浅析差压变送器原理及其应用
时间:2024-07-18 阅读:96
摘 要:
在工业自动化生产中,随着钢铁、造纸、石油化工等企业自动化整体水平的不断提高与上升,差压变送器得到了非常广泛应用,并在自动控制系统中发挥着举足轻重的作用,生产过程中难免遇很多棘手的问题,这里主要介绍了差压变送器的工作原理、常用的三种测量应用方式、调校方法、常见故障的分析方法以及变送器正负迁移的解决办法。
1 差压变送器的主要工作原理
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,经过放大等处理变的标为准电信号输出。
2 差压变送器的三种测量方式
(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
(2)利用液体自身重力产生的压力差,测量液体的高度。
3)直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。
3 对差压变送器进行调试校正
3.1 调校需要的环境和设备:
差压变送器的调校应在环境温度为 25℃、空气湿度适中的室内进行。调校开始时需要一个稳定的 24VDC 电源装置、一台精密的数字压力计、一块万用表、一个 250Ω 标准电阻、和一些导电性能良好的导线。
3.2 调校步骤:
3.2.1 在稳定的24VDC电源上通过两根导线给差压变送变送器持续供电,然后在测量回路里串上一个 250Ω标准电阻。
3.2.2 用精密数字压力计所配套的塑料管将差压变送器的导压孔的正压侧和精密数字压力计的的出压孔连接起来,导压孔的负压侧和大气相
通,气密性一定要好,避免产生漏压现象。
3.2.3 将数字万用表打到电流档(mA)档,并将万用表的表笔的正、负端和变送器的输出电流测量端进行正确的连接。
3.2.4 确保变送器里的隔膜片和水平面平行在一条直线上。
3.2.5 通过精密数字压力计给变送器的正压侧加入和变送器满量程相等的压力,并调整满度定位器,使万用表的读数为20mADC。
3.2.6 进行泄压,完毕后,调整零位定位器,使万用表的读数为 4mADC。
3.2.7 多次进行这样调校,保证变送器的回差在变送器的精度之内。
3.2.8 根据实际测量情况,若该差压变送器是测流量,应用通讯器对变送器进行开方,公式应为 F(%)=P1/2×99%;其中 F(%)为流量百分比,P 为差压变送器测的压力值.
3.2.9 若用此差压变送器测液位,需要对变送器量程进行负迁移时,则根据实际情况进行迁移。
4 故障诊断
变送器在测量过程中,时常会出现一些故障,生产过程中产生故障要及时判定分析和处理,对连续化的生产来说是至关重要的。根据日常仪表调试中的经验,我们总结归纳了一些判定方法和分析方式。
4.1 调查法:故障发生前前的冒烟、异味、雷击、误操作等。
4.2 直观法:观察测量回路的外部损伤、线路脱落、导压管的泄漏、回路的过热及供电开关状态等。
4.3 检测法:
4.3.1 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,否则可进下步查找,如:智能差压变
送器不能正常Hart远程通讯,可将电源从表体上断开,用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯,以查看是否因为电缆叠加了电磁信号而
干扰通讯。
4.3.2 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。
4.3.3 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。
4.3.4 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。
5 差压变送器正负迁移故障解决方法
5.1 差压变送器正迁移故障
判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先应关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,此时仪表输出应低于4mA。如果输出不低于4mA,可能是正压室引线或三阀组有些堵。其次,关闭正压室取压点,打开放空开关,这时输出应为4mA。如果输出低于4mA,可能是迁移量变小或零位偏低;若灌有隔离液,可能是隔离液没有灌满或从旁处漏掉;如果输出高于4mA,则说明迁移量变大或零位偏高。
5.2 差压变送器负迁移故障。
判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,仪表输出应为 20mA。其次,关闭正、负压室取压点,打开放空开关,此时,仪表输出应为4mA,如果不为20mA或4mA,应检查正、负压室引线是否堵,迁移量是否改变,零位是否准确,隔离液是否流失等。
