變送器知識匯集

    半個世紀以來，過程控制儀表經(jīng)歷了從液動氣動儀表，電動儀表，電子式模擬儀表，數(shù)字智能儀表再到*先進的計算機集散控制系統(tǒng)的發(fā)展階段。現(xiàn)在朋友們可能都感覺到了身邊的儀表逐漸在向電氣化發(fā)展，*早在表盤上讀數(shù)的方式漸漸變成了在LED屏幕上直接顯示或者電控柜上的集中顯示。

    過程控制儀表有三大硬件，測量變送單元，執(zhí)行器，和調(diào)節(jié)器。其中測量變送單元就是變送器，在一些情況下，變送器其實等同于傳感器。而執(zhí)行器就比如閥門等，調(diào)節(jié)器就是控制器，是整個控制系統(tǒng)的大腦，比如ＰＩＤ調(diào)節(jié)器。今天小編為大家介紹如今數(shù)字化儀表中*重要的元器件——變送器。

　  工業(yè)生產(chǎn)中，測量元件將壓力，溫度，流量，液位等參數(shù)檢測出來之后，需要由變送器將測量元件的信號統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準的信號源（如4~20mA直流電源），送往顯示儀表或調(diào)節(jié)儀表進行顯示，記錄或者調(diào)節(jié)。因此說，變送器既是一種轉(zhuǎn)換介質(zhì)，更是一種媒介。

　　由于調(diào)節(jié)器一般都在距離相對較遠的控制室中，變送器就成了信號產(chǎn)生和傳輸線驅(qū)動這兩個功能的復(fù)合體，成為了整個控制裝置中的心臟，有了它，才使得控制端和測量端聯(lián)系起來，構(gòu)成了整套控制系統(tǒng)。

　　有的變送器中測量和變送單元做成為一體（如壓力變送器），有的變送器則只有變送功能（如溫度變送器）。變送器按驅(qū)動能源分類有氣動變送器和電動變送器。其中，工業(yè)生產(chǎn)過程*常用的是差壓變送器和溫度變送器。

    差壓變送器用來把差壓，流量，液位等被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一的信號標(biāo)準，并將此統(tǒng)一信號傳送給指示、記錄儀表或者調(diào)節(jié)器，讓被測參數(shù)顯示在屏幕上。

主要類型有：力平衡式電動差壓變送器，電容式差壓變送器

　　差壓變送器的型號沒有規(guī)定，每個廠家都有自己的選型表。差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準，以節(jié)約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強侵蝕的場合，必須選用隔離型變送器。

   差壓變送器在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的侵蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。

　差壓變送器在選型時要考慮被測介質(zhì)的溫度，假如溫度高一般為200℃～400℃，要選用高溫型，否則硅油會產(chǎn)生汽化膨脹，使丈量不準。

　差壓變送器在選型時要考慮設(shè)備工作壓力等級，變送器的壓力等級必須與應(yīng)用場合相符合。從選用變送器丈量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，*好將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應(yīng)用場合(液位丈量)需要對變送器的丈量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出丈量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負遷移之分。

差壓變送器在使用時應(yīng)該注意的九大問題：

　　    1、測量氣體壓力時，取壓口應(yīng)開在流程管道頂端，并且變送器也應(yīng)安裝在流程管道上部，以便積累的液體容易注入流程管道中。

　　2、導(dǎo)壓管應(yīng)安裝在溫度波動小的地方；

　　3、防止變送器與腐蝕性或過熱的介質(zhì)接觸；

　　4、防止渣滓在導(dǎo)管內(nèi)沉積；

　　5、測量液體壓力時，取壓口應(yīng)開在流程管道側(cè)面，以避免沉淀積渣。

　　6、測量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時，需接加緩沖管（盤管）等冷凝器，不應(yīng)使變送器的工作溫度超過極限。

　　7、冬季發(fā)生冰凍時，按裝在室外的變送器必須采取防凍措施，避免引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積膨脹，導(dǎo)致傳感器損壞。

