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技術(shù)文章
簡介編輯差壓變送器用于防止管道中的介質(zhì)直接進(jìn)入變送器里，感壓膜片與變送器之間靠注滿流體的毛細(xì)管連接起來。它用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、流量和壓力，然后將其轉(zhuǎn)變成4～20mA DC信號輸出。圖封面為國產(chǎn)品牌的3051差壓變送器。
差壓變送器適用于下述幾種測控情況：
●高溫下粘稠介質(zhì)
●易結(jié)晶的介質(zhì)
●強腐蝕或劇毒性介質(zhì)
可消除導(dǎo)壓管泄漏污染周圍環(huán)境現(xiàn)象的發(fā)生;可免去采用隔離液時，因測量信號的不穩(wěn)定，需要經(jīng)常補充隔離液的繁瑣工作。
●連續(xù)**測量界面和密度
遠(yuǎn)傳裝置可避免不同瞬間介質(zhì)的交混，從而使測量結(jié)果真實地反映過程變化的實際情況。
●衛(wèi)生清潔要求很高的場合
如食品、飲料和醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)中，不僅要求變送器接觸介質(zhì)部位符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，并且應(yīng)便于沖洗，以
防止不同介質(zhì)交叉污染。
3設(shè)計原理編輯顧名思義差壓變送器所測量的結(jié)果是壓強差，即△P=ρg△h。而由于油罐往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那么，重力G=△P·S=ρg△h·S，S不變，G與△P成正比關(guān)系。即只要準(zhǔn)確地檢測出△P值，與高度△h成反比，在溫度變化時，雖然油品體積膨脹或縮小，實際液位升高或降低，所檢測到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實際液位，也可以引入介質(zhì)溫度補償予以解決。
測量范圍：0～0.1kPa至0～40MPa
輸出信號：4～20mA DC(特殊可為四線制220V AC供電，0～10mA DC輸出)
供電電源：12～45V DC，一般為24V DC
負(fù)載特性：與供電電源有關(guān)，在某一電源電壓時帶負(fù)載能力見圖2，負(fù)載阻抗RL與電源電壓Vs關(guān)系式為：RL≤50(Vs一12)
指示表：指針式線性指示0～99%刻度或LCD液晶式顯示。
防爆： 隔爆型 ExdIICT6
量程和零點：外部連續(xù)可調(diào)
正負(fù)遷移：零點經(jīng)過正遷移或負(fù)遷移后，量程、測量范圍的上限值和下限值的優(yōu)良值，
均不能超過測量范圍上限的99%。(智能型：量程比15：1)*大正遷移量為*小調(diào)校量程的500%;*大負(fù)遷移量為*小調(diào)校量程的600%。
溫度范圍：放大器工作溫度范圍：--29～+93℃(LT型為：--25～+70℃)。
灌充硅油的測量元件：-40～+104℃
法蘭式變送器灌充高溫硅油時：-20~+315℃，普通硅油：-40～+149℃
靜壓：4、10、25、32MPa
濕度：相對濕度為5～95%
容積吸取量：<0.16cm3
阻尼(階躍響應(yīng))：充硅油時，一般在0.2s到1.67s之間連續(xù)可調(diào)。
**度： ±0.2%
死區(qū)：無(≤0.1%)
穩(wěn)定性：六個月內(nèi)(智能型為一年)不超過*大量程的基本誤差優(yōu)良值
振動影響：在任意軸向上，振動頻率為200Hz時，誤差為測量范圍上限的±0.05%/g
電源影響：小于輸出量程的0.005%/V
負(fù)載影響：電源如果穩(wěn)定，則負(fù)載沒有影響。
5注意事項編輯1：切勿用高于36V電壓加到變送器上，導(dǎo)致變送器損壞;
3：被測介質(zhì)不允許結(jié)冰，否則將損傷傳感器元件隔離膜片，導(dǎo)致變送器損壞，必要時需對變送器進(jìn)行溫度保護，以防結(jié)冰;
4：在測量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時，其溫度不應(yīng)超過變送器使用時的極限溫度，高于變送器使用的極限溫度必須使用散熱裝置;
5：測量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時，應(yīng)使用散熱管，使變送器和管道連在一起，并使用管道上的壓力傳至變壓器。當(dāng)被測介質(zhì)為水蒸氣時，散熱管中要注入適量的水，以防過熱蒸汽直接與變送器接觸，損壞傳感器;
6：在壓力傳輸過程中，應(yīng)注意以下幾點，
