差压变送器在应用中的故障诊断与分析

差压变送器在应用中的故障诊断与分析

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、造纸、食品、医药企业自动化水平

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

常开展，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***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。

(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。

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，对正在开展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：回忆故障发生前的打火、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，否则可开展

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

器通电开展通讯，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(变送器本身开展输出信号开方)输出的影响：

设原流量为Fl,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：F2F1),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Fl、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-=Pl-+P0-P0?

则：P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0?)=P1+(PO?-PO)

则:F'现=K=K

・••当P0=P0?时则:F'2=K二KF'2二F'1变送器输出不变。

当POPO?时则：F'2=K=KF?2F'1变送器输出变大。

当POF'1变送器输出变小。

当流量减小时，对变送器(变送器本身开展输出信号开

方)输出的影响。

设原流量为Fl,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：F2F1),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Fl、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:-

P2-二pi—PO+PO'

P2=P2+-P2-=P1+-(Pl—PO+PO')=P1+(PO-PO,)

F'2=K=K

・••当P0=P0?时则:F'2=K二KF'2二F'2变送器输出不变;

当POPO?时则：F'2=K=KF'2F'1变送器输出变大;

当P0

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。

3.2导压管泄漏

以正导压管泄漏来分析导压管泄漏出现的故障现象。如

图1所示，莱钢集团公司某加热炉仪表控制阀用净化风总管

线的流量测量方式为：节流孔板+差压变送器。装置生产正

常时的