓側(cè)排氣加除鹽水也采用與正壓側(cè)相同的方法。打開平衡閥，兩校驗口液位會下降，補水，兩側(cè)壓力一致，投運變送器。

正負壓側(cè)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(cè)同時加注除鹽水，需兩人同時進行，注意事項與正負壓側(cè)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(cè)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(wěn)定時，則擰緊螺帽（正負壓側(cè)一樣）。另外也可以從正負壓側(cè)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(cè)為標準液時，則進行反沖水，避免標準罐內(nèi)的液位缺失，負壓側(cè)如果全是除鹽水時，排氣與正常排氣一樣；如果正負壓側(cè)介質(zhì)都含放射性時，則進行反沖水排氣。另外若負壓側(cè)介質(zhì)與所測介質(zhì)不一致時，比如測酸堿罐液位，負壓側(cè)儀表管線內(nèi)為甘油等介質(zhì)傳遞壓力時，也只能進行反沖，避免因介質(zhì)密度不一樣造成密度誤差。

所有排出的介質(zhì)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(shù)偏小

• 如果是變送器本身參數(shù)阻尼系數(shù)偏小，則調(diào)大變送器的阻尼系數(shù)。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。
• 接電源后無輸出
• 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

• 變送器的維護步驟 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，然后用水清洗。注意不要用任何氯化物溶液或含酸溶液清洗；
• 為了方便安裝，接頭和正負壓室可以轉(zhuǎn)動或反接。
• 拆卸電氣盒
• 先斷開電源，擰下接線端子側(cè)的表蓋可觸及信號端子和測試端子；
• 擰下電路側(cè)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，然后排齊零位和量程調(diào)節(jié)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?zhí)貏e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。
• 變送器的維護步驟 重裝
• 準備工作
• 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，且能充分嚙合的螺紋
• 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(nèi)；
• 在傳感器組件的連接螺紋上涂上密封劑，保證牢固的水密封；
• 傳感器組件擰入電氣盒時，要有5圈螺紋完全嚙合，不要損壞或絞緊組件引出線；
• 為便于安裝，應注意傳感器組件高、低壓側(cè)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(diào)節(jié)螺釘凹槽對標定板上電位器的刀口，隨后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；

• h)對測量方位代號1、2的變送器，在校驗之前，為確保出廠精度，應先進行溫循環(huán)試驗。
• 任選插入式表頭
• 為了方便讀數(shù)，指示表頭能在它的支架上旋轉(zhuǎn)若干個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。為了保持防爆條件，不管什么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，更換電路板后，輸出可能會發(fā)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。