1、 压力变送器压力变送器 气化仪表气化仪表 主要内容: 压力变送器的原理 压力变送器选型 压力变送器安装 压力变送器调试 压力变送器的故障排查 几个概念 压力是工业生产中的重要参数之一,为了保证 生产正常运行,必须对压力进行监测和控制, 但需要说明的是,这里所说的压力,实际上 是物理概念上的压强,即垂直作用在单位面 积上的力。即: 压强=压力/单位面积 在压力测量中,常有绝对压力、表压力、负 压力或真空度之分。(仪表工手册第二版) 绝对压力:指被测介质作用在容器单位面积 上的全部压力,用符号Pi表示。用来测量绝 对压力的仪表称为绝对压力表。它以绝对真 空为零算起的。 大气压力:地面上的空气柱所产
2、生的平均压 力称为大气压力,用符号Pq表示。用来测量 大气压力的仪表叫气压表。 绝对压力与大气压力之差,称为表压力,用 符号Pb表示。即Pb=Pi-Pq。 当绝对压力值小于大气压力值时,表压力为 负值(即负压力),此负压力的绝对值,称 为真空度,用符号Pz表示。用来测量真空度 的仪表称为真空表。既能测量压力值又能测 量真空度的仪表叫压力真空表。 一、压力变送器的原理 压力变送器是工业实践中最为常用的一种传 感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉 及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自 控、航空航天、军工、石化、油井、电力、 船舶、机床、管道等众多行业。 压力的测量原理可分为液柱式、弹性式、电
3、阻式、电容式、电感式和振频式等。压力计 测量压力范围宽广,可以从超真空如133x10- 13Pa直到超高压280MPa。 差压(压力)变送器:一种将过程流体的压力差 值(或压力值)转换成标准电信号的仪表。 它反映的是高压侧压力与低压侧压力之差值 的大小; 实际上,压力变送器也是一种差压变送器, 只是低压侧压力换成了参考压力,根据参考 压力的不同,压力变送器测量类型分为: 1、表压力(含负压力) : 参考压力为当地大气压,一般就简称为 压力变送器; 2、绝对压力 参考压力为真空;在压力值后加”abs” 或”A”表示,如: 80kPa A或80kPa abs,表示绝压80kPa EJA变送器 1、
4、EJA日本横河电机株 式会社的品牌,1995年 09月27日,与重庆川仪 总厂有限公司合资成立 了重庆横河川仪有限公 司 传感器为利用微电子 机械加工技术加工成 的单晶硅谐振式传感 器 SiSi谐谐振传感器结构振传感器结构 2个个Si谐振传感器谐振传感器 Si谐振器谐振器 H型型Si谐振器谐振器 Si片片 Si谐振传感器起振原理谐振传感器起振原理 永久磁铁永久磁铁 激励电路激励电路 电磁力电磁力 频率输出频率输出 磁场磁场 Si谐振传感器谐振传感器 磁场磁场 传感器的工作原理 - 传感器位于变送器颈部 - 压力通过传递介质传送到传感器 传感器由两个“”型谐振梁组成传感器由两个“”型谐振梁组成
5、外部无压力的情况下,两个谐振梁的基振频繁 是90 kHz. 当差压信号施加后当差压信号施加后 边缘传感器被拉伸(频率 ) 中心传感器受压缩(频率 ) 差压与频率差成线性正比关系差压与频率差成线性正比关系 压缩 低低压侧压侧 高高压侧压侧 拉伸 R . . f1 f2 f1 - f2 = 同差同差压压成正比成正比 f1 + f2 = 同静同静压压成正比成正比 +/-0.2% of span 1 MPa R = 同温度成正比同温度成正比 (频频率率) (频频率率) (电电阻阻) EJA-通讯协议通讯协议 EJA-通讯协仪:通讯协仪: 420mA-BRAIN 420mA-HART FF-现场总线现场
6、总线 BT200 通讯器通讯器 F1 F2 F3 F4 BT200 ENTER YOKOGAW A LCD大屏幕显示大屏幕显示 21个字符个字符 8行行 打印机打印输出打印机打印输出 可控制所有可控制所有BRAIN仪表的仪表的 BT200 单线通讯单线通讯 无需配电器无需配电器 安全性高安全性高 密码设置密码设置 电池更换报警电池更换报警 自动关闭电源自动关闭电源 5节常规电池节常规电池 防腐蚀优势防腐蚀优势 谐振器谐振器 基片 基片 压力压力 真空罩真空罩y 磁场磁场 接液膜片 哈氏C C- -276276 充灌液:硅油 中心过压膜片:316L:316L 容室法兰:316:316 膜盒:31
7、6L:316L 高压侧H 底压侧L EJA变送器在安装施工过程中, 如果高压侧H及低压侧L引压管 接反,可通过BT200手操器或 DCS对其进行操作而重新定义 高压侧H及低压侧L,这样,高 压侧H及低压侧L反接的引压管 不必重新连接。 高高/低压侧可互换低压侧可互换 EJA变送器错误信息表 EJA变送器错误信息表 ROSEMOUNT 标准选项 支架 耐瞬变电压保护 认证 证书 直接安装选项 表压(GP)、绝压(AP) 量程 1-5 不锈钢与哈氏合金接液件 硅油与惰性液体灌充 共平面选项 差压(DP)、表压(GP) 量程 1-5 不锈钢与哈氏合金接液件 硅油与惰性液体灌充 静压: 4500psi