a、變送器與散熱管連接處，切勿漏氣;
b、開始使用前，如果閥門是關(guān)閉的，則使用時，應(yīng)該非常小心、緩慢地打開閥門，以免被測介質(zhì)直接沖擊傳感器膜片，從而損壞傳感器膜片;
c、管路中必須保持暢通，管道中的沉積物會彈出，并損壞傳感器膜片;
故障分析
1. 調(diào)查法：
回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、 誤操作、誤維修。
2. 直觀法：
觀察回路的外部損傷、導(dǎo)壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關(guān)狀態(tài)等。
3. 檢測法：
1) 斷路檢測：將懷疑有故障的部分與其它部分分開來，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進(jìn)下步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊，可將電源從表體上斷開，用現(xiàn)場另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。
2) 短路檢測：在保證安全的情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙側(cè)，觀察變送器輸出，以判斷導(dǎo)壓管路的堵、漏的連通性。
3) 替換檢測：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。
4)分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。1、查看差壓變送器的電源是否接反了，電源正負(fù)極是不是接正確了。
2、測量變送器的供電電源，是否有24V直流電壓;必須保證供給變送器的電源電壓≥12V(即變送器電源輸入端電壓≥12V)。如果沒有電源則應(yīng)檢查回路是否斷線、檢測儀表是否選取錯誤(輸入阻抗應(yīng)≤250Ω)等等。
3、如果壓力變送器是帶表頭的，需要檢查表頭是否損壞(可以先將表頭的兩根線短路，如果短路后正常，則說明是表頭損壞)，如果是表頭損壞，則需另換表頭。
4、如果是差壓壓力變送器出現(xiàn)問題，可將電流表串入24V電源回路中，檢查電流是否正常。如果正常則說明變送器正常，此時應(yīng)檢查回路中其他儀表是否正常。
5、電源是否接在變送器電源輸入端，把電源線接在電源接線端口上。
故障檢測
在檢測差壓變送器故障時應(yīng)該了解，差壓變送器的工作原理，才能讓我們更方便、快捷的找出原因。
差壓變送器工作原理：來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號輸出。
差壓變送器的幾種常見、實用測量方式：
1、與節(jié)流元件相結(jié)合，利用節(jié)流元件的前后產(chǎn)生的差壓值測量液體流量。
2、利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差，測量液體的高度。
3、直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值。
變送器在測量過程中，常常會出現(xiàn)一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進(jìn)行了生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。我們根據(jù)日常維護中的經(jīng)驗，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。[3]
現(xiàn)場校準(zhǔn)
常規(guī)差壓變送器的校準(zhǔn):
先將阻尼調(diào)至零狀態(tài)，先調(diào)零點，然后加滿度壓力調(diào)滿量程，使輸出為20mA, 在現(xiàn)場調(diào)校講的是快，在此介紹零點、量程的快速調(diào)校法。調(diào)零點時對滿度幾乎沒有影響，但調(diào)滿度時對零點有影響，在不帶遷移時其影響約為量程調(diào)整量的1/5，即量程向上調(diào)整1mA，零點將向上移動約0.2mA,反之亦然。例如:輸入滿量程壓力為100Kpa, 該讀數(shù)為19.900mA, 調(diào)量程電位器使輸出為19.900+(20.000-19.900)×1.25=20.025mA. 量程增加0.125mA，則零點增加1/5×0.125=0.025. 調(diào)零點電位器使輸出為20.000mA. 零點和滿量程調(diào)校正常后，再檢查中間各刻度，看其是否超差?必要時進(jìn)行微調(diào)。然后進(jìn)行遷移、線性、阻尼的調(diào)整工作。
