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压力变送器检校过程中故障处理的实例分析及故障处理

作时间:2016-07-28  来源:  作者:
   

摘 要:随着工业自动化程度越来越高,压力变送器在生产线智能控制过程中对压力、压差、液位和流量的测量控制应用越来越广泛,但因其安装使用不正确,导致测量的不准确对企业生产工艺、质量控制影响极大,对故障处理分析在检校过程中显得非常重要。

一、压力变送器工作原理

压力变送器按其受压室个数可分为单腔室压力测量(一般压力变送器)和双腔室差压测量(差压力变送器)两种。

1、一般用得较多的单压测量压力变送器工作原理是来自导压管的压力直接作用于单室受压腔内受压膜片(感压单元)上,受压膜片接收外来作用压力后膜片变形,从而改变压膜片的电阻,通过采样电路采集压膜片电阻的变化进行信号放大,由信号处理和转换单元进行A/D转换后,输出线性函数电流、电压或压力信号,它被广泛地应用于各种压力管路的压力测量,测量范围从几kPa的低压测量到几百MPa的高压测量。

2、差压变送器一般用于低微压测量,目前主要用于液位测量和流量测量方面,其工作原理是来自双侧导压管的差压直接作用在变送器双侧隔离膜片上,通过膜片内的密封液传导到测量元件上,测量元件将测量得到的差压力信号转换为与之对应的电信号传递给转换器,经过放大等处理变为标准电信号输出。压力变送器由于它输出的电信号与输入的压力值成一一对应的关系,因此能够方便准确的显示每一个测压点的压力值,或者通过差压两室的压力之差来计算液位高度或流过管路液体或气体流量大小。同时只要受压膜片的测量精度能够达到一定的要求,那么就很容易提高最终测量结果的准确度。

二、差压变送器故障分析实例

        在某个酸化压裂实验室拥有一台裂缝导流能力测试系统的差压变送器初次检定示值超差,经检查差压变送器本身是合格的、其原因是差压变送器最初的安装位置在机柜的底部,而系统的导流室与泄压的导管都在差压变送器的上部。检校人员在现场对该差压变送器高端加压,低端疏空,形成压差进行第一次直接加压检测,发现其示值误差超差。在查找系统不合格的原因时,通过拆除该变送器高低压腔室连接管线,结果发现管线内有试验液流出,后取下检测接头仔细检查,发现该变送器两高低压力腔内均残留有试验液。

        经过分析,该系统的工作原理是在标准实验条件下模拟井下压力,导流室中支撑剂层注入的试验液,通过各种传感器(压力变送器)对每一闭合压力下的裂缝宽度、压差等进行计量,比较裂缝支撑剂对不同压力液的导流能力,对各种支撑剂压裂液进行性能对比,压裂作业的增产效果与支撑裂缝的导流能力密切相关,导流能力取决于裂缝的宽度和裂缝闭合后支撑剂的渗透率。裂缝导流能力测试系统对不同的支撑剂在压裂作业进行优选和质量控制测试,也可对工作液(压裂液)对裂缝导流能力伤害情况作出评价。由于该变送器位置在测压系统的导流室与泄压的导管之下,完成实验后的试验液经导流室再次回流到差压力变送器高低压腔室及管路内,就造成以前实验残留的液体无法从变送器高低腔内顺利排出,此时残留的试验液对差压变送器的两腔仍保留余压,由于差压变送器所测的压力值较小,因此残留在管路中的试验液加在两腔中的余压对最终的压力显示值影响较大,如果按常规检测方法,事先对差压变送器输出显示仪表的压力值进行清零再进行检测,实际上此时的零位是“假零位”,将会极大的影响检测结果的准确度,只有在差压力变送器高低压腔内没有任何余压影响的情况下对差压力变送器输出显示仪表的压力值进行清零再检测,此时才算是实现了真正意义上的零位调整,这时得到的检测结果才是真实有效的,这也是第一次检测不合格的真正原因。

三、故障处理

        通过这次对该测试系统差压力变送器的检测、流程以及差压变送器测压管路系统走向的了解,在此检校人员向压裂实验室和设备生产厂家提出了关于差压变送器安装位置的技改建议,并说明了技改的必要性及原因,建议设备生产厂把以往安装在机柜底部的差压变送器重新安装到导流室测量压差的平面板上,泄压接口朝下,这样既能保证对导流室的压差测量基本处于同一水平面,又避免导流室的实验液在实验结束后回流到差压变送器的高低压腔内显示窗口显示“假零位”导致该裂缝导流能力测试系统在做实验时数据不真实,在检定人员检定裂缝导流能力测试系统时示值不合格。 经过裂缝导流能力测试系统生产厂对测压管路系统的技术改造后和经检校人员用橡胶吸球把差变高低压腔内的液体吸干并进行清理,确保腔内没有液体,然后再对差变信号输出的二次显示仪表进行清零。经检校人员对裂缝导流能力测试系统多次测量检测结果非常稳定、真实一致,从而证明检校人员的分析是非常正确的合理的。

四、结束语

        综上所述,对微压测量的差压力变送器在选取测压接口、安装位置高低方面显得至关重要,它在实际测量中对其测量结果影响极大。当前的计量检测工作,不仅只是完成计量器具的常规检校,更重要的是在计量检测过程中能够更多的了解所涉及设备的工作原理和测量方法,并提出合理化的建议,从而帮助企业在生产和实验过程中得到更加准确的测量数据,以提升其生产工艺质量和水平,这样才能逐步实现将计量测试嵌入到产品研发、制造、质量提升、全过程工艺控制中,实现关键量准确测量与实时校准,并最终完成构建产业计量测试服务体系的任务。

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