一、壓力變送器類(lèi)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(guò)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(jìn)行測量、指示和過(guò)程調節。

壓力變送器根據測壓范圍可分成一般壓力變送器（0.001MPa～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(jìn)而在計算機顯示壓力

工作原理：

將水壓這種壓力的力學(xué)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(xiàn)性關(guān)系，一般是正比關(guān)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)的兩側隔離膜片上，通過(guò)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(gè)電容器。當兩側壓力不一致時(shí)，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調環(huán)節，轉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(jiàn)故障分析及處理

日常維護包括以下兩個(gè)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(wú)異常，看它是否在規定范圍內波動(dòng)；有的變送器沒(méi)有現場(chǎng)指示的，要去控制室看它的二次示值。儀表周?chē)欠裼须s物或是儀表表面是否有灰塵，應及時(shí)清除和清潔。儀表和工藝接口、導壓管和各閥門(mén)之間有無(wú)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(shí)間定時(shí)檢查。

定期零點(diǎn)檢查，由于變送器有二次閥或三閥組、五閥組，所以零點(diǎn)檢查 很方便，不需要太多時(shí)間。但是用在控制系統中的變送器，不管檢查時(shí)間多短，仍需要把自動(dòng)改為手動(dòng)控制，所以這種儀表的回零周期可長(cháng)些。由于這些檢查需要拆除接頭檢查設備比較麻煩，如沒(méi)有異?，F象，檢查周期可以適當長(cháng)些。定期進(jìn)行排污、排凝和放空。定期對易堵介質(zhì)的引壓管進(jìn)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(huì )被腐蝕、損害、導管或接頭出現泄漏，所以需要進(jìn)行設備大檢查。檢查儀表使用質(zhì)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(dòng)、接觸良好；儀表測量元件、引壓管線(xiàn)、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(xiàn)圖、檢修檢查記錄、零部件更換記錄無(wú)誤。

(4)大修

準備工作。確定檢修項目；落實(shí)檢修用的材料和加工件、需要更換儀表；落實(shí)檢修人員和工作量；落實(shí)檢修方案，做到穩步推進(jìn)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(guān)掉；儀表本體和管道不能一起吹掃，吹掃時(shí)要打開(kāi)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(jìn)行校驗，并做好校驗記錄。如果儀表解體過(guò)，則要進(jìn)行靜壓測試。

如果是氣動(dòng)變送器，檢修時(shí)要清洗放大器，把里面的油脂，灰塵擦凈，減壓閥過(guò)濾器的過(guò)濾環(huán)要在溶劑中浸泡干凈。

檢修更換過(guò)的導管要和工藝管線(xiàn)一起試壓。

在校驗和維修過(guò)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(guò)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(dòng)手，切莫野蠻操作。

CEC系列變送器無(wú)可動(dòng)機械部件，所以在儀表室的測試，變送器可分三個(gè)基本部件進(jìn)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(chǎng)修理，只有更換。如果發(fā)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(shí)不需要將傳感器組件從電氣盒上拆下來(lái)。

2）檢查內部二極管回路的正、反向偏置。一個(gè)回路插座1、2，另一個(gè)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(diǎn)間電阻、電容，或是檢查傳感器組件外殼和插座3、4端接點(diǎn)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(fā)現其它明顯問(wèn)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(chǎng)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(fā)生故障機會(huì )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(gè)方面，一是儀表本身問(wèn)題，二是儀表輔助系統，如閥門(mén)、導管、各種輔助容器等方面問(wèn)題。兩者比起來(lái)后者出現機會(huì )要更多些。

變送器輸出過(guò)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(kāi)；

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(wú)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(guò)小和無(wú)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(diǎn)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(wú)沉積物；

10）檢查截止閥是否全開(kāi)，平衡閥是否關(guān)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(xiàn)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(chǎng)指示表接線(xiàn)端在無(wú)指示或指示故障時(shí)，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(kāi)路和多點(diǎn)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(kāi)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(shí)可多放置墊片；若經(jīng)過(guò)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(shí)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(kāi)鎖緊螺母，把壓緊螺母順時(shí)針旋進(jìn)1至2圈，然后再固定鎖緊螺母，重新投用閥組，觀(guān)察10分鐘，確認缺陷已消除。

若上述處理后仍不能解決問(wèn)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(shí)，不能保壓（非校驗儀本身問(wèn)題）

原因分析

排除校驗儀本身及校驗口處問(wèn)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(shí)施過(guò)程中十分麻煩，并且閥瓣要求較高，現場(chǎng)的操作是更換閥芯。

差壓變動(dòng)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(gè)緊固螺栓時(shí)，順序不正確造成密封性不好。