智能差壓變送器的校準(zhǔn)
用上述的常規(guī)方法對智能變送器進(jìn)行校準(zhǔn)是不行的，因為這是由HART變送器結(jié)構(gòu)原理所決定了。因為智能變送器在輸入壓力源和產(chǎn)生的4-20mA電流信號之間，除機械、電路外，還有微處理芯片對輸入數(shù)據(jù)的運算工作，因此調(diào)校與常規(guī)方法有所區(qū)別。實際上廠家對智能變送器的校準(zhǔn)也是有說明的，如ABB的變送器，對校準(zhǔn)就有：“設(shè)定量程"、“重定量程"、“微調(diào)"之分。其中“設(shè)定量程"操作主要是通過LRV、URV的數(shù)字設(shè)定來完成配置工作，而“重定量程"操作則要求將變送器連接到標(biāo)準(zhǔn)壓力源上，通過一系列指令引導(dǎo)，由變送器直接感應(yīng)實際壓力并對數(shù)值進(jìn)行設(shè)置。而量程的初始、*終設(shè)置直接取決于真實的壓力輸入值。但要看到盡管變送器的模擬輸出與所用的輸入值關(guān)系正確，但過程值的數(shù)字讀數(shù)顯示的數(shù)值會略有不同，這可通過微調(diào)項來進(jìn)行校準(zhǔn)。由于各部分既要單獨調(diào)校又必需要聯(lián)調(diào)，因此實際校準(zhǔn)時可按以下步驟進(jìn)行：
1.先做一次4-20mA微調(diào)，用以校正變送器內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換器，由于其不涉及傳感部件，無需外部壓力信號源。
2.再做一次全程微調(diào)，使4-20mA、數(shù)字讀數(shù)與實際施加的壓力信號相吻合，因此需要壓力信號源。
3.*后做重定量程，通過調(diào)整使模擬輸出4-20mA與外加的壓力信號源相吻合，其作用與變送器外殼上的調(diào)零(Z)、調(diào)量程(R)開關(guān)的作用*相同。
如何選擇
差壓變送器是測量工藝管道或罐體中介質(zhì)的壓力差，并且通過數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、開方將測量的差壓值轉(zhuǎn)換成電流信號輸出。選擇差壓變送器需要知道如下的參數(shù)：
1、差壓值
2、介質(zhì)
3、介質(zhì)的工作壓力
4、介質(zhì)的工作溫度
5、是智能還是模擬
選型依據(jù)
⑴測量范圍、需要的精度及測量功能;
⑵測量儀表面對的環(huán)境，如石油化工的工業(yè)環(huán)境，有可熱(有毒)和爆炸危險氣氛的存在，有較高的環(huán)境溫度等;
⑶被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)，如強酸、強堿、粘稠、易凝固結(jié)晶和汽化等工況;
⑷操作條件的變化，如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化。有時還要考慮到從開車到參數(shù)達(dá)到正常生產(chǎn)時，氣相和液相濃度和密度的變化;
⑸被測對象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮，如塔、溶液槽、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立罐、球罐等;
⑹其它要求，如環(huán)保及衛(wèi)生等要求;
⑺工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮，要求盡可能地減少規(guī)格品種，減少備品備件，以利管理;
⑻實際的工藝情況：
①要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度，優(yōu)選常規(guī)的差壓變送器及浮筒式液位變送器，還要對接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇;
② 對有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器。有些易析出、易結(jié)晶的用插入式雙法蘭差壓變送器;
③考慮被測對象是屬于哪一類設(shè)備。如槽、罐類，槽的容積較小，測量的范圍不會太大，罐的容積較大，測量的范圍可能較大;
④對高黏度介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位，由于設(shè)備無法開孔，可選用射頻液位計來測量;
⑤除了測量方法上和技術(shù)上問題以外，還有儀表的投資問題。
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