浅析差压变送器的应用及日常维护

周 军

国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油仪表管理中心 宁夏 银川 750411

一、引言

在工业自动化生产中,差压变送器在液位、压差、流量等测量方面,得到了非常广泛的应用,在自动控制系统中发挥着重要作用。在日常生产使用中,由于安装、使用、维护人员的水平差异,往往会遇到的许多问题,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。

二、差压变送器的结构、原理及其应用

常用的差压变送器有电容式和电阻式两类,由于电阻式受环境温度影响比较大,本文主要讲述电容式差压变送器。它利用单晶硅谐振传感器,采用微电子表面加工技术,除了保证有效的测量精度外,还可实现抵制静压、温漂对其影响。由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议,目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。

2.1 差压变送器的结构 电容式差压变送器主要由检测部分、信号转换及放大处理部分组成。检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成,检测膜片在压差的作用下可轴向移动,形成可移动电容极板,并和固定弧形板组成两个可变电容器。

2.2 差压变送器的工作原理 工作时,高、低压侧的隔离膜片将过程压力传递给填充液,接着填充液将压力传递到传感器中心的压力膜片上。压力膜片是一个张紧的弹性元件,其位移随所受压力的变化而变化,且位移量与压力成正比。两侧的电容极板检测压力膜片的位置,压力膜片和电容极板之间电容差被转换成标准的4-20 mADC模拟量信号。

2.3 差压变送器常见的几种应用 差压变送器最常见的应用就是测量流量、液位和差压。

(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流量。(2)利用液体自身重力产生的压差,测量液位。(3)直接测量管道、容器的差压值。

三、差压变送器的安装、组态、量程迁移、零点校验和投运

3.1 差压变送器的安装 由于差压变送器用途不同,其安装方式也有所区别。

安装步骤如下：(1)安装支架和表头。根据具体的方向、位置要求,把变送器安装在合适的位置,根据需要做好相应的防冻保温措施。(2)导压管配置。配置过程中要遵守横平竖直的原则,以满足正常的安装标准。(3)连接管道、导压管和表头。注意卡套、接头一定要紧固好,防止泄漏造成测量不准。

3.2 差压变送器的电气连接 电气连接可分以以下几步：(1)校线。联系工程师站,确认现场接线箱正负极及线号正确,接地正常。(2)接线。打开表头后盖,将线缆从表头上方一侧的穿线孔穿进,紧固好格兰;将线缆压接到SIGNAL的“+”和“-”接线端子上并紧固。

3.3 差压变送器的组态 为了使安装好的差压变送器在DCS上正常显示,就需要用HART475手操器对其进行组态。组态内容包括检查零点、量程,设置仪表位号、显示形式、显示单位、阻尼等参数,注意流量计组态时根据需要在表头或者DCS上开方。

3.4 量程迁移、零点校验 差压变送器在投运前,必须进行零点校验,有时候还需要对变送器量程进行迁移。量程迁移和零点校验,分别有两种方法可以进行：

3.4.1 使用HART通讯装置 将变送器和HART连接好,找到相关菜单树,直接迁移量程,但要注意不能更改量程范围;零点不准的,清零前注意打开平衡阀和丝堵,关闭正负压侧截止阀,在HART 上找到相关菜单树进行清零。

3.4.2 利用表头上的零点调节按钮(ZERO)和量程设置按钮(SPAN)

松开变送器壳体上防爆牌的螺钉,旋转防爆牌,露出零点(ZERO)和量程(SPAN)调节按钮,注意选择零点调节按钮。调整变送器压力,当输出值为4 mA对应的压力值时。按下零点调节按钮2 秒钟,检查输出是否变成4 mA。变送器表头会显示“ZERO? PASS”。

3.5 差压变送器的投运 现场确认安装、组态、零点以及量程正确,变送器显示正常,可投用变送器。程序如下：先上紧丝堵,再关闭平衡阀,然后打开正、负压侧截止阀,最后再打开工艺一次手阀即可。

四、差压变送器常见故障及处理方法

在实际生产中,由于被测介质具有腐蚀性、含有颗粒物以及粘度大、易凝固等问题,容易造成导压管线腐蚀、堵塞,甚至出现砂眼;除此之外,由于差压变送器三阀组、两阀组、截止阀、排污阀等接点较多,导致泄漏点增多;另外,在差压变送器的安装过程中,由于取压方式不对或引压管安装不符合要求,过程管道内的残液、气体、沉淀物或其它介质等进入导压管内,都会造成变送器输出偏大、偏小或者波动。下面对一些常见故障的原因及其处理方法做了一个简单的归纳：(1)导压管故障。检查导压管是否堵塞或有漏点,打开排污阀排污疏通导压管或者消除漏点;检查气体导压管内是否有凝液,液体导压管内是否有气体,打开排污阀排空;检查截止阀是否开全,三阀组的平衡阀是否关严;必要时可改造取压口位置,例如增加短接管抬高取压口位置。(2)信号回路故障。检查回路是否有间歇性短路、开路或接地现象;检查接线端子是否生锈、腐蚀、电路板连接线接点是否牢固,有无虚接现象。(3)变送器电路板故障。检查变送器电路板是否故障,或者用备用电路板代换检查,判断有故障的电路板并更换新的电路板。(4)检查变送器膜盒是否鼓包,硅油是否流失,膜盒损坏的要及时更换变送器。(5)有冲洗水的,检查冲洗水是否正常,判断取压口是否堵塞并调节冲洗水大小进行冲洗。(6)冬季气温低的,检查取压管是否加伴热,没有加伴热的一定要加上伴热。

五、结语

差压变送器在使用过程中,由于所处环境、所测介质不一样,以及受到周围环境温度的影响,都会对变送器的正常输出产生影响。在日常维护方面,我们除了在安装前根据工艺要求正确选用适当的型号外,还要加强日常巡检、做好导压管的防腐、保温伴热,定期对导压管进行排污、疏通,以确保差压变送器的正常运行。