變送器是自控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，壓力變送器主要用于工業(yè)過程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制，其在石油、化工、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。壓力變送器的種類繁多，根據(jù)工作原理、用途的不同有不同的分類方式。壓力變送器主要用于壓力的遠(yuǎn)程顯示和控制，其常在高溫、低壓、腐蝕、振動(dòng)等環(huán)境下工作，出現(xiàn)故障的幾率較大，因此對(duì)壓力變送器的影響因素、常見故障等研究是十分有意義的。

 

1 壓力變送器常見類型

壓力變送器就是能夠?qū)�壓力變量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表，壓力變量與輸出信號(hào)間存在一定的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)不同的工作原理可將SC壓力變送器分為以下幾種： 

（1）壓阻式變送器

壓阻式變送器是將壓力作用到膜片的前表面，在壓力作用下膜片會(huì)出現(xiàn)一定的形變，感壓膜片的背面印有厚膜電阻，進(jìn)而形成一個(gè)惠斯通電橋，在壓阻效應(yīng)下，電橋會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，該信號(hào)與激勵(lì)電壓成正比例關(guān)系。 

（2）壓電式變送器

壓電式變送器是利用正壓電效應(yīng)研制出來的，正高壓電效應(yīng)就是將一定的外力作用于電解質(zhì)使其發(fā)生變形，電解質(zhì)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象，并且在其兩個(gè)表面會(huì)產(chǎn)生正負(fù)不同的電荷，外力停止作用時(shí)，電解質(zhì)又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。電荷的極性會(huì)隨著作用力方向的改變而改變。在電解質(zhì)極性方向施加電場(chǎng)，電解質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，撤銷后電解質(zhì)的形變消失，這就是逆壓電效應(yīng)。 

（3）應(yīng)變式變送器

采用特殊的粘合劑將應(yīng)變片粘合在一起進(jìn)而產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變，在機(jī)體受力發(fā)生變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也會(huì)隨之出現(xiàn)一定的形變，進(jìn)而影響到阻值的大小，電阻上的電壓發(fā)生改變。但是此種情況下阻值的變化較小，通常情況下組成應(yīng)變電橋，在儀表放大器的作用下變大，#后傳輸?shù)教幚砭�路顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

（4）電容式變送器

電容式變送器分電動(dòng)和氣動(dòng)兩類，前者的標(biāo)準(zhǔn)化輸入信號(hào)為直流信號(hào)，后者輸出信號(hào)為氣體壓力。待測(cè)介質(zhì)的兩種壓力分別輸入高、低兩壓力室，作用于敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極組成電容器，在兩側(cè)壓力大小不同的情況下，模塊會(huì)產(chǎn)生位移，兩側(cè)電流大小不同，在震蕩和調(diào)節(jié)作用下，形成電流、電壓或者數(shù)字輸出信號(hào)。

 

2 壓力變送器工作原理

        模塊電路、顯示表頭、測(cè)壓元件傳感器、表殼等共同組成了壓力變送器。來自兩側(cè)導(dǎo)壓管的壓力差會(huì)作用在變送器傳感器兩側(cè)的膜片上，測(cè)量元件能夠?qū)⒔邮艿膲毫π盘?hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送至報(bào)警儀、記錄儀和調(diào)節(jié)器，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行二次測(cè)量。

 

3 壓力變送器的常見故障

        壓力變送器在使用過程中難免出現(xiàn)各種各樣的故障，其影響因素眾多，例如壓力變送器內(nèi)隔片與傳感原件間存在灌充液漏，零點(diǎn)和量程偏移、輸出不穩(wěn)定等都會(huì)導(dǎo)致SC壓力變送器精度下降甚至發(fā)生損壞；天氣因素也會(huì)對(duì)變送器造成影響，如雷擊會(huì)損壞變送器膜盒的電路、導(dǎo)致無法通信；潮濕的環(huán)境會(huì)損壞線路；變送器量程選擇不合理會(huì)造成感壓元件不可逆的變形。以下介紹幾種常見的故障類型：

（1）線路故障

        當(dāng)出現(xiàn)線路故障時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示數(shù)值出現(xiàn)異常，將變送器接線盒打開，檢查線路是否存在虛接、短接或者斷接的現(xiàn)象，在采用測(cè)電源、搖絕緣以及量電阻等方法排查故障。 

（2）變頻干擾

        在進(jìn)行布線時(shí)，多種信號(hào)線之間互相干擾，尤其是在動(dòng)力線與信號(hào)線串在同一管道中產(chǎn)生的干擾作用更為嚴(yán)重。此種情況下會(huì)導(dǎo)致變送器不通信甚至致使錯(cuò)誤；可以通過增大儀表電纜與動(dòng)力電纜槽架距離的方式來避免此類錯(cuò)誤操作。 

