壓力變送器檢驗維護與故障處理

【摘要】壓力變送器作為典型的壓力計量儀表，為保證其計量性能滿足現場使用要求，需開展定期的檢驗測試及運行維護工作，并需對現場出現的設備故障進行及時的修復與處理。本文旨在對壓力變送器的典型檢驗維護與故障處理技術進行介紹。
引言
     壓力變送器是一種將壓力轉換成氣動信號或電動信號進行控制和遠傳的設備[1],是一種典型的熱工計量儀表，在各種壓力計量場合具有廣泛的應用。
     壓力變送器將介質通過引壓導管引入變送器測量室，使測量室的膜片產生微小位移，再利用電容式、振弦式、擴散硅式等技術將微小位移轉換為標準電流（4~20mA）和數字脈沖信號（HART）輸出。智能變送器具有優良的工作性能：精度高、大量程比、自診斷功能、調試檢查方便等。可用于差壓、流量、表壓和絕壓、真空度、液位和比重的測量場合。
1壓力變送器的檢驗、測試方法
     根據《JJG882-2004壓力變送器檢定規程》要求，壓力變送器的首次檢定、后續檢定和使用中檢驗項目如表1所示[2]。
     本文主要針對壓力變送器使用中檢驗的項目和方法進行說明。相關首次檢定及使用中檢定應依據國家檢定規程執行。
     對于壓力變送器的檢驗，可采用離線檢驗和在線檢驗兩種模式。所謂離線校驗，是指將變送器電源及信號回路與中控系統脫離，通過現場移動電源或過程校驗儀類設備對變送器進行供電及輸出電流測量。
在線校驗指：不脫離中控與變送器連線，由中控系統對變送器進行供電，通過變送器TEST接線端測量輸出電流[3]。兩種檢驗模式的設備連接方式如圖1所示。

注：表中“+”表示應檢定，“*”表示必要時應檢定，“-”表示可不檢定。

壓力變送器的使用中檢驗，主要是針對變送器的測量誤差進行測試，并判斷是否滿足精度要求。基本要求及方法如下：
1）選擇檢驗點
檢驗點的選擇應按量程基本均布，一般應包括上限值、下限值（或其附件10%輸入量程以內）在內不少于5個點。
2）檢驗前調整
檢驗前，使用改變輸入壓力的辦法對輸出的下限值和上限值進行調整，使其與理論的下限值和上限值相一致。智能型變送器使用HART手操器進行調校。
3）檢驗方法
從下限開始平穩地輸入壓力信號到各檢驗點，讀取并記錄輸出值（mA）直至上限；然后反方向平穩改變壓力信號到各個檢驗點，讀取并記錄輸出值直至下限，這為一次循環。如此進行兩個循環的檢驗。
在檢驗過程中部允許調整零點和量程，不允許輕敲和振動變送器，在接近檢定點時，輸入壓力信號應足夠慢，避免過沖現象。
4）測量誤差計算
     壓力變送器的測量誤差按公式（1）計算。

     式中：ΔAt——變送器各被檢點的測量誤差（以輸出量表示），mA；`At——變送器被檢點實際輸出的平均值，mA；Am——變送器的輸出量程，mA（一般為16mA）；Pm——變送器的輸入量程，kPa；A0——變送器輸出的理論下限值，mA（一般為4mA）；Ps——壓力源輸出的標準壓力值，kPa；P0——變送器輸入范圍的下限值，kPa；
誤差計算過程中數據處理原則。小數點后保留的位數應以舍入誤差小于壓力變送器最大允許誤差的1/10~1/20為限。判斷壓力變送器是否合格應以舍入以后的數據為準。
2壓力變送器的調校
     在壓力變送器檢驗過程中，如發現變送器的存在零點漂移、量程漂移、測量誤差超差等現象，可對變送器進行調校。智能型變送器可使用HART手操器進行調校。壓力變送器調校可分為三步進行：
1）重設量程：在所需壓力下設定4和20毫安點；
2）傳感器微調：調整工廠特性化曲線，使在特定壓力范圍內變送器具有性能；3）模擬輸出微調：調整模擬輸出，使之與工廠標準或者控制回路相匹配。
3壓力變送器的使用、維護與故障處理
3.1壓力變送器的投用
     變送器啟用前，作好一切檢查準備工作，需灌隔離液的儀表，將隔離液灌好，并注意將氣泡排除干凈啟動壓力變送器時，應接先通電源，預熱3分鐘，再緩慢打開引壓閥，以免壓力過猛沖入儀表，損壞測量元件。
     對于測量液面、需要遷移的差壓變送器，應在灌好隔離液的前提下，將三閥組的平衡閥關閉，高低壓閥打開，一次閥上的放空閥打開，進行遷移調整，使變送器輸出符合要求。在確認差壓變送器安裝正確，試壓無泄漏及三閥組關閉的情況下，可按以下步驟投用：
1）打開一次引壓閥；
2）開啟平衡閥（灌隔離液測量液位的儀表禁用此步驟）；
3）開啟三閥組的高壓閥；
4）關閉平衡閥，開啟低壓閥；
3.2壓力變送器的維護要求
1)儀表運行時應保持外觀清潔無污物，表盤刻度清晰。
2)校驗調整零點，必須在測量初始壓力下進行。
3)測量有冷凝液的氣體或有污垢的液體壓力變送器，要定期排污,并保持儀表周圍的環境清潔。
4)儀表引壓管、閥門及接頭等不得滲漏。
5)定期對儀表進行校驗，儀表檢驗周期一般為一年或一個裝置檢修周期。
6)應經常檢查引壓管的保溫伴熱情況，防止隔離液凍、凝、氣化等。
3.3壓力變送器的典型故障與處理方法
壓力變送器的典型故障與修正措施，如表2所示。

故障現象	修正措施
毫安讀數為零	1.檢查電源級性是否接反 2.核實接線端子處的電壓（應該為10至55伏直流電） 3.檢查端子塊內的二極管是否損失 4.更換變送器端子塊
變送器不與手操器通訊	1.檢查變送器的電源電壓（最小植為10.5伏） 2.檢查負載電阻(最小值為250歐姆) 3.檢查變送器地址是否正確 4.更換電子線路板
毫安讀數為低或為高	1.檢查壓力變量讀數是否飽和 2.檢查輸出是否處于報警狀態 3.進行4~20毫安輸出微調(OutputTrim) 4.更換電子線路板
對于所加壓力的變化無反應	1.檢查測試設備 2.檢查引壓管是否發生堵塞 3.檢查是否不能進行量程調整(使量程調整功能失效) 4.檢查變送器的保護功能跳線開關 5.核實校驗設定(4和20毫安點) 6.更換傳感膜頭
壓力變量讀數為低或為高	1.檢查引壓管是否發生堵塞 2.檢查測試設備 3.進行傳感器完全微調(FullTrim) 4.更換傳感器膜頭
壓力變量讀數不穩定	1.檢查引壓管是否發生堵塞 2.檢查阻尼 3.檢查EMF干擾 4.更換傳感膜頭

4結論
     壓力變送器作為常用的壓力計量儀表，其計量性能不僅取決于設備的出廠制造水平，同時，使用中的檢驗測試、有效的日常維護和合理的故障處理也是保障設備長期正確、有效的重要手段。