6 差压变送器在实际生产中安装以及注意事项
6.1 差压变送器的安装。
差压变送器与差压源之间导压管的长度应尽可能短,一般在3~50m范围内,其内径不宜小于 8mm;导压管应保持有不小于1:10 的倾斜度,
即水平方向敷设10m 时,其两端高度差为1m。导压管的坡向应满足:当被测介质为气体时,应能使气体中的冷凝胶自动顺着导压管流回工艺管
道或设备中区,所以变送器安装位置*好高于压源,若在实际安装中做不到这一点,则应在导压管路地*低点装设液体收集器和排液阀门。当被测介质为液体时,应能使液体中析出的气体之间顺着导压管流回工艺管道或设备中去,否则应在导压管路地*高点装设气体收集器和放气阀门,所以变送器安装位置*好低于取压源。总之,导压管线的坡度和坡向都是要保证在导压管线和差压变送器中,只有单相介质(气相和液相)存在,以保证测量的稳定性和防止产生附加误差。当被测介质为蒸气时,在导压管路中应安装冷凝容器,以防差压变送器因高温蒸气进入而损坏。冷凝器安装位置,应保证两根导压管中的冷凝液液位长期保持在同一水平面上。从冷凝容器至变送器的导压管路,应按被测介质为液体时的要求敷设。对于有腐蚀性的介质,在导压管路中应安装相应的隔离设备,以防差压变送器被腐蚀。在被测介质黏度很大、容易沉淀或结晶、气相/液相转换温度低、易聚合等情况下,也应采取相应的隔离设备,以防导压管被堵塞。
6.2 注意事项
6.2.1首先确定差压变送器的*大测量范围和量程范围。通过对工艺状况进行分析,差压变送器的*大测量范围应大于固液比为 99%时的△P值,其量程下限应该是固液比为0%时的△P 值(记为△P0),量程上限应该是当固液比为 99%时的△P 值(记为△P100)。
6.2.2差压变送器要具有正迁移功能,其迁移量当为△P0 的值。
6.2.3为了保证仪表的灵敏性和**度,必须对差压变送器进行正确校验及调整。先按量程范围把变送器调整好,然后对仪表进行正负迁移的调整。
6.2.4 变送器安装位置是一个特别重要的环节。仪表应尽量安装在状态
稳定、无紊流、的地方。例如在测量溶剂罐内物料的固液比时,可以选择安装在循环道上,但应保持与泵出口和加料阀出口均有适当距
离,以减少由于紊流给测量带来的误差。
在工业自动化生产中,随着钢铁、造纸、石油化工等企业自动化整体水平的不断提高与上升,差压变送器得到了非常广泛应用,并在自动控制系统中发挥着举足轻重的作用,生产过程中难免遇很多棘手的问题,这里主要介绍了差压变送器的工作原理、常用的三种测量应用方式、调校方法、常见故障的分析方法以及变送器正负迁移的解决办法。
1 差压变送器的主要工作原理
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,经过放大等处理变的标为准电信号输出。
2 差压变送器的三种测量方式
(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
(2)利用液体自身重力产生的压力差,测量液体的高度。
3)直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。
3 对差压变送器进行调试校正
3.1 调校需要的环境和设备:
差压变送器的调校应在环境温度为 25℃、空气湿度适中的室内进行。调校开始时需要一个稳定的 24VDC 电源装置、一台精密的数字压力计、一块万用表、一个 250Ω 标准电阻、和一些导电性能良好的导线。
3.2 调校步骤:
3.2.1 在稳定的24VDC电源上通过两根导线给差压变送变送器持续供电,然后在测量回路里串上一个 250Ω标准电阻。
3.2.2 用精密数字压力计所配套的塑料管将差压变送器的导压孔的正压侧和精密数字压力计的的出压孔连接起来,导压孔的负压侧和大气相
通,气密性一定要好,避免产生漏压现象。
3.2.3 将数字万用表打到电流档(mA)档,并将万用表的表笔的正、负端和变送器的输出电流测量端进行正确的连接。
3.2.4 确保变送器里的隔膜片和水平面平行在一条直线上。
3.2.5 通过精密数字压力计给变送器的正压侧加入和变送器满量程相等的压力,并调整满度定位器,使万用表的读数为20mADC。
3.2.6 进行泄压,完毕后,调整零位定位器,使万用表的读数为 4mADC。
3.2.7 多次进行这样调校,保证变送器的回差在变送器的精度之内。
3.2.8 根据实际测量情况,若该差压变送器是测流量,应用通讯器对变送器进行开方,公式应为 F(%)=P1/2×99%;其中 F(%)为流量百分比,P 为差压变送器测的压力值.