處理過(guò)程

松開(kāi)變送器與閥組連接的4個(gè)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(gè)螺栓，重新投用變送器在固定緊固螺栓 時(shí)，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(xiàn)方式，如接線(xiàn)無(wú)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(méi)有漏氣或被堵，再查看傳感器零位是否有輸出，或者進(jìn)行簡(jiǎn)單加壓看輸出是否變化，有變化證明傳感器沒(méi)有損壞，如果無(wú)變化傳感器即損壞。

加壓時(shí)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(shí)，密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器，加壓時(shí)，介質(zhì)上不去；但 是壓力很大時(shí)突然沖開(kāi)密封圈，壓力傳感器受到壓力而變化，而壓力再次降低時(shí)，密封圈又回位堵住引壓口，殘存的壓力釋放不出，因此長(cháng)按其零位又下不來(lái)。

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(dòng)

原因分析

1. 壓力源本身是一個(gè)不穩定的壓力；
2. 儀表本身抗干擾能力不強；
3. 傳感器接線(xiàn)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(xiàn)含有未排盡的氣體；
7. 變送器阻尼系數偏小。

處理過(guò)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(guān)閉（切除狀態(tài)）。使得排污口螺帽在擰松狀態(tài)，緩慢打開(kāi)隔離閥（小開(kāi)度），介質(zhì)從排污口流出，慢慢加大開(kāi)度，一分鐘后，觀(guān)察從排污口處的水流，如果穩定則擰緊螺帽，打開(kāi)隔離閥（投運）。

2.正壓側、負壓側排氣:運行時(shí)，關(guān)閉隔離閥，

正、負壓側排氣。打開(kāi)隔離閥一定開(kāi)度，介質(zhì)從校驗口流出（含有氣體時(shí)，會(huì )發(fā)出嗤嗤的聲音，慢慢加大開(kāi)度，觀(guān)察水流，待水流穩定后擰緊螺帽，隔離閥100%開(kāi)度；負壓側也是如此，加大開(kāi)度，然后再觀(guān)察示值，如果還存在波動(dòng)，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(shí)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)。

正負壓側單獨排氣：關(guān)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(kāi)平衡閥，兩校驗口液位會(huì )下降，補水，兩側壓力一致，投運變送器。

正負壓側同時(shí)排氣：同時(shí)排氣是打開(kāi)平衡閥，在原理上與分別排氣是一致的。正負壓側同時(shí)加注除鹽水，需兩人同時(shí)進(jìn)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(kāi)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(shí)進(jìn)行），關(guān)閉平衡閥，打開(kāi)正負壓隔離閥（即投用）；在關(guān)閉平衡閥時(shí)，要緩慢關(guān)閉。

導壓脈沖管線(xiàn)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(guān)察水流穩定時(shí)，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(huì )花費較多時(shí)間。

但是對于液位計，正壓側為標準液時(shí)，則進(jìn)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(shí)，排氣與正常排氣一樣；如果正負壓側介質(zhì)都含放射性時(shí)，則進(jìn)行反沖水排氣。另外若負壓側介質(zhì)與所測介質(zhì)不一致時(shí)，比如測酸堿罐液位，負壓側儀表管線(xiàn)內為甘油等介質(zhì)傳遞壓力時(shí)，也只能進(jìn)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(mén)時(shí)，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(shí)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(dòng)。
• 接電源后無(wú)輸出
• 原因分析
• 接錯線(xiàn)，儀表和變送器都檢查；
• 導線(xiàn)本身的短路或斷路；
• 電源無(wú)輸出或電源不匹配；
• 儀表?yè)p壞
• 傳感器損壞
• 處理過(guò)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(gè)螺栓，便可取下正、負壓力室，不要劃傷或碰壞隔膜片；
• 用浸過(guò)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動(dòng)或反接。
• 拆卸電氣盒
• 先斷開(kāi)電源，擰下接線(xiàn)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(xiàn)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(kāi)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(xiàn)。小心地將傳感器組件引出線(xiàn)及補償板從電氣盒上的孔中拉出，請特別注意，擰下組件時(shí)，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(wú)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(xiàn)及補償板穿入電氣盒內；
• 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(shí)，要有5圈螺紋完全嚙合，不要損壞或絞緊組件引出線(xiàn)；
• 為便于安裝，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?chē)?/span>

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(gè)螺栓直到壓力容室落座；

c)在對角線(xiàn)的另一個(gè)螺栓上施加力矩；

d)在*個(gè)螺栓上施加力矩；

e)在剩下二個(gè)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(méi)有翹起；

g)檢查四個(gè)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(chǎng)精度，應先進(jìn)行溫循環(huán)試驗。
• 任選插入式表頭
• 為了方便讀數，指示表頭能在它的支架上旋轉若干個(gè)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(wú)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(gè)附件部件，只要輸出信號相同，就可以互換，與儀表的量程無(wú)關(guān)；
• 放大電路板均可以互換，與量程無(wú)關(guān)，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(huì )發(fā)生變化，必須重新進(jìn)行校驗；
• 補償板*安裝在測量膜盒上，不能更換。