（3）引壓管故障

        引壓管故障通常有引壓管堵塞、引壓管漏氣、引壓管積液3種故障類型：

         1）引壓堵塞一般是由排放不及時(shí)或者介質(zhì)臟、粘等導(dǎo)致； 

         2）引壓管漏氣是由變送器接電、截止閥等附件較多，增加了泄露點(diǎn)；

         3）引壓管積液通常是由于氣體取壓方式不合理或者引壓管安裝錯(cuò)誤造成，引壓管積液會(huì)影響測(cè)量精度。

 

（4）電信號(hào)傳輸故障

        三暢壓力變送器若使用或維護(hù)不當(dāng)極易導(dǎo)致電信號(hào)的傳輸故障。例如為了節(jié)省空間將變送器放在被測(cè)設(shè)備附近，導(dǎo)致信號(hào)傳輸距離過遠(yuǎn)，信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)干擾或衰減現(xiàn)象，此時(shí)要根據(jù)需要增加電纜線的截面積。

 

4 壓力變送器故障處理

4.1 壓力變送器在安裝調(diào)試過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法

        （1）當(dāng)壓力變送器出現(xiàn)壓力為零的現(xiàn)象時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行處理：shou先檢查管道內(nèi)是否存在壓力。然后查看變送器電源是否接反；把電源極性接正確；測(cè)量變送器的供電電源，是否有24V直流電壓。如果沒有電源，則應(yīng)檢查回路是否斷線、檢測(cè)儀表是否選取錯(cuò)誤（輸入阻抗應(yīng)≤250Ω）；如果是帶表頭的，檢查表頭是否損壞（可以先將表頭的兩根線短路，如果短路后正常，則說明是表頭損壞）；表頭損壞的則需另換表頭；將電流表串入24V電源回路中，檢查電流是否正常；如果正常則說明變送器正常，此時(shí)應(yīng)檢查回路中其他儀表是否正常。電源是否接在變送器電源輸入端；把電源線接在電源接線端子上。 

 

        （2）壓力指示不正確，變送器電源是否正常；參照的壓力值是否一定正確，如果參照壓力表的精度低，則需另換精度較高的壓力表。壓力指示儀表的量程是否與三暢壓力變送器的量程是否一致，壓力指示儀表的量程必須與壓力變送器的量程一致；壓力指示儀表的輸入與相應(yīng)的接線是否正確，壓力指示儀表的輸入是4~20mA的，則變送器輸出信號(hào)可直接接入；如果壓力指示儀表的輸入是1~5V的則必須在壓力指示儀表的輸入端并接一個(gè)精度在1/1000及以上、阻值為250Ω的電阻，然后再接入變送器的輸入。相應(yīng)的設(shè)備外殼是否接地，設(shè)備外殼接地是否與交流電源及其他電源分開走線，與交流電源及其他電源分開走線；壓力傳感器是否損壞，嚴(yán)重的過載有時(shí)會(huì)損壞隔離膜片。需發(fā)回生產(chǎn)廠家進(jìn)行修理。管路內(nèi)是否有沙子、雜質(zhì)等堵塞管道，有雜質(zhì)時(shí)會(huì)使測(cè)量精度受到影響；需清理雜質(zhì)，并在壓力接口前加過濾網(wǎng)。管路的溫度是否過高，壓力傳感器的使用溫度是-25℃~85℃，但實(shí)際使用時(shí)#好在-20℃~70℃以內(nèi)。加緩沖管以散熱，使用前#好在緩沖管內(nèi)先加些冷水，以防過熱蒸汽直接沖擊傳感器，從而損壞傳感器或降低使用壽命。在安裝調(diào)試過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法，若加壓力無反應(yīng)則要檢查取壓管的閥門是否正常，變送器保護(hù)功能跳線開關(guān)是否正常，取壓管是否堵塞，檢查變送器零點(diǎn)和量程，更換傳感膜頭等。

 

4.2 壓力變送器使用過程中常見故障及解決方法

（1）壓力變送器讀數(shù)偏差，壓力變送器出現(xiàn)壓力讀數(shù)明顯偏高或偏低的現(xiàn)象時(shí)，shou先檢查取壓管路是否存在泄漏現(xiàn)象，再檢查取壓管上的閥門，對(duì)傳感器進(jìn)行微調(diào)，若還存在問題，更換新的傳感膜頭。

（2）讀數(shù)不穩(wěn)定，該問題可通過隔離外界干擾源、檢查導(dǎo)壓管是否泄漏、管道是否存在雜物、檢查隔離膜片時(shí)候出現(xiàn)腐蝕或變形、檢查感壓膜頭等方法來排查。

 

5 結(jié)語

目前壓力傳感器的使用十分廣泛，無論是國產(chǎn)變送器還是進(jìn)口變送器，在使用過程中由于工作環(huán)境、人為操作不當(dāng)或者自身原因都會(huì)出現(xiàn)各種故障，因此不僅要按照說明書的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行操作，還要掌握正確的故障判斷、養(yǎng)護(hù)和維修知識(shí)，這樣才能保證壓力傳感器的使用壽命和測(cè)量精度。