8、/310 巴 (选项) 共平面法兰、传统法兰和液位法兰 配管引入装置的位置 外壳选项 铝制外壳 不锈钢外壳 外部零点与量程调整(选项) 在滑动标牌下方 液晶显示器表头(选项) 3051系列变送器工作原理系列变送器工作原理-传感器结构形式传感器结构形式 Capacitance(差分电容式传感器) Piezoresistive(硅压敏电阻式传感器) 3051C系列系列 3051T系列系列 电容式传感器的工作原理电容式传感器的工作原理 感压极板感压极板 钢性绝缘材料钢性绝缘材料 固定电容极板固定电容极板 过程隔离模片过程隔离模片 仪表灌充液仪表灌充液 信号引出线信号引出线 固定电容极板和位于中固定电
9、容极板和位于中 间的感压极板组成两个间的感压极板组成两个 电容室电容室 过程压力通过导压灌充过程压力通过导压灌充 液液/硅油传导至感压极板硅油传导至感压极板 感压极板产生与压力基感压极板产生与压力基 本成正比的位移本成正比的位移 该位移使两电容室的差该位移使两电容室的差 分电容值改变分电容值改变 差分电容由电子电路转差分电容由电子电路转 换为与电容的介电常数换为与电容的介电常数 无关的毫伏信号无关的毫伏信号,进入后进入后 面的放大及信号处理板面的放大及信号处理板 ROSEMOUNT压力变送器 差动电容式:电容公式:C = K/d C:电容值 d:电容极板之间的距离 K:常数 变送器结构 变送器
10、的选型 压力变松器的选型通常根据安装条件、环境 条件、仪表性能、经济性和应用介质等方面 考虑。实际运用中分为直接测量和间接测量; 其用途有过程测量、过程控制和装置联锁。 常见的变送器有普通压力变送器、单法兰变 送器、双法兰变送器、插入式法兰变送器等。 压力变送器单从名词上讲测量的是压力和差 压,但是它们间接测量的参数是有很多的。 如压力变送器,除测量压力外,它还可以测 量设备内的液位,在容器内液位与压力值不 变的情况下它还可以用来测量介质的密度。 还可以利用差压测量流量等。 选型考虑的因素 1. 产品型号 2.量程 3.压力变送器输出信号 :42mA,15V 4.供电电源 :24VDC 5.是
11、否需要HART或其他通讯协议 6.防爆等级和防护等级 7.产品测量精度等级 8.压力接口 9.变送器的工作环境温度和测量介质温度 10. 特殊介质 (1)测量介质具有腐蚀性 (2)测量介质具有较强的渗透能力 (3)测量介质有很大的温差变化量 3051C系列选型手册 变送器的安装 安装注意事项 原则: 保证仪表不出现损坏 保证压力正常传递 保证仪表测量准确 1.防止压力变送器与腐蚀性或过热的介质接 触; 2.防止渣滓在导管内沉积; 3.测量液体压力时,取压口应开在流程管道 的侧面,以避免沉积积渣; 4.测量气体压力时, 取压口应开在流程管道 顶端, 并且压力变送器也应安装在流程管道 上部, 以便
12、积累的液体容易注入流程管道中; 5.导压管应安装在温度波动小的地方; 6.测量蒸汽或其它高温介质时,需接加缓冲 管(盘管)等冷凝器,不应使变送器的工作温度 超过极限; 7.冬季发生冰冻时,安装在室外的变送器必 须采取防冻措施,避免引压口内的液体因结 冰体 积膨胀,导致传感器损失; 8.测量液体压力时,压力变送器的安装位置 应避免液体的冲击(水锤现象),以免压力变送 器 过压损坏; 9.接线时,将电缆穿过防水接头或绕性管并 拧紧密封螺帽,以防雨水等通过电缆渗漏进 变送 器壳体内。 压力变送器常见问题 现场压力变送器故障实例: 现场仪表回路图: DCS操作画面上的温度测点变成白色的常 见原因有哪些
13、? (1)卡件安全栅未送电或有故障 (2)现场未接线或者接线错误 (3)所测温度超量程 在冬季开车时期,工艺人员说有一台差压变送器指示与工艺实 际情况差异较大,要求处理。请详细的描述处理该故障的整体 过程。(应包括:沟通、联锁、防冻、安全、记录等相关内容) 1、与工艺人员详细沟通后,确认仪表位号,确认运行工况。 填写工作票,准备开始工作。 2、对于参与联锁的仪表,在处理前在填写联锁投退单后,再 在DCS和ESD中解除响应的联锁。 3、到现场后检查伴热情况,如果被冻,先检查伴热管线,再 用低压蒸汽对伴热和取压管进行吹扫。检查被冻原因,如果因 为蒸汽伴热压力不够或伴热蒸汽停,要立即联系工艺进行处理 蒸汽伴热。 4、如果不是被冻原因,要检查变送器根部是否能排出液体, 从而判断取压管是否导通。如果不通,则要通过排污或吹扫的 方式处理。 5、排污时有可能排出有毒有害的工艺气体,检查伴热防止烫 伤。 6、处理完,要对所有该表的保温和现场卫生进行处理,并要 求工艺人员加强注意该仪表的显示,并在工作联系单上签字 投用气化炉夹套液位和除氧器液位这类的三阀组时,需要注 意什么,如果操作不当,会有什么影响? 答:首先应该避免负压侧隔离罐中隔离液不能减少,还要减 少差压变送器单向受压的时间。如果隔离液流失,会让测量 值偏大。