差压变送器在石化应用中的故障诊断与分析（上）
日期：2008-12-1 23:45:01 来源：中国自动化网
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本文探讨了差压变送器的安装方法、注意事项，并介绍了几个典型的故障诊断方法。
1、引言
在工业自动化生产中，差压变送器用于压力压差流量的测量，得到了非常广泛应用，在自动控制系统中发挥重要的作用。随着石化、钢铁自动化水平的不断提高,差压变送器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、使用、维护人员的水平差异，使得出现的问题不能迅速解决，一定程度上影响了生产的正常进行，甚至危及生产安全，因此对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。
2、工作原理与故障诊断
2.1 差压变送器工作原理
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输出。差压变送器的几种应用测量方式：
(1) 与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量，如图1所示。
(2) 利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度，如图2所示。
(3) 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值，如图3所示。
差压变送器的安装包括导压管的敷设、电气信号电缆的敷设、差压变送器的安装。
2.2 差压变送器故障诊断
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，对正在进行了生产来说是至关重要的。我们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：回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。
(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。
(3) 检测法：
断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分分开来，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Hart远程通讯，可将电源从仪表本体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。
短路检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧，观察变送器输出，以判断导压管路的堵、漏的连通性。
替换检测：将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。
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。
3、典型故障案例
3.1 导压管堵塞
以正导压管堵塞为例来分析导压管堵塞出现的故障现象。在仪表维护中，由于差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，容易发生正负导压管堵塞现象，其表现特征为：变送器输出下降、上升或不变。当流量增加时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响：
设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变化前的变送器输出值，
设增加后的流量为F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量增加后的变送器输出值。
由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F2时，P1+= P2+；
当流量增加时，P2-出现如下变化：因为实际流量增加为F2，则与原流量F1时相比，管道内的静压力也相应增加，设增加值为P0，同时P2- 因管道中流体流速的增加而产生的静压减小，减小值为P0?，此时P2-与P1- 的关系为：
P2- = P1-+ P0- P0?
则： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)= P1+( P0?-P0)
则： F’现=K = K
这样：
当 P0=P0?时 则：F’2=K =K F’2= F’1 变送器输出不变。
当 P0>P0?时 则： F’2=K =K ,F’2< F’1,变送器输出变大。
当 P0 F’1 ,变送器输出变小。
当流量减小时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响。
设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变化前的变送器输出值。
设减小后的流量为F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量减小后的变送器输出值。
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：-
P2-= P1-- P0+ P0’
P2= P2+- P2-= P1+-( P1-- P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)
F’2=K = K
这样：
当 P0=P0?时 则：F’2=K =K F’2= F’2 变送器输出不变；
当 P0>P0?时 则： F’2=K =K ,F’2> F’1,变送器输出变大；
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。
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
1、引言
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
在工业自动化生产中，差压变送器用于压力压差流量的测量，得到了非常广泛应用，在自动控制系统中发挥重要的作用。随着石化、钢铁自动化水平的不断提高,差压变送器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、使用、维护人员的水平差异，使得出现的问题不能迅速解决，一定程度上影响了生产的正常进行，甚至危及生产安全，因此对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。
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2、工作原理与故障诊断
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2.1 差压变送器工作原理
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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输出。差压变送器的几种应用测量方式：
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(1) 与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量，如图1所示。
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(2) 利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度，如图2所示。
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(3) 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值，如图3所示。
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差压变送器的安装包括导压管的敷设、电气信号电缆的敷设、差压变送器的安装。
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2.2 差压变送器故障诊断
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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，对正在进行了生产来说是至关重要的。我们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。
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(1) 调查法：回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。
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(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。
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(3) 检测法：
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断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分分开来，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Hart远程通讯，可将电源从仪表本体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。
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短路检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧，观察变送器输出，以判断导压管路的堵、漏的连通性。
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替换检测：将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。
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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。
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3、典型故障案例
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3.1 导压管堵塞
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
以正导压管堵塞为例来分析导压管堵塞出现的故障现象。在仪表维护中，由于差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，容易发生正负导压管堵塞现象，其表现特征为：变送器输出下降、上升或不变。当流量增加时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响：
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设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变化前的变送器输出值，
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设增加后的流量为F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量增加后的变送器输出值。
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由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F2时，P1+= P2+；
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当流量增加时，P2-出现如下变化：因为实际流量增加为F2，则与原流量F1时相比，管道内的静压力也相应增加，设增加值为P0，同时P2- 因管道中流体流速的增加而产生的静压减小，减小值为P0?，此时P2-与P1- 的关系为：
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P2- = P1-+ P0- P0?
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则： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)= P1+( P0?-P0)
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则： F’现=K = K
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这样：
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当 P0=P0?时 则：F’2=K =K F’2= F’1 变送器输出不变。
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当 P0>P0?时 则： F’2=K =K ,F’2< F’1,变送器输出变大。
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当 P0 F’1 ,变送器输出变小。
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当流量减小时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响。
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设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变化前的变送器输出值。
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设减小后的流量为F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量减小后的变送器输出值。
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由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F1时，P1+= P2+；
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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’。
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此时，P2-与P1-的关系为：-
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P2-= P1-- P0+ P0’
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P2= P2+- P2-= P1+-( P1-- P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)
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F’2=K = K
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这样：
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当 P0=P0?时 则：F’2=K =K F’2= F’2 变送器输出不变；
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当 P0>P0?时 则： F’2=K =K ,F’2> F’1,变送器输出变大；
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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。
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