絕對壓力變送器在實際應用中的故障處理

下文根據(jù)絕對壓力變送器在實際工作中出現(xiàn)的故障情況，結(jié)合基礎(chǔ)理論，分析故障原因及解決方法。

一、前言
        壓力變送器是直接與被測介質(zhì)相接觸的現(xiàn)場儀表，常常在高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊等環(huán)境中工作。在石油、化工、電力、鋼鐵、輕工等行業(yè)的壓力測量及現(xiàn)場控制中應用非常廣泛。

        2004年，我廠因擴建將原有減壓塔拆除更換新塔。更換后，按設(shè)計要求，塔頂壓力測量儀表使用的是絕對壓力變送器，設(shè)計量程為0～100KPa。此測量值反應的是塔內(nèi)真空度。按照工藝生產(chǎn)要求，真空度在上位機的顯示達到或接近100%時，其生產(chǎn)效益非常佳。在將變送器安裝、單校、聯(lián)校均無誤后，發(fā)現(xiàn)變送器傳入上位機顯示出的值與現(xiàn)場真空壓力表的讀數(shù)相差很大。

        為解決此問題，我查閱了圖紙并翻閱了相關(guān)資料，同時對所使用的絕對壓力變送器再一次檢查，非常終將問題解決。我將解決問題的思路和過程寫下來與大家共同探討。

二、基本概念
        工程上定義的壓力，是指均勻、垂直地作用在單位面積上的力。壓力的表示方式有三種，即：絕對壓力，表壓力，負壓或真空度。它們之間的關(guān)系如圖1所示。
        絕對壓力是物體所承受的實際壓力，其零點為絕對真空。
        表壓力指高于大氣壓力時的絕對壓力與大氣壓力之差。
        真空度（負壓）是大氣壓力與低于大氣壓力時的絕對壓力之差。

1—絕對壓力 2—表壓力 3—微壓
4—差壓 5—負壓（真空度）

根據(jù)國際單位制規(guī)定，壓力的單位是帕斯卡，簡稱帕（Pa）它表示1N力垂直均勻地作用在1m2面積上所形成的壓力，即1Pa=1N/m2。

三、實際應用
        在諸類儀表中，差壓變送器的應用非常為廣泛、普遍，變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。
        1、絕對壓力就是容器內(nèi)介質(zhì)（液體或氣體）的真實壓力。在容器中介質(zhì)的絕對壓力，可以高于外界的大氣壓力也可以等于或低于外界的大氣壓力。當我們用壓力表測量壓力時，由于儀表處在大氣中受到大氣壓力的作用測出的壓力值比絕對壓力小1個大氣壓力。我們稱這個用儀表測出的壓力為表壓。我們在表盤上看到的壓力表指示值就是表壓值。介質(zhì)的絕對壓力等于表壓值加大氣壓力值。P絕=P表+大氣壓。當介質(zhì)絕對壓力大于或等于大氣壓力時表壓為正值或零。當介質(zhì)絕對壓力小于大氣壓力時儀表測出的表壓為負值此時的表壓稱為負壓或真空。工程上常用負壓（真空)值與大氣壓力值之比值來表示介質(zhì)的負壓狀態(tài)，稱為真空度。

        測量絕對壓力的儀表稱為絕壓表。對于普通的工業(yè)壓力表測量的都是表壓值，也就是絕對壓力與大氣壓的壓差值。當絕對壓力大于大氣壓值時測得的表壓值為正值，稱為正表壓；當絕對壓力小于大氣壓值時測得的表壓值為負值，稱為負表壓，即真空度。

        絕壓的零點是絕對零，也就是消除了當?shù)氐拇髿鈮旱挠绊?，在常壓下，絕壓表顯示當?shù)氐拇髿鈮褐?，?00KPa左右，在抽真空狀態(tài)下，隨真空度的增加，表讀數(shù)減小，為正值（如圖2所示使用絕對壓力表測量塔器真空度）。而表壓表當?shù)氐拇髿鈮簽楸砹泓c，如果測量真空，則儀表示值以負數(shù)表示，（如我們常見的真空表），隨著真空的增加，表顯示負值增加（如圖3所示使用差壓變送器測量塔器真空度）。一般的情況下，為了測量真實的真空度，采用絕壓。 用絕壓表示的真空值為正，用表壓表示的真空值為負。實際應用中，如果給出的是絕壓動作值，要用表壓開關(guān)，直接換成相同負數(shù)即可。若給出的是標準大氣壓下的表壓動作值，換算成當?shù)卮髿鈮旱谋韷褐导纯?。如給出的表壓值是-67，當?shù)卮髿鈮菏?01KPa，則動作值應為-67.67KPa。

2、差壓變送器的工作原理：主要由測壓元件傳感器、模塊電路、顯示表頭、表殼和過程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉(zhuǎn)變成標準的電流電壓信號，以供給指示報警儀、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)。來自雙側(cè)導壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵觥２顗鹤兯推鞯膸追N應用測量方式：
（1）與節(jié)流元件相結(jié)合，利用節(jié)流元件的前后產(chǎn)生的差壓值測量液體流量。
（2）利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差，測量液體的高度。
（3）直接測量不同管道、罐體液體的壓力差值。

        當兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。差壓變送器和絕對壓力變送器的工作原理相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。

四、現(xiàn)場分析
        了解了差壓變送器與絕對壓力變送器的異同，我們開始著手檢查現(xiàn)場故障原因。首先檢查儀表安裝和接線，結(jié)論：完全符合設(shè)計要求與施工標準。然后檢查變送器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定，依據(jù)儀表說明書中的設(shè)定選項逐一核對，發(fā)現(xiàn)儀表量程的設(shè)定是-100～0Kpa，而設(shè)計圖紙中的量程范圍是0～100Kpa。這就是問題所在。施工單位誤將絕對壓力變送器當作普通變送器來設(shè)定量程范圍導致上位機的顯示與實際不符。
        找到問題癥結(jié)所在，馬上解決它?，F(xiàn)場絕對壓力變送器的量程設(shè)定為0～100Kpa，控制系統(tǒng)內(nèi)該儀表的量程設(shè)定為-100～0Kpa，該儀表在上位機顯示的量程設(shè)定為-100%～0取絕對值。
        為什么要這樣設(shè)置呢？看圖4所示，假設(shè)我們現(xiàn)在的壓力在量程的25%的位置，電流值為8mA，現(xiàn)場絕對壓力變送器顯示為25Kpa，控制系統(tǒng)內(nèi)該儀表換算為-75Kpa，該儀表在上位機顯示為75%，這是按照工藝生產(chǎn)要求設(shè)定的，完全抽真空時顯示100%，滿足生產(chǎn)需要。

五、總結(jié)
        經(jīng)過上述典型故障的分析，我們對使用差壓變送器和絕對壓力變送器的區(qū)別已經(jīng)很清楚了。這種故障都是在儀表設(shè)備維護中非常常見的，通過分析可以看到，在對變送器進行內(nèi)部參數(shù)設(shè)置時，要認真分辨變送器的類型再實際操作。