　　8、測量液體壓力時，變送器的安裝位置應(yīng)避免液體的沖擊（水錘現(xiàn)象），以免傳感器過壓損壞。

　　9、接線時，將電纜穿過防水接頭（附件）或繞性管并擰緊密封螺帽，以防雨水等通過電纜滲漏進變送器殼體內(nèi)。
 

　　石油化工行業(yè)中的許多生產(chǎn)場合存在著易燃易爆的氣體，粉塵等，安裝在這種場合的現(xiàn)場儀表如果產(chǎn)生火花，就容易引起燃燒或者爆炸，造成巨大的人員和財產(chǎn)損失。因此儀表必須具有安全火花防爆性能。防爆儀表都具有防爆檢驗合格證號和防爆類型、等級等標(biāo)志的銘牌。

　　典型的標(biāo)志銘牌上的防爆標(biāo)志分為四段：Ｅｘ，Ａ，Ｂ，Ｃ。

　　Ｅｘ表明此儀表為防爆儀表；Ａ段填入防爆類型，比如ｄ、ｉａ、ｉｂ等，Ｂ段為防爆儀表的類和集，如Ｉ級，ＩＩＡ，ＩＩＢ，ＩＩC；C為防爆儀表的表面溫度組別，如T1~T6。例如，ExdiaＩＩCT6表示兼有隔爆和本質(zhì)安全功能，可在ＩＩC級T6組以下級別中使用防爆儀表。

　　變送器在測量過程中，常常會出現(xiàn)一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進行了生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。我們根據(jù)日常維護中的經(jīng)驗，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。

　　變送器測量過程中，常常會出現(xiàn)一些故障，故障及時判定分析和處理，對正進行了生產(chǎn)來說是至關(guān)重要。我們?nèi)粘＞S護中經(jīng)驗，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。

　　1.調(diào)查法：

    回顧故障發(fā)生前打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。

　　2.直觀法：

    觀察回路外部損傷、導(dǎo)壓管泄漏，回路過熱，供電開關(guān)狀態(tài)等。

　　3.檢測法：

　　斷路檢測：將懷疑有故障部分它部分分開來，查看故障是否消失，消失，則確定故障所，否則可進行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從儀表本體上斷開，用現(xiàn)場另加電源方法為傳感器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz電磁信號而干擾通訊。

　　短路檢測：保證安全情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓傳感器雙側(cè)，觀察變送器輸出，以判斷導(dǎo)壓管路堵、漏連通性。

　　替換檢測：將懷疑有故障部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。

　　分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。

　　溫度變送器要與各種熱電偶或者熱電阻配合使用，能將被測溫度線性地轉(zhuǎn)換為０～１０ｍＡ或４～２０ｍＡＤＣ電流信號，以便于顯示，記錄和調(diào)節(jié)單元配合工作。

　　按照采用的測溫傳感器的不同類型，溫度變送器分為三種類型：直流豪伏變送器，電阻體溫度變送器，熱電偶溫度變送器。

　　其優(yōu)點是采用了低漂移，高增益的線性集成電路，提高了儀表的可靠性，穩(wěn)定性和各項技術(shù)性能。同時由于采用了線性化電路，能夠保持變送器輸出信號與被測溫度信號保持了線性關(guān)系。而且線路中采用了安全火花防爆措施，能夠用在危險場所中的溫度測量。

壓力變送器是工業(yè)實踐中常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。但是大家對壓力變送器的工作原理了解嗎? 其實壓力變送器的工作原理沒有想象中那么復(fù)雜。

壓力變送器的工作原理是將傳感器采集到的微弱非電量壓力—壓力變量裝換成為可傳輸?shù)臉?biāo)準化信號輸出，同時放大，以供應(yīng)指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)換成的電信號與壓力變量有一定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系（通常為線性函數(shù)）。壓力變送器主要由敏感元件、傳感原件及測量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。

