淺析壓力變送器檢定及使用中的問題和解決方法

摘要：目前通常采用HART技術(shù)來檢查變送器的量程，零點(diǎn)和量程的調(diào)試也依賴該技術(shù)。這項技術(shù)的應(yīng)用不能輸入壓力源。所以，這種技術(shù)不能稱為校準(zhǔn)或驗證技術(shù)，只是簡單地設(shè)定范圍。之所以會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是因為兩輛車都是用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備調(diào)試的，沒有考慮輸入輸出調(diào)整的影響。電源發(fā)生變化時，溫度變化和濕度變化會嚴(yán)重影響變送器的輸出。因此，必須驗證壓力變送器。本文介紹了壓力變送器的檢定過程及檢定前注意事項，闡述了在使用中存在的問題，并提出了相應(yīng)問題的解決辦法。
1壓力變送器相關(guān)概念
　　壓力變送器將壓力信號轉(zhuǎn)換成可直接傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)信號。壓力信號與輸出信號呈線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)信號傳輸?shù)闹荡韷毫?。壓力變送器大致可分為電動變送器和氣動變送器。兩個壓力變送器的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號不同。壓力變送器由壓力傳感單元、轉(zhuǎn)換單元和信號處理模塊三部分組成。有的壓力變送器具有讀數(shù)顯示單元，有的壓力變送器具有現(xiàn)場總線功能，可根據(jù)現(xiàn)場需要增加現(xiàn)場總線功能，完成項目。根據(jù)工作原理，壓力變送器大致可分為電容式壓力變送器、應(yīng)變式、諧振式、轉(zhuǎn)矩平衡式、壓阻式。變送器的測量部分在承受上部測量壓力時不應(yīng)泄漏或損壞。在計量過程中，必須明確示值誤差狀況，壓力變送器的示值誤差按精度等級劃分，如表1。
 
