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1 引言
在工業自動化生產中，差壓 變送器用於壓力壓差流量的測量，得到了非常廣泛應用，在自動控製係統中發揮重要的作用。隨著石化、鋼鐵、造紙、食品、醫藥企業自動化水平的不斷提高,差壓變送器的應用範圍越來越廣泛，生產中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維wei護hu員yuan的de水shui平ping差cha異yi，使shi得de出chu現xian的de問wen題ti不bu能neng迅xun速su解jie決jue，一yi定ding程cheng度du上shang影ying響xiang了le生sheng產chan的de正zheng常chang進jin行xing，甚shen至zhi危wei及ji生sheng產chan安an全quan，因yin此ci對dui現xian場chang儀yi表biao維wei護hu人ren員yuan的de技ji術shu水shui平ping提ti出chu了le更geng高gao要yao求qiu。 2 工作原理與故障診斷
來lai自zi雙shuang側ce導dao壓ya管guan的de差cha壓ya直zhi接jie作zuo用yong於yu變bian送song器qi傳chuan感gan器qi雙shuang側ce隔ge離li膜mo片pian上shang，通tong過guo膜mo片pian內nei的de密mi封feng液ye傳chuan導dao至zhi測ce量liang元yuan件jian上shang，測ce量liang元yuan件jian將jiang測ce得de的de差cha壓ya信xin號hao轉zhuan換huan為wei與yu之zhi對dui應ying的de電dian信xin號hao傳chuan遞di給gei轉zhuan換huan器qi，經jing過guo放fang大da等deng處chu理li變bian為wei標biao準zhun電dian信xin號hao輸shu出chu。差cha壓ya變bian送song器qi的de幾ji種zhong應ying用yong測ce量liang方fang式shi：
(1) 與節流元件相結合，利用節流元件的前後產生的差壓值測量液體流量，如圖1所示。
(2) 利用液體自身重力產生的壓力差，測量液體的高度，如圖2所示。
(3) 直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值，如圖3所示。
差壓變送器的安裝包括導壓管的敷設、電氣信號電纜的敷設、差壓變送器的安裝。
變送器在(zai)測(ce)量(liang)過(guo)程(cheng)中(zhong)，常(chang)常(chang)會(hui)出(chu)現(xian)一(yi)些(xie)故(gu)障(zhang)，故(gu)障(zhang)的(de)及(ji)時(shi)判(pan)定(ding)分(fen)析(xi)和(he)處(chu)理(li)，對(dui)正(zheng)在(zai)進(jin)行(xing)了(le)生(sheng)產(chan)來(lai)說(shuo)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)。我(wo)們(men)根(gen)據(ju)日(ri)常(chang)維(wei)護(hu)中(zhong)的(de)經(jing)驗(yan)，總(zong)結(jie)歸(gui)納(na)了(le)一(yi)些(xie)判(pan)定(ding)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)和(he)分(fen)析(xi)流(liu)程(cheng)。
(1)調查法。回顧故障發生前的打火、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、導壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關狀態等。
(3)檢測法。
・.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，否則可進行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從儀表本體上斷開，用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而幹擾通訊。
・.短路檢測：在保證安全的情況下，將相關部分回路直接短接，如：差cha變bian送song器qi輸shu出chu值zhi偏pian小xiao，可ke將jiang導dao壓ya管guan斷duan開kai，從cong一yi次ci取qu壓ya閥fa外wai直zhi接jie將jiang差cha壓ya信xin號hao直zhi接jie引yin到dao差cha壓ya變bian送song器qi雙shuang側ce，觀guan察cha變bian送song器qi輸shu出chu，以yi判pan斷duan導dao壓ya管guan路lu的de堵du、漏的連通性。
・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生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。
・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，由表及裏，縮小範圍，找出故障位置。
3 典型故障案例
3.1導壓管堵塞
以正導壓管堵塞為例來分析導壓管堵塞出現的故障現象。在儀表維護中，由於差壓 變送器導壓管排放不及時，或介質髒、粘等原因，容易發生正負導壓管堵塞現象，其表現特征為：變送器輸出下降、上升或不變。當流量增加時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響： 設原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為變化前的變送器輸出值，
設增加後的流量為F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2為流量增加後的變送器輸出值。
由於正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F2時，P1+= P2+；
當流量增加時，P2-出現如下變化：因為實際流量增加為F2，則與原流量F1時相比，管道內的靜壓力也相應增加，設增加值為P0，同時P2- 因管道中流體流速的增加而產生的靜壓減小，減小值為P0?，此時P2-與P1- 的關係為：
P2- = P1-+ P0- P0?
則： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)= P1+( P0?-P0)
則： F’現=K = K
樣：
當 P0=P0?時 則：F’2=K =K F’2= F’1 變送器輸出不變。
當 P0>P0?時 則： F’2=K =K ,F’2< F’1,變送器輸出變大。
當流量減小時，對 變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響。 設原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為變化前的變送器輸出值。
設減小後的流量為F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2為流量減小後的變送器輸出值。
由於正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F1時，P1+= P2+；
當實際流量由F1減小到F2時，管道中的靜壓也相應的降低，設降低值為P0；同時，當實際流量下降至F2時，P2-值也要因為管內流體流速的降低而升高，設升高值為P0’。
此時，P2-與P1-的關係為：-
P2-= P1－－ P0+ P0’
P2= P2+- P2-= P1+-( P1－－ P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)
F’2=K = K
這樣：
當 P0=P0?時 則：F’2=K =K F’2= F’2 變送器輸出不變；
當 P0>P0?時 則： F’2=K =K ,F’2> F’1,變送器輸出變大；
當 P0
一般情況下，導壓管的堵原因主要是由於測量導壓管不定期排汙或測量介質粘稠、帶顆粒物等原因造成。
3.2導壓管泄漏
以正導壓管泄漏來分析導壓管泄漏出現的故障現象。萊鋼集團公司某加熱爐儀表控製閥用淨化風總管線的流量測量方式為：節流孔板+差壓變送器。裝置生產正常時的用風流量基本是穩定的，但在後期的生產過程中發現用風流量比正常值下降了很多。
經過檢查，二次儀表(DCS)組zu態tai及ji電dian信xin號hao回hui路lu工gong作zuo正zheng常chang，變bian送song器qi送song檢jian定ding室shi標biao定ding正zheng常chang，於yu是shi懷huai疑yi問wen題ti出chu現xian出chu導dao壓ya上shang，經jing過guo檢jian查zha，由you於yu正zheng導dao壓ya管guan焊han接jie不bu好hao造zao成cheng泄xie漏lou所suo至zhi，經jing過guo補bu焊han堵du漏lou後hou，流liu量liang測ce量liang恢hui複fu正zheng常chang。
下麵我們分析正導壓管泄漏時反映出的故障現象。
正導壓管泄漏的現象是：變送器輸出下降、上升及不變
分析：
當流量上升時，對EJA變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響
設原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為變化前的變送器輸出值，
設增加後的實際流量為F2，(即：F2>F1)，F’2=K ，F’2為流量增加後的變送器輸出值。
因流量增加，管道靜壓增加為P0，隨著流速的增大，實際壓管靜壓減小為P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps
則：P2+= P1++P0-Ps，P2- = P1- +P0- P0?
P2= P2+- P2- = P1+( P0? - Ps)
那麼
當：P0?=Ps 正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出不變
當：P0?>Ps 正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出增加
當：P0?
當流量下降時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響
設下降後的實際流量為F2，即：F2
因流量下降，管道靜壓下降值P0，同時由於流體流速下降，負壓管靜壓增加P0?，正壓管泄漏降壓下降為Ps
則：P2+= P1+-P0-Ps，P2- = P1- -P0+ P0?
