智能差压变送器故障判断分析

2017技术总结(论文)

题目:智能差压变送器故障判断分析

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完成时间： 2017 年 12 月

智能差压变送器故障判断分析

关键词: 智能差压变送器故障判断分析

一、概述：

目前随着工业产业科技化的发展，智能差压变送器在工业生产中的应用范围越来越广泛，生产中遇到的问题也越来越多，加之安装因素及使用不当、维护人员的水平差异，使得出现的故障不能及时分析及处理，问题不能迅速解决，在一定程度上影响了生产的正常进行，在重要参数处理上甚至威及到安全生产。

二、智能差压变送器的工作原理：

智能差压变送器是来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号4-20mA直流输出。

三、智能差压变送器测量方式的应用：

1. 与标准节流装置配合使用，利用节流元件在工艺管道上前后产生

的差压值测量液体流量。（流量与差压是开方关系）

2. 利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。

（ P压力=H高度×ρ密度）

3. 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。

四、应用中的故障判断及分析：

智能差压变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的

及时判定、分析和处理，对正在运行中的生产来说是至关重要的。根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和分析流程。1. 调查法：追忆故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、

潮湿、误操作、误维修的现象，判定、分析、处理。2. 直观法：观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供

电开关状态等，去分析处理。

3. 检测法：

1) 断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分隔离开，查看故障是

否消失，如果消失，则确定故障所在，否则可进行下

一步查找，如：智能差压变送器不能正常的通过Hart

协议进行远程通讯，可将电源从表体上断开，用现场

另加电源的方法为智能差压变送器通电进行通讯，以

查看电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而产生干扰通

讯。

2) 短路检测：在确保安全生产的情况下，将相关部分回路直接短接，

如：智能差压变送器输出值偏小，可将导压管断开，

从一次取压阀外直接将差压信号引到智能差压变送器

双侧受压室，观察智能差压变送器的输出，以判断导

压管路的堵、漏的连通性。

3) 替换检测：将怀疑有故障的部件与正常的部件更换，判断故障部

位。如：怀疑智能差压变送器电路板发生故障，可临

时更换一块，以确定故障原因。

4) 分部检测：将测量回路分割成几个部分，如：供电电源、信号输

出、信号变送、信号检测，按分部分检查，由简至繁，

由表及里，缩小范围，找出故障位置。

五、介绍典型测量回路的故障分析

以导压管故障为例，来分析智能差压变送器测量回路故障。

1. 导压管堵塞：

在仪表维护中，由于智能差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，正负导压管堵塞是经常发生的事。例如：当实际流量由F前减小到F后时，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F后时，P-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P1。

即：△P=（ P+-P0 ）-（ P-+P1）此时智能差压变送器输出值应减小。

2. 正导压管泄漏：

在实际生产过程中，当泄漏量非常小的时候，由于种种原因，工艺操作或仪表维护人员很难发现，只有当泄漏量大时，所测流量与实际流量相比有较大误差才会被发现，这时即使是实际流量上升，总是△P泄漏后<<△ P泄漏前，F泄漏后<

3. 平衡阀泄漏：

设泄漏前压力为P1，泄漏后压力为P2， P1= P1+- P1- ，F1为平衡阀泄漏前的智能差压变送器的输出值，F2为平衡阀泄漏后的智能差压变送器的输出值。假设管道内流体流量在没有变化的情况下做

分析，设泄漏的压力为PS，

则：泄漏后的正负导压管的静压为：

1）P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS

2）P2= P2+- P2- = P1-2 PS，

根据差压与流量的关系得出F2

4. 气体流量导压管积液情况下的智能差压变送器测量误差：

设正导压管取压点压力为P0+，负导压管取压点压力为P0-，差压变送器正端压力为P1+，差压变送器负端压力为P1-。

1）P0= P0+- P0-

2）P1= P1+- P1-

正常测量下：

P0= P1

设正常测量状态下的流量为F，则 F=K （ K为常系数）

设液体水的密度为ρ，则在正导压管积液高度为h+,负导压管积液高度为h-的情况下：

1）P1+= P0++ρgh+

2）P1-= P0-+ρgh-

3）P1= P1+- P1-= （P0+）+（ρ h+）-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-) 则变送器输出为： F=K

1）当h+>h-时智能差压变送器实际测得的差压增大，输出流量信号增大。

2）当h+

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。

六、总结语：

经过上述几个典型故障的实例判断分析，对现场生产使用智能差压变送器的测量回路由于导压管原因造成回路测量故障做了一定的分析，这几种故障都是在仪表设备维护中非常常见的，通过分析可以看到，无论是导压管堵塞、还是导压管中积水，同样的故障，其表征出来的现象有时并不相同，所以在现场实际分析问题时应该是辩证的，针对具体情况，去做具体分析、具体处理。