差压变送器的故障分析及诊断
来源：江苏腾泰仪表科技有限公司
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发布日期：2021-01-05
差压变送器工作原理和结构，建立差压变送器故障数学模型，分析膜片故障对控制回路的影响，结合实际生产经验，总结3种不同故障情况下的处理方法。通过理论与实际的结合，能更好地处理故障，减少差压变送器故障所带来的经济损失。
引言
差压控制系统是化工生产中常用的自动化控制系统的重要组成部分，在智能化生产中将有更**的应用，如果差压控制系统发生故障，会导致测量不准确、对生产工艺和质量造成重大的影响，差压控制系统的故障分析和处理显得尤为重要。差压控制系统的故障根据发生的部分可分为调节阀故障、控制器故障、变送器故障等，其中常见的是变送器故障。变送器影响整个控制系统的性能，如果发生故障，会极大的影响生产安全。目前电容式差压变送器由于其结构简单，精度高、易于维护而得到了**的应用。电容式差压变送器通过将检测的液位、压力等数据转换为电流信号，测量的关键点是可动的膜片测量元件，膜片发生的故障较为常见。
1差压变送器原理
差压变送器可分为单腔式和双腔室差压测量，单压测量变送器的膜片受到压力后，膜片的形变导致膜片的电阻产生变化，电阻的变倾过放大单元和转换单元进行输出’输出的信号与压力值可以成相应的对应关系。如果膜片发生故障引起变送器发生故障，整个反馈的回路就会出现信息传送错误，导致差压控制系统瘫痪。差压变送器结构见图1。
2差压变送器故障模型
当差压变送器膜片发生故障时，电容受到影响，建立膜片与变送器输出之间的关系，得到膜片与电容之间的变化关系。差压变送器膜片与极板之间的电容示意图如图2所示。差压变送器的电流与差压成正比，与膜片的弹性模量成反比，差压变送器通常会出现故障的情况是在变送器工作时间较长时，差压不变而电流随着弹性模量的增加而减小，或者膜片的弹性膜片增加，而膜片输出电流为0。
3膜片故障对控制回路的影响
当变送器工作时间较长，膜片的弹性模量会发生变化，弹性模量的增加，故障程度系数越小，膜片的故障情况越严重，故障程度系数越大利用Ｍａｔｌａｂ平台建立了控制回路系统的仿真平台，变送器在正常工作时，输出电流与跟踪信号是呈线性关系，输出过程呈稳定平衡状态，如果故障程度系数发生变化，变送器输出会随着电流的增加而增加，而经过一定时间后，变送器的输出逐渐减小，后变为0，而过程对象的值一直增加到大值。
4故障处理
4.1差压变送器显示压力值偏高故障
在生产过程中工艺操作人员发现集中控制系统中的压力显示值比现场显示偏高，仪表维护人员到现场检查，发现差压变送器液晶显示值与压力表显示值一致，现场测试ＤＣＳ的显示值，发现该显示值也为正常值，通过检测仪器检测发现变送器输送的电流值与实际输出的电流较低，判断故障发生点为电路板故障。在更换电路板后，集中控制系统的显示值与现场的显示值一致。
4.2压力值偏低故障
集中控制系统操作人员发现压力变送器显示值偏低，到现场发现压力变送器显示与集中控制系统的显示值一致，故障点可能是现场仪表出现问题，出现上面的情况的原因有引压管线里含有液体，或者是变送器的刻度零点发生偏移。在现场对引压线进行排液，发现有少量液体排出，液体排出后，现场与集中控制系统显示基本一致。
4.3无压力值显示故障
集中控制系统操作人员发现某压力值无显示，仪表人员检查压力控制回路传输的信号值较低，测量回路出现故障，现场检査集中控制系统的接线端，发现端子排一个保险端子灯报警显示，更换保险后，压力显示正常。对现场接线进行接地测量，发现负端接线存在接地现象，检査分支电缆线路，发现接线箱接口线路存在裂口，对线路进行更换处理，压力值能稳定显示。
5结语
对差压变送器的工作原理和结构进行了简述，建立了差压变送器故障数学模型，并对膜片故障对控制回路的影响进行分析，结合实际生产经验，总结介绍了3种不同故障情况下的处理方法，通过对理论与实际的结合，才能更好的对故障进行处理。并在生产工作中要加强对差压变送器的运行倩况进行记录，根据故障发生的不同情况进行排查处理，建立差压变送器的维护工作机制，规范操作人员的工作流程，合理的布置检修维护方案，加强生产现场的巡检，减少差压变送器故障所带来的经济损失。
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