差壓變送器的故障分析及診斷
來源：江蘇騰泰儀表科技有限公司
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發布日期：2021-01-05
差壓變送器工作原理和結構，建立差壓變送器故障數學模型，分析膜片故障對控制回路的影響，結合實際生產經驗，總結3種不同故障情況下的處理方法。通過理論與實際的結合，能更好地處理故障，減少差壓變送器故障所帶來的經濟損失。
引言
差壓控制系統是化工生產中常用的自動化控制系統的重要組成部分，在智能化生產中將有更**的應用，如果差壓控制系統發生故障，會導致測量不準確、對生產工藝和質量造成重大的影響，差壓控制系統的故障分析和處理顯得尤為重要。差壓控制系統的故障根據發生的部分可分為調節閥故障、控制器故障、變送器故障等，其中常見的是變送器故障。變送器影響整個控制系統的性能，如果發生故障，會極大的影響生產安全。目前電容式差壓變送器由于其結構簡單，精度高、易于維護而得到了**的應用。電容式差壓變送器通過將檢測的液位、壓力等數據轉換為電流信號，測量的關鍵點是可動的膜片測量元件，膜片發生的故障較為常見。
1差壓變送器原理
差壓變送器可分為單腔式和雙腔室差壓測量，單壓測量變送器的膜片受到壓力后，膜片的形變導致膜片的電阻產生變化，電阻的變傾過放大單元和轉換單元進行輸出’輸出的信號與壓力值可以成相應的對應關系。如果膜片發生故障引起變送器發生故障，整個反饋的回路就會出現信息傳送錯誤，導致差壓控制系統癱瘓。差壓變送器結構見圖1。
2差壓變送器故障模型
當差壓變送器膜片發生故障時，電容受到影響，建立膜片與變送器輸出之間的關系，得到膜片與電容之間的變化關系。差壓變送器膜片與極板之間的電容示意圖如圖2所示。差壓變送器的電流與差壓成正比，與膜片的彈性模量成反比，差壓變送器通常會出現故障的情況是在變送器工作時間較長時，差壓不變而電流隨著彈性模量的增加而減小，或者膜片的彈性膜片增加，而膜片輸出電流為0。
3膜片故障對控制回路的影響
當變送器工作時間較長，膜片的彈性模量會發生變化，彈性模量的增加，故障程度系數越小，膜片的故障情況越嚴重，故障程度系數越大利用Ｍａｔｌａｂ平臺建立了控制回路系統的仿真平臺，變送器在正常工作時，輸出電流與跟蹤信號是呈線性關系，輸出過程呈穩定平衡狀態，如果故障程度系數發生變化，變送器輸出會隨著電流的增加而增加，而經過一定時間后，變送器的輸出逐漸減小，后變為0，而過程對象的值一直增加到大值。
4故障處理
4.1差壓變送器顯示壓力值偏高故障
在生產過程中工藝操作人員發現集中控制系統中的壓力顯示值比現場顯示偏高，儀表維護人員到現場檢查，發現差壓變送器液晶顯示值與壓力表顯示值一致，現場測試ＤＣＳ的顯示值，發現該顯示值也為正常值，通過檢測儀器檢測發現變送器輸送的電流值與實際輸出的電流較低，判斷故障發生點為電路板故障。在更換電路板后，集中控制系統的顯示值與現場的顯示值一致。
4.2壓力值偏低故障
集中控制系統操作人員發現壓力變送器顯示值偏低，到現場發現壓力變送器顯示與集中控制系統的顯示值一致，故障點可能是現場儀表出現問題，出現上面的情況的原因有引壓管線里含有液體，或者是變送器的刻度零點發生偏移。在現場對引壓線進行排液，發現有少量液體排出，液體排出后，現場與集中控制系統顯示基本一致。
4.3無壓力值顯示故障
集中控制系統操作人員發現某壓力值無顯示，儀表人員檢查壓力控制回路傳輸的信號值較低，測量回路出現故障，現場檢査集中控制系統的接線端，發現端子排一個保險端子燈報警顯示，更換保險后，壓力顯示正常。對現場接線進行接地測量，發現負端接線存在接地現象，檢査分支電纜線路，發現接線箱接口線路存在裂口，對線路進行更換處理，壓力值能穩定顯示。
5結語
對差壓變送器的工作原理和結構進行了簡述，建立了差壓變送器故障數學模型，并對膜片故障對控制回路的影響進行分析，結合實際生產經驗，總結介紹了3種不同故障情況下的處理方法，通過對理論與實際的結合，才能更好的對故障進行處理。并在生產工作中要加強對差壓變送器的運行倩況進行記錄，根據故障發生的不同情況進行排查處理，建立差壓變送器的維護工作機制，規范操作人員的工作流程，合理的布置檢修維護方案，加強生產現場的巡檢，減少差壓變送器故障所帶來的經濟損失。
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