　　靜壓影響狀況如表2。
 
　　其試驗電壓狀況如表3。
 
2檢定過程
　　壓力變送器檢定線及設(shè)備的檢定過程:一是對儀器進(jìn)行測試并調(diào)零。找到零點(diǎn)，如果零點(diǎn)設(shè)置不正確，所有測量都會產(chǎn)生誤差，降低測量精度。零位設(shè)定方法是將兩個氣罐填入大氣中，檢查電流表的讀數(shù)。如果電流表顯示一個4mA的值，零點(diǎn)位置是正確的。如果電流表顯示的不是4mA，則需要通過調(diào)零整定裝置將其調(diào)到4mA。二是調(diào)整范圍。標(biāo)準(zhǔn)壓力源用來緩慢地給安培計加壓。增壓過快可能會造成電流表的讀數(shù)不穩(wěn)定和誤差，從而使壓力慢慢增壓到最大值。此時，電流表的讀數(shù)應(yīng)該是20mA。如果電流表的讀數(shù)不是20mA，則應(yīng)將量程調(diào)整到20mA，然后進(jìn)行第一步調(diào)零，再調(diào)整量程，直到滿足要求為止。最后，使范圍相等。如果將相應(yīng)的壓力灌裝到相應(yīng)的倉庫，就會得到相應(yīng)的輸出量。經(jīng)過多次測試，可以得到基本誤差和它們之間的變化。如果兩者之間的誤差較大，則需要再次調(diào)整，直到滿足技術(shù)要求為止。我國在智能傳輸量程的測試中多采用HART技術(shù)，零點(diǎn)和量程的調(diào)試也依賴該技術(shù)。這種技術(shù)不允許輸入壓力源。因此，這項技術(shù)不能稱為校準(zhǔn)或驗證，只能簡單地稱為設(shè)定范圍。造成這一現(xiàn)象的原因是兩輛車都使用了標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行調(diào)試，沒有考慮輸入輸出調(diào)節(jié)的影響。當(dāng)電源變化時，溫度和濕度的變化會影響發(fā)射機(jī)的輸出。因此，必須對壓力變送器進(jìn)行檢定，改變原來那種一表一檢定的方法，變更為一線一檢定的方案才是最合理的。
3鑒定前的準(zhǔn)備
　　壓力互感器檢定前，應(yīng)使壓力變送器及檢測設(shè)備保持溫度，使儀表達(dá)到熱平衡狀態(tài)，時間一般不少于2小時。在起爆管和信號線上通電預(yù)熱，壓力傳感器的采集平面應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)平面在同一平面上，并合理調(diào)整高差。緩慢按壓壓力轉(zhuǎn)換器的壓力室，直至達(dá)到最大測量范圍，然后關(guān)閉壓力源，密封至少15分鐘。在這段時間內(nèi)，壓力室的壓力不會降低，以確保沒有泄漏發(fā)生。
4壓力變送器在使用過程中存在問題的解決措施
4.1壓力變送器引壓管堵塞造成的測量誤差
　　壓力變送器塞的產(chǎn)生主要是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。如果壓力變送器插塞，變送器的輸出值會變慢，甚至沒有輸出。經(jīng)過長時間的研究,發(fā)現(xiàn)這一問題的原因在于壓力轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)、檢測到顆粒或灰塵長時間積累，粒子不斷增長、凝固，導(dǎo)致壓力管的插入，因此，壓力變送器不能正常使用。解決問題的方法是拆除壓力管，清除壓力管中的顆粒物，恢復(fù)壓力管的平穩(wěn)流動。
4.2壓力變送器引壓管高低壓錯接
　　壓力變送器的反向連接可以通過流量測量系統(tǒng)、差壓變送器和初級元件的孔板來演示。當(dāng)壓力變送器投入使用時，差壓變送器上的讀數(shù)會浮在零點(diǎn)，不會有較大的上升，甚至下降。通過觀察在使用中的節(jié)流孔板和流量測量系統(tǒng)的輸出值，可以看出輸出值在零以下，這是由于壓力變送器高壓管道關(guān)閉或部分部位漏氣造成的。壓力變送器高壓管道與低壓管道處于反向位置。發(fā)射機(jī)壞了。通過檢查發(fā)射機(jī)，如果沒有問題，輸出量隨著輸入量的變化而改變，并且引壓管亦沒有堵塞現(xiàn)象，那么，該問題就是高壓引壓管和低壓引壓管的位置接錯了。解決方案，通過改變孔板位置即可。對于智能壓力變送器我們可以改變檢測部件和傳輸部件的位置，將他們的位置改變。
4.3壓力變送器的線性問題
　　一個壓力變送器對某個東西進(jìn)行檢定時，當(dāng)零點(diǎn)和一個最大范圍的負(fù)值很差，而中間的很差，此時，通過反復(fù)零點(diǎn)和加減范圍也沒有辦法改變這種現(xiàn)象，就不能在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)做出誤差，壓力變送器就不符合要求。通過改變量程和調(diào)零，壓力傳感器可以滿足技術(shù)要求。但是，問題發(fā)生在幅度的中間，有嚴(yán)重的正偏差，這是不可能通過改變幅度和歸零來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)實(shí)生活中，如果智能壓力互感器出現(xiàn)這樣的問題，可能是由于儀表中敏感元件損壞，造成壓力互感器輸出不穩(wěn)定，難以進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種情況下，儀器損壞的部分需要更換。有時可以對A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行補(bǔ)償，但補(bǔ)償量不能太大，以防止過校正。
4.4壓差變送器開機(jī)時沒有任何反應(yīng)
　　這個問題造成的現(xiàn)象是差壓變送器開機(jī)時，儀表內(nèi)沒有顯示。一段時間后，流量計慢慢地有了數(shù)值。造成這個問題的原因是在開機(jī)時，由于正常運(yùn)行過程不正常，隔離液中的冷凝水被沖洗掉，導(dǎo)致高壓蒸汽進(jìn)入發(fā)射機(jī)，嚴(yán)重影響發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行。在正常情況下，為了能有效地防止發(fā)射機(jī)膜盒損壞，膜盒內(nèi)會裝入隔離液，由隔離液保護(hù)。蒸汽系統(tǒng)的隔離液是冷凝水。當(dāng)壓差變送器的三閥組平衡閥打開時，高壓側(cè)比閥和低壓側(cè)的比閥應(yīng)打開,所以會導(dǎo)致帶來壓力，在蒸汽管壓差的作用下,使高溫蒸汽進(jìn)入風(fēng)箱內(nèi)的發(fā)射機(jī),但如果發(fā)射機(jī)內(nèi)部溫度過高，將導(dǎo)致較大的測量誤差,甚至因為高溫?fù)p壞儀器。解決這一現(xiàn)象的辦法是按照正確的操作流程打開壓力轉(zhuǎn)換器。如果發(fā)射機(jī)膠囊沒有被高溫?fù)p壞，等待一段時間后，壓力管中的冷凝水可以再生，讀數(shù)可以正常顯示。
5結(jié)語
　　本文研究中，壓力轉(zhuǎn)換器驗證的重要性已經(jīng)詳細(xì)描述,驗證前的注意事項也得到解釋，包括壓力轉(zhuǎn)換器使用存在的問題，并提出相應(yīng)的解決方案。
未來，希望各個研究領(lǐng)域重視對壓力轉(zhuǎn)換器的驗證，以及對整個裝置的有效測試，包括裝置性能和接線，確保儀器在良好的狀態(tài)下使用，防止儀器損壞。