摘 要:簡(jiǎn)單介紹了差壓變送器的工作原理, 設計出一套采集系統, 利用數據采集模塊和差壓傳感器的配合來(lái)完成對數據的采集。并對數據采集模塊、差壓變送器、引壓管、變頻干擾等在使用過(guò)程中的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析, 提出解決方法。
引言
差壓變送器是一種將壓力差轉換成直流標準信號的遠傳壓力測量?jì)x器 , 廣泛應用于工業(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(zhù)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高, 其應用范圍越來(lái)越廣泛, 生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題也越來(lái)越多。根據作者現場(chǎng)多年的實(shí)際經(jīng)驗, 要想正確的安裝、使用、維護差壓傳感器, 必須了解其工作原理, 明確其如何進(jìn)行數據采集以及常見(jiàn)故障處理方法。
1 工作原理與監測系統
1.1 工作原理
來(lái)自雙側導壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側隔離膜片上, 通過(guò)膜片內的密封液傳導至測量元件上, 測量元件將測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器, 經(jīng)過(guò)放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵觥?a target="_blank" href="http://www.meneki-ryoku.net/chaya/2179.html">電容式差壓變送器的幾種應用測量方式 :(1)與節流元件相結合, 利用節流元件前后產(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 監測系統
通過(guò)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換為0 ～ 5 V或4 mA～ 20 mA的電信號輸出, 由A/D轉換模塊采集轉換為數字信號輸出。A/D轉換模塊采用R8017, R8017輸出的數字信號由數據通訊模塊R8520轉換為計算機可以識別的信號并輸入計算機, 具體硬件結構如圖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 轉換模塊和計算機的連線(xiàn)采用9針數據線(xiàn)、串口通信。設定各模塊的地址, 讀出各模塊每個(gè)通道的數據,并由計算機軟件處理, 得到監測數據。
2 故障處理
差壓變送器在測量過(guò)程中常會(huì )出現一些故障, 故障的及時(shí)判定分析和處理對正在投用設備是至關(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。根據作者現場(chǎng)多年的實(shí)踐經(jīng)驗, 總結歸納了一些常見(jiàn)故障判定分析和解決方法。
2.1 線(xiàn)路故障
當計算機顯示數值不正常時(shí), shou先要打開(kāi)差壓變送器的接線(xiàn)盒, 檢查線(xiàn)路是否虛接、短接或者斷接, 可以通過(guò)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
當線(xiàn)路故障排除時(shí), 就要看是不是采集模塊或差壓傳感器故障。使用萬(wàn)用表檢查差壓變送器工作電源是否正常, 同時(shí)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, 確認輸出值是否正常。如果無(wú)輸出值, 差壓變送器損壞, 需要更換差壓變變送器。如果現場(chǎng)測量值換算與實(shí)際經(jīng)驗值相符, 則現場(chǎng)儀表和測點(diǎn)無(wú)問(wèn)題, 模塊損壞, 需更換模塊。當現場(chǎng)測量值換算與計算機顯示值相同, 說(shuō)明引壓管或差壓變送器有問(wèn)題。
2.3 引壓管故障
(1)引壓管堵塞
在實(shí)際生產(chǎn)使用維護中, 由于排放不及時(shí)或介質(zhì)臟、粘或者帶顆粒、粉末等原因 , 時(shí)間久了, 有的還會(huì )固化, 引起引壓管堵塞, 使測量無(wú)法正常進(jìn)行。因此, 為保證變送器正常運行, 要定期對引壓管設法疏通。
(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, 導致泄漏點(diǎn)增多, 維護工作量增大 。因此, 要合理做好引壓管的防腐蝕而減少引壓管出現沙眼;引壓管的接口處螺絲要上緊以防松動(dòng)。
(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,常常造成引壓管內部積存液體的現象。這種現象的出現, 往往會(huì )致使測量不準, 如果在變送器量程很小的情況下, 甚至會(huì )造成變送器輸出的一些波動(dòng)。有文獻指出引壓管的正確安裝應該是與水平不小于1∶12的斜度連續下降 , 測量點(diǎn)與安裝點(diǎn)之間存在高度差, 取壓點(diǎn)應與被測設備壁垂直。為了使測量更準確, 可以設置若干測壓頭, 所有測壓頭連接在一起成為一條均壓管, 再通過(guò)引壓管引出, 在均壓管的#低處安置有放水閥 。另外, 在現場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)使用過(guò)程中, 還會(huì )出現引壓管伴熱、引壓管接反等問(wèn)題。
2.4 變頻干擾
在現場(chǎng)安裝布線(xiàn)過(guò)程中, 各種信號線(xiàn)綁扎在一起或走同一根多芯電纜, 信號會(huì )受到干擾, 特別是信號線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)同走一個(gè)長(cháng)的管道中干擾尤甚。在這種情況下, 差壓變送器就會(huì )出現現場(chǎng)不通訊, 甚至誤指示等現象。因此, 在安裝的過(guò)程中就要避免類(lèi)似誤操作的發(fā)生, 應增大儀表電纜與動(dòng)力電纜槽架的距離。
2.5 電信號傳輸故障
由于安裝、使用、維護人員的水平存在一定的差異, 為了節省人力、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備的附近, 造成電信號傳輸距離過(guò)遠, 使得電信號存在干擾和衰減的現象。因此, 就需要適當地增加電纜線(xiàn)的截面積來(lái)解決這一問(wèn)題。
3 結束語(yǔ)
以上探討了差壓變送器的工作原理和參數監測系統, 分析了在生產(chǎn)過(guò)程中的常見(jiàn)故障�，F場(chǎng)安裝、維護、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, 提高維護質(zhì)量。
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