3.2.9 若用此差压变送器测液位,需要对变送器量程进行负迁移时,则根据实际情况进行迁移。
4 故障诊断
变送器在测量过程中,时常会出现一些故障,生产过程中产生故障要及时判定分析和处理,对连续化的生产来说是至关重要的。根据日常仪表调试中的经验,我们总结归纳了一些判定方法和分析方式。
4.1 调查法:故障发生前前的冒烟、异味、雷击、误操作等。
4.2 直观法:观察测量回路的外部损伤、线路脱落、导压管的泄漏、回路的过热及供电开关状态等。
4.3 检测法:
4.3.1 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,否则可进下步查找,如:智能差压变
送器不能正常Hart远程通讯,可将电源从表体上断开,用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯,以查看是否因为电缆叠加了电磁信号而
干扰通讯。
4.3.2 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。
4.3.3 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。
4.3.4 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。
5 差压变送器正负迁移故障解决方法
5.1 差压变送器正迁移故障
判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先应关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,此时仪表输出应低于4mA。如果输出不低于4mA,可能是正压室引线或三阀组有些堵。其次,关闭正压室取压点,打开放空开关,这时输出应为4mA。如果输出低于4mA,可能是迁移量变小或零位偏低;若灌有隔离液,可能是隔离液没有灌满或从旁处漏掉;如果输出高于4mA,则说明迁移量变大或零位偏高。
5.2 差压变送器负迁移故障。
判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,仪表输出应为 20mA。其次,关闭正、负压室取压点,打开放空开关,此时,仪表输出应为4mA,如果不为20mA或4mA,应检查正、负压室引线是否堵,迁移量是否改变,零位是否准确,隔离液是否流失等。
6 差压变送器在实际生产中安装以及注意事项
6.1 差压变送器的安装。
差压变送器与差压源之间导压管的长度应尽可能短,一般在3~50m范围内,其内径不宜小于 8mm;导压管应保持有不小于1:10 的倾斜度,
即水平方向敷设10m 时,其两端高度差为1m。导压管的坡向应满足:当被测介质为气体时,应能使气体中的冷凝胶自动顺着导压管流回工艺管
道或设备中区,所以变送器安装位置*好高于压源,若在实际安装中做不到这一点,则应在导压管路地*低点装设液体收集器和排液阀门。当被测介质为液体时,应能使液体中析出的气体之间顺着导压管流回工艺管道或设备中去,否则应在导压管路地*高点装设气体收集器和放气阀门,所以变送器安装位置*好低于取压源。总之,导压管线的坡度和坡向都是要保证在导压管线和差压变送器中,只有单相介质(气相和液相)存在,以保证测量的稳定性和防止产生附加误差。当被测介质为蒸气时,在导压管路中应安装冷凝容器,以防差压变送器因高温蒸气进入而损坏。冷凝器安装位置,应保证两根导压管中的冷凝液液位长期保持在同一水平面上。从冷凝容器至变送器的导压管路,应按被测介质为液体时的要求敷设。对于有腐蚀性的介质,在导压管路中应安装相应的隔离设备,以防差压变送器被腐蚀。在被测介质黏度很大、容易沉淀或结晶、气相/液相转换温度低、易聚合等情况下,也应采取相应的隔离设备,以防导压管被堵塞。
6.2 注意事项
6.2.1首先确定差压变送器的*大测量范围和量程范围。通过对工艺状况进行分析,差压变送器的*大测量范围应大于固液比为 99%时的△P值,其量程下限应该是固液比为0%时的△P 值(记为△P0),量程上限应该是当固液比为 99%时的△P 值(记为△P100)。
6.2.2差压变送器要具有正迁移功能,其迁移量当为△P0 的值。
6.2.3为了保证仪表的灵敏性和**度,必须对差压变送器进行正确校验及调整。先按量程范围把变送器调整好,然后对仪表进行正负迁移的调整。
6.2.4 变送器安装位置是一个特别重要的环节。仪表应尽量安装在状态
稳定、无紊流、的地方。例如在测量溶剂罐内物料的固液比时,可以选择安装在循环道上,但应保持与泵出口和加料阀出口均有适当距
离,以减少由于紊流给测量带来的误差。