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                      差壓變送器工作原理及故障分析

                      文章出處:華仁儀表 發表時間:2020-01-17 11:51

                       

                       

                      由于差壓變送器采用了 24V DC 集中供電,4~20mA DC 電流輸出,因此,差壓變送器實現了二線制,方便了安裝,節省了原料。差壓變送器根據不同場合安全方面的需要,有一般型、隔爆型、安全火花型三種??紤]到耐壓及腐蝕方面的要求,測量元件采用了波紋保護的雙膜片式膜盒結構,材質選用耐腐蝕的不銹鋼材料制成。
                       


                       1、差壓變送器的結構及工作原理


                      1.1 差壓變送器的結構差壓變送器的結構由量和轉換兩大部分組成。

                      1.1.1 測量部分
                      測量部分包括正、負壓室和測量元件(膜盒)。它的作用是將被測差壓信號轉換成與相應的作用力,并作用在主杠桿的下端。
                      膜盒采用波紋保護的雙膜片式。雙膜片結構可減小溫度的影響,因為環境溫度變化時,每個膜片的有效面積和剛度都變化,但匹配成對的膜片變化大小相同,方向相反,故可相互補償,減小了溫度漂移。膜盒內充滿硅油,硅油熱膨脹系數小,凝固點低,不可壓縮,可保證膜盒的溫度性能和耐壓性能,使膜盒受壓均勻,同時又能起到阻尼作用,保證整機的穩定性。當膜盒單向受到超過額定的壓力時,膜片與機座接觸,兩者波紋完全吻合,起到過載保護作用。

                      1.1.2 轉換部分
                      杠桿系統:杠桿系統包括主杠桿、副杠桿、調零裝置、零點遷移裝置、靜壓調整裝置、過載保護裝置等。調零裝置:由于制造和安裝方向的原因,杠桿系統的平衡狀態除受到作用力的影響外,還有一些其它的附加力的影響,因此在副杠桿下端安裝調零彈簧,利用調零彈簧的作用力,使變送器有真正的零點。零點遷移裝置:在實際測量中, 為了正確地選擇變送器的量程范圍,提高儀表精度,常常采用零點遷移。實現零點遷移的辦法就是在主杠桿上端加一個遷移彈簧,利用遷移彈簧的作用力,使變送器的輸出改變,達到零點遷移的目的。靜壓調整裝置:由于膜盒兩個膜片有效面積不等,主杠桿與軸封膜片安裝不同心,拉條受力不均,裝配不當等原因,在靜壓作用下產生了靜壓誤差。過載保護裝置:當測量力 F1 增加時,反向力也增加,兩力大到一定程度時, 過載保護片將彎曲變形而脫離主杠桿,F1 再增大時, 只加大彈簧片的變形,而矢量機構所承受的力不會再增加,從而起到過載保護作用。

                      1.1.3 矢量機構
                      矢量機構它由矢量板和推板組成。主主杠桿上端的推力作用在推板上, 矢量機構將該力分解為 F2、F3,F2 在副杠桿上產生一個向上的推力。


                      1.2 變壓變送器的工作原理

                      變壓變送器是基于力矩平衡原理工作的。當被測壓差信號加到測量元件(膜盒)的兩側時,膜盒將其轉換為與差壓信號相應的作用力。此作用力作用于主杠桿的下端,使主杠桿以軸封膜片為支點偏轉,并以力沿水平方向推動矢量機構。矢量機構將推動力 F1 分解成 F2 和 F3。使矢量機構的推板向上移動,并通過十字支承帶動副杠桿, 以支點逆時針轉動,使固定在副杠桿上的差動變壓器的檢測片靠近差動變壓器,使兩者的間隙發生變化,再通過放大器放大的直流信號輸出。

                      當輸出電流經反饋線圈時產生電磁反饋力,這個電磁反饋力使副杠桿以支點順時針轉動。當反饋力所產生的反饋力矩與測量部分產生的輸入力矩平衡時,整個機構處于穩定狀態。

                       