P2= P2+- P2- = P1-( Ps + P0’)
F’2=K =K
實(shi)際(ji)上(shang)，當(dang)泄(xie)漏(lou)量(liang)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)時(shi)候(hou)，由(you)於(yu)種(zhong)種(zhong)原(yuan)因(yin)，工(gong)藝(yi)操(cao)作(zuo)或(huo)儀(yi)表(biao)維(wei)修(xiu)護(hu)人(ren)員(yuan)很(hen)難(nan)發(fa)現(xian)，隻(zhi)有(you)當(dang)泄(xie)漏(lou)量(liang)大(da)，所(suo)測(ce)流(liu)量(liang)與(yu)實(shi)際(ji)流(liu)量(liang)相(xiang)比(bi)有(you)較(jiao)大(da)誤(wu)差(cha)時(shi)才(cai)會(hui)發(fa)現(xian)，這(zhe)時(shi)即(ji)使(shi)是(shi)實(shi)際(ji)流(liu)量(liang)上(shang)升(sheng)，總(zong)是(shi)P0’ <
即： P2<< P1，
F’2<
上述儀表控製閥用淨風管線的流量測量就這屬於這種情況。
3.3 平衡閥泄漏
設流量為F， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為平衡閥泄漏前的變送器(帶開方)輸出值
我們假設管道內流體流量在沒有變化的情況下做分析
設泄漏的壓力為PS，
則：泄漏後的正負導壓管的靜壓為：
P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，則
F’2=K = K
即：F’2
由於氣體流量取壓方式不對或導壓管安裝不符合要求(與水平成不小於1：12的斜度連續下降) 時,常(chang)常(chang)造(zao)成(cheng)導(dao)壓(ya)管(guan)內(nei)部(bu)積(ji)存(cun)液(ye)體(ti)的(de)現(xian)象(xiang)。這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)的(de)出(chu)現(xian)，往(wang)往(wang)會(hui)致(zhi)使(shi)測(ce)量(liang)不(bu)準(zhun)，如(ru)果(guo)在(zai)變(bian)送(song)器(qi)量(liang)程(cheng)很(hen)小(xiao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，甚(shen)至(zhi)會(hui)造(zao)成(cheng)變(bian)送(song)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)一(yi)些(xie)波(bo)動(dong)。
如圖4，萊鋼大型1#1880高爐的煤氣流量測量係統，係統為節流孔板+差變送器，取壓方式為環室取壓，煤氣流動方向為向下，放空方式為安全考慮，設為集中式排放。
本測量係統剛投用時工作正常，運行一段時間以後，測得的流量逐漸變大，放空後正常，工作一段時間後，測得的流量又逐漸變大。
經過檢查，二次儀表(DCS)組zu態tai及ji電dian信xin號hao回hui路lu工gong作zuo正zheng常chang，變bian送song器qi送song檢jian定ding室shi標biao定ding正zheng常chang，用yong側ce漏lou儀yi表biao查zha雙shuang側ce導dao管guan正zheng常chang。經jing過guo分fen析xi，為wei煤mei氣qi脫tuo水shui幹gan燥zao不bu淨jing，煤mei氣qi中zhong含han水shui，由you於yu液ye體ti自zi上shang而er下xia流liu動dong，部bu分fen水shui聚ju集ji於yu孔kong板ban正zheng壓ya測ce，並bing逐zhu漸jian沿yan正zheng壓ya導dao壓ya管guan流liu動dong集ji中zhong至zhi最zui下xia端duan，造zao成cheng正zheng負fu導dao壓ya管guan中zhong積ji液ye高gao度du不bu一yi至zhi，差cha壓ya變bian送song器qi測ce量liang出chu現xian正zheng向xiang誤wu差cha，顯xian示shi為wei流liu量liang增zeng大da。
分析：
設正導壓管取壓點壓力為P+，負導壓管取壓點壓力為P-，差壓變送器正端壓力為P+?，差壓變送器負端壓力為P-?。
P= P+- P-
P’= P+?- P-?
正常測量下：
P= P?
設正常測量狀態下的流量為F，則 F=K
這裏 K為常係數。
設液體水的密度為ρ，則在正導壓管積液高度為h+,負導壓管積液高度為h-的情況下：
P+?= P++ρgh+
P-?= P-+ρgh-
P?= P+?- P-?= P++ρ h+-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)
則變送器輸出為：
F?=K
當h+>h-時 變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信號變大，
當h+
即： 變送器測量輸出的流量信號與實際流量不符，產生測量誤差。 這裏，由於正壓導管取壓方式的原因，隨著時間的增加，h+逐漸大於h-，測得的流量也增大。
經過典型故障案例，對使用差壓 變送器decelianghuiluyouyudaoyaguanyuanyinzaochenghuiluceliangguzhangzuoleyixiefenxi，zhejizhongguzhangdoushizaiyibiaoshebeiweihuzhongfeichangchangjiande，tongguofenxikeyikandao，wulunshidaoyaguandusai、還是導壓管中積水，同樣的故障，其表征出來的現象有時並不同，所以我們在分析問題時應該是辯證的，具體情況具體分析。 4 結束語
以上我們探討了差壓 變送器的安裝方法、注意事項及差壓變送器測量回路故障的診斷，實際上，由於EJA壓力變送器與差壓變送器測量應用上的相通性原因，本文中有些方法也同樣適用於壓力變送器的安裝和故障診斷。
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