壓力變送器檢校過程中故障處理的實例分析及故障處理

摘 要:隨著工業自動化程度越來越高，壓力變送器在生產線智能控制過程中對壓力、壓差、液位和流量的測量控制應用越來越廣泛，但因其安裝使用不正確，導致測量的不準確對企業生產工藝、質量控制影響極大，對故障處理分析在檢校過程中顯得非常重要。

一、壓力變送器工作原理

壓力變送器按其受壓室個數可分為單腔室壓力測量（一般壓力變送器）和雙腔室差壓測量（差壓力變送器）兩種。

1、一般用得較多的單壓測量壓力變送器工作原理是來自導壓管的壓力直接作用于單室受壓腔內受壓膜片（感壓單元）上，受壓膜片接收外來作用壓力后膜片變形，從而改變壓膜片的電阻，通過采樣電路采集壓膜片電阻的變化進行信號放大，由信號處理和轉換單元進行A/D轉換后，輸出線性函數電流、電壓或壓力信號，它被廣泛地應用于各種壓力管路的壓力測量，測量范圍從幾kPa的低壓測量到幾百MPa的高壓測量。

2、差壓變送器一般用于低微壓測量，目前主要用于液位測量和流量測量方面，其工作原理是來自雙側導壓管的差壓直接作用在變送器雙側隔離膜片上，通過膜片內的密封液傳導到測量元件上，測量元件將測量得到的差壓力信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器，經過放大等處理變為標準電信號輸出。壓力變送器由于它輸出的電信號與輸入的壓力值成一一對應的關系，因此能夠方便準確的顯示每一個測壓點的壓力值，或者通過差壓兩室的壓力之差來計算液位高度或流過管路液體或氣體流量大小。同時只要受壓膜片的測量精度能夠達到一定的要求，那么就很容易提高最終測量結果的準確度。

二、差壓變送器故障分析實例

        在某個酸化壓裂實驗室擁有一臺裂縫導流能力測試系統的差壓變送器初次檢定示值超差，經檢查差壓變送器本身是合格的、其原因是差壓變送器最初的安裝位置在機柜的底部，而系統的導流室與泄壓的導管都在差壓變送器的上部。檢校人員在現場對該差壓變送器高端加壓，低端疏空，形成壓差進行第一次直接加壓檢測，發現其示值誤差超差。在查找系統不合格的原因時，通過拆除該變送器高低壓腔室連接管線，結果發現管線內有試驗液流出，后取下檢測接頭仔細檢查，發現該變送器兩高低壓力腔內均殘留有試驗液。

        經過分析，該系統的工作原理是在標準實驗條件下模擬井下壓力，導流室中支撐劑層注入的試驗液，通過各種傳感器（壓力變送器）對每一閉合壓力下的裂縫寬度、壓差等進行計量,比較裂縫支撐劑對不同壓力液的導流能力，對各種支撐劑壓裂液進行性能對比，壓裂作業的增產效果與支撐裂縫的導流能力密切相關，導流能力取決于裂縫的寬度和裂縫閉合后支撐劑的滲透率。裂縫導流能力測試系統對不同的支撐劑在壓裂作業進行優選和質量控制測試，也可對工作液（壓裂液）對裂縫導流能力傷害情況作出評價。由于該變送器位置在測壓系統的導流室與泄壓的導管之下，完成實驗后的試驗液經導流室再次回流到差壓力變送器高低壓腔室及管路內，就造成以前實驗殘留的液體無法從變送器高低腔內順利排出，此時殘留的試驗液對差壓變送器的兩腔仍保留余壓，由于差壓變送器所測的壓力值較小，因此殘留在管路中的試驗液加在兩腔中的余壓對最終的壓力顯示值影響較大，如果按常規檢測方法，事先對差壓變送器輸出顯示儀表的壓力值進行清零再進行檢測，實際上此時的零位是“假零位”，將會極大的影響檢測結果的準確度，只有在差壓力變送器高低壓腔內沒有任何余壓影響的情況下對差壓力變送器輸出顯示儀表的壓力值進行清零再檢測，此時才算是實現了真正意義上的零位調整，這時得到的檢測結果才是真實有效的，這也是第一次檢測不合格的真正原因。

三、故障處理

        通過這次對該測試系統差壓力變送器的檢測、流程以及差壓變送器測壓管路系統走向的了解，在此檢校人員向壓裂實驗室和設備生產廠家提出了關于差壓變送器安裝位置的技改建議，并說明了技改的必要性及原因，建議設備生產廠把以往安裝在機柜底部的差壓變送器重新安裝到導流室測量壓差的平面板上，泄壓接口朝下，這樣既能保證對導流室的壓差測量基本處于同一水平面，又避免導流室的實驗液在實驗結束后回流到差壓變送器的高低壓腔內顯示窗口顯示“假零位”導致該裂縫導流能力測試系統在做實驗時數據不真實，在檢定人員檢定裂縫導流能力測試系統時示值不合格。 經過裂縫導流能力測試系統生產廠對測壓管路系統的技術改造后和經檢校人員用橡膠吸球把差變高低壓腔內的液體吸干并進行清理，確保腔內沒有液體，然后再對差變信號輸出的二次顯示儀表進行清零。經檢校人員對裂縫導流能力測試系統多次測量檢測結果非常穩定、真實一致，從而證明檢校人員的分析是非常正確的合理的。

四、結束語

        綜上所述，對微壓測量的差壓力變送器在選取測壓接口、安裝位置高低方面顯得至關重要，它在實際測量中對其測量結果影響極大。當前的計量檢測工作，不僅只是完成計量器具的常規檢校，更重要的是在計量檢測過程中能夠更多的了解所涉及設備的工作原理和測量方法，并提出合理化的建議，從而幫助企業在生產和實驗過程中得到更加準確的測量數據，以提升其生產工藝質量和水平，這樣才能逐步實現將計量測試嵌入到產品研發、制造、質量提升、全過程工藝控制中，實現關鍵量準確測量與實時校準，并最終完成構建產業計量測試服務體系的任務。

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