                       

                      2、差壓變送器的調校及故障處理

                      2.1差壓變送器的調校
                      先接好線路和管路。通電 30 分鐘后,觀察整機工作是否正常,有無摩擦、卡住等現象。一般在變送器送電的瞬間,差壓變送器的輸出先跑最大,然后才慢慢地回到零。說明差壓變送器基本無問題,可以進行校驗。

                      2.2差壓變送器的故障及處理

                      2.2.1通電后差壓變送器無輸出
                      檢查方法:短路 E、F 兩點,應無輸出,說明外部線路斷;電源未接通;反饋線圈斷路。如果此差壓變送器的輸出反向,則電源接反。如罘短路 E、F 兩點時有輸出,說明表內低頻振蕩器、功率放大器、整流濾波電路有題。測 R4 電阻兩端電壓 VR4,當 VR4=0.74~1.76V DC 時,說明低頻振蕩器及整流濾波路正常,可確定故障發生在功率放大級。如果 R4 兩端電壓 VR4 = 0, 說明低頻振蕩器和整流濾波電路有問題。
                      可檢查 BG1 是否斷,D4 是否短路,C4、C5 是否短路等。

                      2.2.2通電后差壓變送器輸出最大,用手推平衡錘也降不下來檢查方法:
                      測 E、F 兩端電壓 VEF=13V DC,說明不是由于 E、F 短路造成的。測電阻兩端電壓,說明振蕩器、整流濾波電路無問題,故生在功率放
                      大器的 BG2、BG3 三極管短路。

                      2.2.3通電后差壓變送器的輸出停留在 2mA 左右,用手推平衡錘也上不去
                      檢查方法:短路 BG2 的 e、c 極,差壓變送器的輸出應最大,說明問題發生在低頻振蕩器??蓹z查:感應片位置太高,差動變壓器沒有進入工作區。差壓變送器的副邊 C、D 斷線、低頻振,蕩器不工作。電容 C2 短路,使 BG1 的偏置電路不正常。BG1 三極管壞了。差壓變送器原邊或副邊的接線接錯,不能構成正反饋。

                      2.2.4輸入信號增加,差壓變送器的輸出下降主要原因是反饋線圈和差動變壓器副邊繞組 LCD同時接反。

                      2.2.5差壓變送器輸出二位式跳動,調零位時,不能使輸出值固定在某一位置
                      檢查方法:檢查反饋線圈是否短路,造成整機無負反饋。檢查反饋線圈是否接反,成為正反饋。反饋線圈與磁鋼間摩擦大或有卡住等現象。調零螺釘和調零彈簧之間有摩擦,以及調零彈簧壓的太緊或太松。

                      2.2.6 線性不好
                      原因有:放大器放大倍數太低。機械方面摩擦大,有卡、碰、松等現象。膜盒線性不好。零點遷移裝置安裝不合理,遷移彈簧拉的太緊。過載保護彈黌片在量程上限有脫開現象。矢量機構的推板初始位置不當。

                      2.2.7 變差大
                      原因有:機械方面有螺絲松動現象。反饋線圈與磁鋼間有摩擦。
                      彈性元件本身的變差大。

                      2.2.8 靜壓誤差大
                      原因有:主要是裝配原因,如主杠桿與軸封膜片不垂直,拉條裝配不好,與主杠桿不在一個平面膜盒兩個膜片有效面積不等。

                      2.2.9 差壓變送器輸出產生振蕩
                      原因有: 低檔時端子板中的 1- 3 端子沒短接。高檔時端子板中 7- 10 端子沒短接。放大器放大倍數過大。由于差壓變送器采用了較為先進的固定支點矢量機構調整量程,使副杠桿的支點可以固定,就有條件采用平衡重錘,用以提高儀表的耐沖擊、耐振動的性能,提高了儀表的可靠性和穩定性,使儀表的安裝角度不限,垂直、傾斜、水平安裝均能保證精度。

                       

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