差壓變送器在監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用及故障處理

摘要：簡單介紹了差壓變送器的工作原理，設(shè)計出一套采集系統(tǒng)，利用北京鼎升力創(chuàng)R8000系列模塊和差壓傳感器的配合來完成對數(shù)據(jù)的采集。并對R8000系列模塊、差壓變送器、引壓管、變頻干擾等在使用過程中的常見故障進(jìn)行分析，提出解決方法。
關(guān)鍵詞：差壓傳感器；引壓管；監(jiān)測系統(tǒng)；故障

0 引言
    差壓變送器是一種將壓力差轉(zhuǎn)換成直流標(biāo)準(zhǔn)信號的遠(yuǎn)傳壓力測量儀器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究，是獲取、處理、傳送各種信息的硬件。隨著企業(yè)自動化水平的不斷提高，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，生產(chǎn)中遇到的問題也越來越多。根據(jù)作者現(xiàn)場多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，要想正確的安裝、使用、維護(hù)差壓傳感器，必須了解其工作原理，明確其如何進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及常見故障處理方法。

1 工作原理與監(jiān)測系統(tǒng)
1．1 工作原理
    來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號輸出。差壓變送器的幾種應(yīng)用測量方式：(1)與節(jié)流元件相結(jié)合，利用節(jié)流元件前后產(chǎn)生的差壓值測量液體流量；(2)利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差，測量液體的高度；(3)直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值。
1．2 監(jiān)測系統(tǒng)
    通過引壓裝置，將壓力信號引入差壓變送器，差壓變送器將信號轉(zhuǎn)換為0～5 V或4 mA～20 mA的電信號輸出，由A／D轉(zhuǎn)換模塊采集轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。A／D轉(zhuǎn)換模塊采用北京鼎升力創(chuàng)R8017，R8017輸出的數(shù)字信號由數(shù)據(jù)通訊模塊R8520轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以識別的信號并輸入計算機(jī)，具體硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    R8017是8通道的模擬量采集模塊，其輸入為0～5 V直流電壓或4 mA～20 mA直流電流信號。R8520模塊為RS232／RS485轉(zhuǎn)換模塊和計算機(jī)的連線采用9針數(shù)據(jù)線、串口通信。設(shè)定各模塊的地址，讀出各模塊每個通道的數(shù)據(jù)，并由計算機(jī)軟件處理，得到監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2 故障處理
    差壓變送器在測量過程中常會出現(xiàn)一些故障，故障的及時判定分析和處理對正在投用設(shè)備是至關(guān)重要的。一定程度上影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，甚至危及生產(chǎn)安全。根據(jù)作者現(xiàn)場多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納了一些常見故障判定分析和解決方法。
2．1 線路故障
    當(dāng)計算機(jī)顯示數(shù)值不正常時，首先要打開差壓變送器的接線盒，檢查線路是否虛接、短接或者斷接，可以通過測電源、量電阻、搖絕緣等方法，進(jìn)行故障的判斷和處理。
2．2 采集模塊或差壓傳感器故障
    當(dāng)線路故障排除時，就要看是不是采集模塊或差壓傳感器故障。使用萬用表檢查差壓變送器工作電源是否正常，同時測量差壓變送器的輸出電流值是否在4 mA～20 mA(如果為輸出電壓值，測量是否在0～5 V)范圍內(nèi)，確認(rèn)輸出值是否正常。如果無輸出值，差壓變送器損壞，需要更換差壓變變送器。如果現(xiàn)場測量值換算與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值相符，則現(xiàn)場儀表和測點(diǎn)無問題，模塊損壞，需更換模塊。當(dāng)現(xiàn)場測量值換算與計算機(jī)顯示值相同，說明引壓管或差壓變送器有問題。
2．3 引壓管故障
    (1)引壓管堵塞
    在實(shí)際生產(chǎn)使用維護(hù)中，由于排放不及時或介質(zhì)臟、粘或者帶顆粒、粉末等原因，時間久了，有的還會固化，引起引壓管堵塞，使測量無法正常進(jìn)行。因此，為保證變送器正常運(yùn)行，要定期對引壓管設(shè)法疏通。
    (2)引壓管漏氣
    由于差壓變送器接點(diǎn)、截止閥等附件比較多，導(dǎo)致泄漏點(diǎn)增多，維護(hù)工作量增大。因此，要合理做好引壓管的防腐蝕而減少引壓管出現(xiàn)沙眼；引壓管的接口處螺絲要上緊以防松動。
    (3)引壓管積液
    由于氣體流量取壓方式不對或引壓管安裝不符合要求，常常造成引壓管內(nèi)部積存液體的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，往往會致使測量不準(zhǔn)，如果在變送器量程很小的情況下，甚至?xí)斐勺兯推鬏敵龅囊恍┎▌?。有文獻(xiàn)指出引壓管的正確安裝應(yīng)該是與水平不小于1：12的斜度連續(xù)下降，測量點(diǎn)與安裝點(diǎn)之間存在高度差，取壓點(diǎn)應(yīng)與被測設(shè)備壁垂直。為了使測量更準(zhǔn)確，可以設(shè)置若干測壓頭，所有測壓頭連接在一起成為一條均壓管，再通過引壓管引出，在均壓管的最低處安置有放水閥。
    另外，在現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)使用過程中，還會出現(xiàn)引壓管伴熱、引壓管接反等問題。
2．4 變頻干擾
    在現(xiàn)場安裝布線過程中，各種信號線綁扎在一起或走同一根多芯電纜，信號會受到干擾，特別是信號線與動力線同走一個長的管道中干擾尤甚。在這種情況下，差壓變送器就會出現(xiàn)現(xiàn)場不通訊，甚至誤指示等現(xiàn)象。因此，在安裝的過程中就要避免類似誤操作的發(fā)生，應(yīng)增大儀表電纜與動力電纜槽架的距離。
2．5 電信號傳輸故障
    由于安裝、使用、維護(hù)人員的水平存在一定的差異，為了節(jié)省人力、物力、財力或者考慮其他因素，往往把差壓變送器放置在被測設(shè)備的附近，造成電信號傳輸距離過遠(yuǎn)，使得電信號存在干擾和衰減的現(xiàn)象。因此，就需要適當(dāng)?shù)卦黾与娎|線的截面積來解決這一問題。

3 結(jié)束語
    以上探討了差壓變送器的工作原理和參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，分析了在生產(chǎn)過程中的常見故障?，F(xiàn)場安裝、維護(hù)、使用人員只有掌握以上知識，才能從根源上杜絕故障的發(fā)生，提高維護(hù)質(zhì)量。