壓力變量包括正、負表壓力、差壓和絕對壓力。壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成一般壓力變送器0.001-20MPa和微差壓變送器0-1.5kpa兩種。

示意圖如下：

    壓力變送器有電容式壓力變送器和電阻式壓力變送器，壓力變送器是把氣體或液體的壓力轉(zhuǎn)換為可使用的電信號的器件。壓力變送器按接線方式，可分二線制，三線制，四線制。壓力變送器有兩根電源線，兩根信號線。電源接24v直流電，簡單的檢測方法是用一只電流表或電壓表，接信號線兩端。

　　壓力變送器電源接上后，電流表會有4ma電流或電壓表有0v或1V電壓�，F(xiàn)在的變送器一般都有4個接線端子，兩個是接線的，另外兩個不用接線，變送器的DC24V電源線同時就是4～20mA的信號反饋線，也就是說，你的二次表或者DAS（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）的AI點要帶DC24V饋電輸出。

  隨著工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，公司各主要生產(chǎn)崗位已全部采用DCS控制系統(tǒng)，計算機的控制系統(tǒng)給安全生產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)起到了關(guān)鍵性的作用。而作為控制系統(tǒng)的檢測儀表變送器的好壞決定著采集數(shù)據(jù)信號的正確與否，所以正確判斷檢查一次儀表的好壞，如何正確處理變送器的故障對于儀表維護工人就顯得極為重要。通過幾年來對變送器的應(yīng)用維護,除了了解了電容式變送器和全智能變送器的優(yōu)點以外在日常的運行維護中我們也能感覺到它在檢查維護過程中的不足。

1、對變送器放大器的檢查

在正常的檢查過程中對于二型帶杠桿系統(tǒng)的變送器，我們在檢查儀表是否有問題的過程中（如自動調(diào)節(jié)，必選解除調(diào)節(jié)），*簡單有效的方法是打開外蓋，直接用手給杠桿一個輕微的力觀察放大器是否有輸出，如有輸出，而且輸出能在全范圍內(nèi)變化，基本可判斷轉(zhuǎn)換放大部分無問題，可對變送器的連接、測量部分進行重點檢查，便于盡快找出故障原因。如果給杠桿力時變送器無輸出或不能正常輸出，需要對變送器的轉(zhuǎn)換放大部分進行重點檢查。

對于無傳動機構(gòu)的變送器在檢查維修過程中，要判斷變送器的故障所在，在現(xiàn)場不拆儀表的情況下就比較麻煩。通�？刹捎萌缦路椒ǎ和ㄟ^拆卸或打開正負壓室排氣閥來觀察儀表輸出的變化情況。如輸出能從*大到*小或*小到*大，基本斷定放大器、電源輸出沒有問題，同時通過上述試驗基本也可判斷膜盒測量部分也是好的，因為在你檢查放大器的同時也對測量部分進行檢查試驗。

2、對變送器零點的檢查

對測量流量的變送器（如蒸氣流量）通常對零位是否正常，流量是否不準, 較簡單的檢查方法是通過對變送器的零位進行檢查。具體步驟要求先關(guān)閉一只儀表截止閥（防止冷凝罐液體跑掉）而后打開平衡閥檢查變送器輸出二型表應(yīng)為0mA三型為4mA。如果不對可進行重新調(diào)整或設(shè)置(智能型)， 因為流量測量存在開方關(guān)系，一個較小的零點漂移可能造成較大的誤差。

因此，在檢修中應(yīng)該注意如下問題：

①、有些蒸汽流量變送器，由于兩只冷凝罐安裝時的不規(guī)范，使冷凝罐不在同一個平面上，這樣就有可能造成在新表投運時儀表零點是正常的，利用平衡閥進行零位檢查時輸出零位也是正常的，但在運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)該崗位已經(jīng)停車，蒸汽的工藝閥門已經(jīng)關(guān)閉，而且確實沒有流量（從該崗位上已經(jīng)排不出蒸汽）儀表的零位偏高或偏低這主要是兩只冷凝的靜壓差造成。解決的辦法：*好再運行一階段，該崗位停車后，進行變送器的零點遷移調(diào)整，確保零位的準確。

