絕對(duì)壓力變送器在實(shí)際應(yīng)用中的故障處理

下文根據(jù)絕對(duì)壓力變送器在實(shí)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(cè)介質(zhì)相接觸的現(xiàn)場(chǎng)儀表，常常在高溫、低溫、腐蝕、振動(dòng)、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(cè)量及現(xiàn)場(chǎng)控制中應(yīng)用非常廣泛。

        2004年，我廠因擴(kuò)建將原有減壓塔拆除更換新塔。更換后，按設(shè)計(jì)要求，塔頂壓力測(cè)量?jī)x表使用的是絕對(duì)壓力變送器，設(shè)計(jì)量程為0～100KPa。此測(cè)量值反應(yīng)的是塔內(nèi)真空度。按照工藝生產(chǎn)要求，真空度在上位機(jī)的顯示達(dá)到或接近100%時(shí)，其生產(chǎn)效益非常佳。在將變送器安裝、單校、聯(lián)校均無(wú)誤后，發(fā)現(xiàn)變送器傳入上位機(jī)顯示出的值與現(xiàn)場(chǎng)真空壓力表的讀數(shù)相差很大。

        為解決此問(wèn)題，我查閱了圖紙并翻閱了相關(guān)資料，同時(shí)對(duì)所使用的絕對(duì)壓力變送器再一次檢查，非常終將問(wèn)題解決。我將解決問(wèn)題的思路和過(guò)程寫(xiě)下來(lái)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(duì)壓力，表壓力，負(fù)壓或真空度。它們之間的關(guān)系如圖1所示。
        絕對(duì)壓力是物體所承受的實(shí)際壓力，其零點(diǎn)為絕對(duì)真空。
        表壓力指高于大氣壓力時(shí)的絕對(duì)壓力與大氣壓力之差。
        真空度（負(fù)壓）是大氣壓力與低于大氣壓力時(shí)的絕對(duì)壓力之差。

1—絕對(duì)壓力 2—表壓力 3—微壓
4—差壓 5—負(fù)壓（真空度）

根據(jù)國(guó)際單位制規(guī)定，壓力的單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱(chēng)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(shí)際應(yīng)用
        在諸類(lèi)儀表中，差壓變送器的應(yīng)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(lái)測(cè)量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。
        1、絕對(duì)壓力就是容器內(nèi)介質(zhì)（液體或氣體）的真實(shí)壓力。在容器中介質(zhì)的絕對(duì)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(dāng)我們用壓力表測(cè)量壓力時(shí)，由于儀表處在大氣中受到大氣壓力的作用測(cè)出的壓力值比絕對(duì)壓力小1個(gè)大氣壓力。我們稱(chēng)這個(gè)用儀表測(cè)出的壓力為表壓。我們?cè)诒肀P(pán)上看到的壓力表指示值就是表壓值。介質(zhì)的絕對(duì)壓力等于表壓值加大氣壓力值。P絕=P表+大氣壓。當(dāng)介質(zhì)絕對(duì)壓力大于或等于大氣壓力時(shí)表壓為正值或零。當(dāng)介質(zhì)絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí)儀表測(cè)出的表壓為負(fù)值此時(shí)的表壓稱(chēng)為負(fù)壓或真空。工程上常用負(fù)壓（真空)值與大氣壓力值之比值來(lái)表示介質(zhì)的負(fù)壓狀態(tài)，稱(chēng)為真空度。

        測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱(chēng)為絕壓表。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值，也就是絕對(duì)壓力與大氣壓的壓差值。當(dāng)絕對(duì)壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值，稱(chēng)為正表壓；當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值，稱(chēng)為負(fù)表壓，即真空度。

        絕壓的零點(diǎn)是絕對(duì)零，也就是消除了當(dāng)?shù)氐拇髿鈮旱挠绊?，在常壓下，絕壓表顯示當(dāng)?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(duì)壓力表測(cè)量塔器真空度）。而表壓表當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簽楸砹泓c(diǎn)，如果測(cè)量真空，則儀表示值以負(fù)數(shù)表示，（如我們常見(jiàn)的真空表），隨著真空的增加，表顯示負(fù)值增加（如圖3所示使用差壓變送器測(cè)量塔器真空度）。一般的情況下，為了測(cè)量真實(shí)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(fù)。實(shí)際應(yīng)用中，如果給出的是絕壓動(dòng)作值，要用表壓開(kāi)關(guān)，直接換成相同負(fù)數(shù)即可。若給出的是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的表壓動(dòng)作值，換算成當(dāng)?shù)卮髿鈮旱谋韷褐导纯?。如給出的表壓值是-67，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?01KPa，則動(dòng)作值應(yīng)為-67.67KPa。

2、差壓變送器的工作原理：主要由測(cè)壓元件傳感器、模塊電路、顯示表頭、表殼和過(guò)程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號(hào)，以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。來(lái)自雙側(cè)導(dǎo)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(guò)膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測(cè)量元件上，測(cè)量元件將測(cè)得的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。差壓變送器的幾種應(yīng)用測(cè)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(cè)量液體流量。
（2）利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差，測(cè)量液體的高度。
（3）直接測(cè)量不同管道、罐體液體的壓力差值。

        當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)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(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。差壓變送器和絕對(duì)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(chǎng)分析
        了解了差壓變送器與絕對(duì)壓力變送器的異同，我們開(kāi)始著手檢查現(xiàn)場(chǎng)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(jì)要求與施工標(biāo)準(zhǔn)。然后檢查變送器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定，依據(jù)儀表說(shuō)明書(shū)中的設(shè)定選項(xiàng)逐一核對(duì)，發(fā)現(xiàn)儀表量程的設(shè)定是-100～0Kpa，而設(shè)計(jì)圖紙中的量程范圍是0～100Kpa。這就是問(wèn)題所在。施工單位誤將絕對(duì)壓力變送器當(dāng)作普通變送器來(lái)設(shè)定量程范圍導(dǎo)致上位機(jī)的顯示與實(shí)際不符。
        找到問(wèn)題癥結(jié)所在，馬上解決它。現(xiàn)場(chǎng)絕對(duì)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(jī)顯示的量程設(shè)定為-100%～0取絕對(duì)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(chǎng)絕對(duì)壓力變送器顯示為25Kpa，控制系統(tǒng)內(nèi)該儀表?yè)Q算為-75Kpa，該儀表在上位機(jī)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(shí)顯示100%，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

五、總結(jié)
        經(jīng)過(guò)上述典型故障的分析，我們對(duì)使用差壓變送器和絕對(duì)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(hù)中非常常見(jiàn)的，通過(guò)分析可以看到，在對(duì)變送器進(jìn)行內(nèi)部參數(shù)設(shè)置時(shí)，要認(rèn)真分辨變送器的類(lèi)型再實(shí)際操作。