壓力變送器的常見故障與解決措施

摘要：壓力變送器是工業實踐中的常用傳感器，壓力變送器發展至今已經取得了技術上的突破，從早期的大位移壓力變送器，發展到上世紀五十年代的力平衡式差壓變送器，再由七十年代結構簡單的位移式變送器到九十年代智能化變送器，最后到今天結構簡單、可靠性強的多類型壓力變送器，壓力變送器在結構、外觀、性能等方面取得了進步，在壓力變送器的實際使用中，會出現各種各樣的問題和故障，本文主要分析了常見故障原因并提出了解決辦法。
0前言
       變送器是自控系統的一個重要組成部分，壓力變送器主要用于工業過程壓力參數的測量和控制，其在石油、化工、電力等領域的應用十分廣泛。壓力變送器的種類繁多，根據工作原理、用途的不同有不同的分類方式。壓力變送器主要用于壓力的遠程顯示和控制，其常在高溫、低壓、腐蝕、振動等環境下工作，出現故障的幾率較大，因此對壓力變送器的影響因素、常見故障等研究是十分有意義的。
1壓力變送器常見類型
       壓力變送器就是能夠將壓力變量轉化為標準輸出信號的儀表，壓力變量與輸出信號間存在一定的函數關系。根據不同的工作原理可將壓力變送器分為以下幾種：
（1）壓阻式變送器。壓阻式變送器是將壓力作用到膜片的前表面，在壓力作用下膜片會出現一定的形變，感壓膜片的背面印有厚膜電阻，進而形成一個惠斯通電橋，在壓阻效應下，電橋會產生相應的電壓信號，該信號與激勵電壓成正比例關系。
（2）壓電式變送器。壓電式變送器是利用正壓電效應研制出來的，正高壓電效應就是將一定的外力作用于電解質使其發生變形，電解質內部會出現極化現象，并且在其兩個表面會產生正負不同的電荷，外力停止作用時，電解質又恢復到不帶電的狀態。電荷的極性會隨著作用力方向的改變而改變。在電解質極性方向施加電場，電解質也會發生變形，撤銷后電解質的形變消失，這就是逆壓電效應。
（3）應變式變送器。采用特殊的粘合劑將應變片粘合在一起進而產生力學應變，在機體受力發生變化時，電阻應變片也會隨之出現一定的形變，進而影響到阻值的大小，電阻上的電壓發生改變。但是此種情況下阻值的變化較小，通常情況下組成應變電橋，在儀表放大器的作用下變大，最后傳輸到處理線路顯示或執行機構。
（4）電容式變送器。電容式變送器分電動和氣動兩類，前者的標準化輸入信號為直流信號，后者輸出信號為氣體壓力。待測介質的兩種壓力分別輸入高、低兩壓力室，作用于敏感元件的兩側隔離膜片上。測量膜片與兩側絕緣片上的電極組成電容器，在兩側壓力大小不同的情況下，模塊會產生位移，兩側電流大小不同，在震蕩和調節作用下，形成電流、電壓或者數字輸出信號。
2壓力變送器工作原理
       模塊電路、顯示表頭、測壓元件傳感器、表殼等共同組成了壓力變送器。來自兩側導壓管的壓力差會作用在變送器傳感器量測的膜片上，測量元件能夠將接受的壓力信號轉變成標準的電流電壓信號，并將信號發送至報警儀、記錄儀和調節器，進而對其進行二次測量。
3壓力變送器的常見故障
       壓力變送器在使用過程中難免出現各種各樣的故障，其影響因素眾多，例如壓力變送器內隔片與傳感原件間存在灌充液漏，零點和量程偏移、輸出不穩定等都會導致壓力變送器精度下降甚至發生損壞；天氣因素也會對變送器造成影響，如雷擊會損壞變送器膜盒的電路、導致無法通訊；潮濕的環境會損壞線路；變送器量程選擇不合理會造成感壓元件不可逆的變形。以下介紹幾種常見的故障類型：
（1）線路故障。當出現線路故障時，計算機顯示數值出現異常，將變送器接線盒打開，檢查線路是否存在虛接、短接或者斷接的現象，在采用測電源、搖絕緣以及量電阻等方法排查故障。
（2）變頻干擾。在進行布線時，多種信號線之間互相干擾，尤其是在動力線與信號線串在同一管道中產生的干擾作用更為嚴重，此種情況下會導致變送器不通訊甚至致使錯誤。可以通過增大儀表電纜與動力電纜槽架距離的方式來避免此類錯誤操作。
（3）引壓管故障。引壓管故障通常有引壓管堵塞、引壓管漏氣、引壓管積液三種故障類型，引壓堵塞一般是由排放不及時或者介質臟、粘等導致的；引壓管漏氣是由變送器接電、截止閥等附件較多，增加了泄露點；引壓管積液通常是由于氣體取壓方式不合理或者引壓管安裝錯誤造成的，引壓管積液會影響測量精度。
（4）電信號傳輸故障。壓力變送器若使用或維護不當極易導致電信號的傳輸故障，例如為了節省時間將變送器放在被測設備附近，導致信號傳輸距離過遠，信號就會出現干擾或衰減現象，此時要根據需要增加電纜線的截面積。
4壓力變送器故障處理
4.1輸出信號為零
       當壓力變送器出現壓力為零的現象時，可以從以下幾個方面進行處理：首先檢查管道內是否存在壓力，儀表是否正常供電，之后檢查是否存在電源極性接反的現象，最后檢查電子線路板、感壓膜頭、變送器電源電壓等。
4.2加壓力無反應
       若加壓力無反應則要檢查取壓管的閥門是否正常，變送器保護功能跳線開關是否正常，取壓管是否堵塞，檢查白送器零點和量程，更換傳感膜頭等。
4.3壓力變量讀數偏差
      壓力變送器出現壓力讀數明顯偏高或偏低的現象時，首先檢查取壓管路是否存在泄漏現象，再檢查取壓管上的閥門，對傳感器進行微調，若還存在問題，更換新的傳感膜頭。
4.4壓力變量讀數不穩定
       該問題可通過隔離外界干擾源、檢查導壓管是否泄漏、管道是否存在雜物、檢查隔離膜片時候出現服飾或變形、檢查感壓膜頭等方法來排查。
5結語
       目前壓力傳感器的使用十分廣泛，無論是國產變送器還是進口變送器，在使用過程中由于工作環境、人為操作不當或者自身原因都會出現各種故障，因此我們不僅要按照說明書的標準規范進行操作，還要掌握正確的故障判斷、養護和維修知識，這樣才能保證壓力傳感器的使用壽命和測量精度。