②、有個別變送器由于導(dǎo)壓管存在輕微泄漏，在正常運行時，從流量曲線看是正常的，但當(dāng)該流量停車時，隨著冷凝罐水位的泄漏（例如漏點在負室變送器處）變送器的輸出就會慢慢上升,通過開方造成較大的輸出曲線，反之輸出就會變小變負。解決方法：找出漏點，及時處理。

1、由于安裝不當(dāng)造成的問題

①在對某一個儲槽進行變送器安裝時，變送器已經(jīng)進行了正常的對空遷移，指示顯示也正常，但設(shè)備投運后，儀表上電發(fā)現(xiàn)有30%輸出，操作人員反應(yīng)設(shè)備根本沒有投入物料，通過儀表工對設(shè)備進行排氣、排液試驗，發(fā)現(xiàn)確實無壓力無液位，通過拆儀表檢查發(fā)現(xiàn)，由于安裝時墊子不合適，安裝時不太注意，使墊子壓住膜片所造成。

注意要點：當(dāng)新崗位儀表安裝時，除需要在變送器對空時進行必要的遷移設(shè)置外，在變送器加墊子把好后，*好上電后再行觀察一遍，或重新掛BT-200觀察減少故障。

2、變送器膜盒漏油造成故障

    某崗位液位測量，在工藝系統(tǒng)較穩(wěn)定時變送器輸出正常，微機液位曲線顯示正常，

但當(dāng)工藝系統(tǒng)壓力有較大變化時造成液位曲線失靈或突然升高或降低，觀察曲線多次發(fā)現(xiàn)鋸齒波峰后，過一階段后系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，液位曲線隨著穩(wěn)定下來，檢查儀表供電及其他均正常，拆表后發(fā)現(xiàn)DN80膜片有兩處針眼大小的小眼，膜盒已經(jīng)漏油，所造成原因是因為雙法蘭變送器本身在膜盒到毛細管到變送器處共有兩組膜片，當(dāng)一組大膜片輕微漏油時，系統(tǒng)較穩(wěn)定負壓室壓力通過毛細管硅油一樣能傳遞到變送器上與正壓側(cè)進行比較測量，但當(dāng)設(shè)備內(nèi)壓力突然變化時正負壓室所接受的快慢不同所以造成鋸齒波的出現(xiàn)。解決辦法：更換變送器。

1、電源故障

一般三型變送器電源允許在16V-45V以內(nèi)，在電源電壓低于一定值時，當(dāng)液位變送器運行在中低端也就是在正常液位的20%-80%時，變送器輸出正常，微機顯示正常。當(dāng)液位達到90%以上時，變送器輸出已經(jīng)不能隨液位的升高而升高時，容易造成了滿液位，而操作人員無法發(fā)現(xiàn)該故障，造成生產(chǎn)危害。儀表檢查發(fā)現(xiàn)后，通過拆除安全柵(帶  250Ω電阻)，減少由于卡供電帶負載較多供電不足問題，拆除后電壓提高，儀表正常。

2、 變送器輸出*大，顯示失靈故障

某崗位操作人員反映液位指示在某一數(shù)值不變化，儀表人員檢查變送器發(fā)現(xiàn)輸出20mA以上，接回信號線，液位指示某一值無變化。經(jīng)檢查，變送器正常，通知操作人員進行降液位處理，發(fā)現(xiàn)變送器指示正常，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)液位（實際液位）超過20mA后某一值時，造成顯示超量程（變送器本身顯示保護），儀表拆下檢查后接線瞬間顯示指在某一值上，造成操作人員誤以為液位顯示正常，沒有對滿液位進行操作處理，造成操作失誤，影響生產(chǎn)。解決辦法：聯(lián)系并配合操作人員進行降液位處理。