1、 壓力變送器的原理及常見故障授課人：李晶壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型2一一二三三壓力變送器在輸油生產中的應用壓力變送器在輸油生產中的應用壓力變送器常見故障與判斷壓力變送器常見故障與判斷目錄/Contents3一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型4 1 1、壓力變送、壓力變送器和壓力表的最大區(qū)別是：可以將器和壓力表的最大區(qū)別是：可以將壓力轉換成氣壓力轉換成氣動信號或電動信號進行控制和遠傳的設備動信號或電動信號進行控制和遠傳的設備。 2 2、它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參、它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉變成標準

2、的電信號（如數(shù)轉變成標準的電信號（如420mADC420mADC等），以供給指示報警儀、等），以供給指示報警儀、記錄儀、調節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調節(jié)。記錄儀、調節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調節(jié)。 一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型（一）壓力變送器的測量原理53 3、工作原理：壓力變送器的被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓工作原理：壓力變送器的被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在或真空，作用在元元( (即敏感元件即敏感元件) )的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測的兩側隔離膜片上，

3、通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。壓力變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側壓力量膜片兩側。壓力變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環(huán)節(jié)，轉換成與壓力成正比的信號。蕩和解調環(huán)節(jié)，轉換成與壓力成正比的信號。（一）壓力變送器的測量原理一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型6 壓力變送器最常用的類型按照壓力敏感元件可分為陶瓷、擴散硅、單晶硅、藍寶石

4、、濺射壓力變送器最常用的類型按照壓力敏感元件可分為陶瓷、擴散硅、單晶硅、藍寶石、濺射薄膜等。薄膜等。 1 1、 陶瓷壓力變送器一般用于空壓機壓力測量，使用陶瓷較多。其精度好，耐沖擊，耐腐蝕，陶瓷壓力變送器一般用于空壓機壓力測量，使用陶瓷較多。其精度好，耐沖擊，耐腐蝕，可以用在響應的領域，但受溫度影響比較大。可以用在響應的領域，但受溫度影響比較大。 2 2、擴散硅壓力變送器一般用在高精度測量領域，在常溫狀況下，擴散硅的敏感系數(shù)是陶瓷的、擴散硅壓力變送器一般用在高精度測量領域，在常溫狀況下，擴散硅的敏感系數(shù)是陶瓷的5 5倍。羅斯蒙特變送器下的這個系列產品精度很高，但相對應地溫漂也很大，所以一般都要

5、進倍。羅斯蒙特變送器下的這個系列產品精度很高，但相對應地溫漂也很大，所以一般都要進行溫度補償。而且即使溫度補償了過后，還是不能測量超過行溫度補償。而且即使溫度補償了過后，還是不能測量超過125125以上的壓力。以上的壓力。 3 3、單晶硅壓力變送器是工業(yè)實踐中精度最高的傳感器，是擴散硅的升級版，當然價格也相、單晶硅壓力變送器是工業(yè)實踐中精度最高的傳感器，是擴散硅的升級版，當然價格也相對昂貴。羅斯蒙特變送器下的單晶硅壓力變送器是壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應而對昂貴。羅斯蒙特變送器下的單晶硅壓力變送器是壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應而構成，采用單晶硅片為彈性元件，當壓力發(fā)生變化時，單

6、晶硅產生應變，使直接擴散在上面的構成，采用單晶硅片為彈性元件，當壓力發(fā)生變化時，單晶硅產生應變，使直接擴散在上面的應變電阻產生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應的電壓輸出信號。應變電阻產生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應的電壓輸出信號。 （二）壓力變送器的分類一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型7 4 4、藍寶石壓力變送器利用應變電阻式工作原理，采用高精度硅、藍寶石壓力變送器利用應變電阻式工作原理，采用高精度硅藍寶石敏感組件，通過藍寶石敏感組件，通過專用的放大電路，將壓力信號轉換成標準電信號。羅斯蒙特變送器下的藍寶石壓力變送器具備專用的放大電路，將壓力

7、信號轉換成標準電信號。羅斯蒙特變送器下的藍寶石壓力變送器具備如下特點：對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射如下特點：對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性極強；無特性極強；無p-np-n漂移；可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤漂移；可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、總體性價比高。差極小、總體性價比高。 5 5、濺射薄膜壓力變送器一般被應用在壓力頻繁沖擊的場合，如液壓設備等場合。濺射薄膜壓、濺射薄膜壓力變送器一般被應用在壓力頻繁沖擊的場合，如液壓設備等場合。濺射薄

8、膜壓力變送器不存在任何膠粘劑，比粘貼式應變片傳感器顯示出高的長期穩(wěn)定性與可靠性。羅斯蒙力變送器不存在任何膠粘劑，比粘貼式應變片傳感器顯示出高的長期穩(wěn)定性與可靠性。羅斯蒙特變送器下的這類變送器受溫度影響小，溫度性能遠遠優(yōu)于擴散硅式壓力傳感器，在溫度變化特變送器下的這類變送器受溫度影響小，溫度性能遠遠優(yōu)于擴散硅式壓力傳感器，在溫度變化100100時，零點漂移僅為時，零點漂移僅為0.5%0.5%。 （二）壓力變送器的分類一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型8它的主要優(yōu)點它的主要優(yōu)點 1 1、壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定等特點；、壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定等特點； 2 2

9、、專用、專用V/IV/I集成電路，外圍集成電路，外圍器件少，可靠性高，維護簡單、輕松，體積小、重量輕，安裝調試極為方便；器件少，可靠性高，維護簡單、輕松，體積小、重量輕，安裝調試極為方便； 3 3、鋁合金壓鑄、鋁合金壓鑄外殼，三端隔離，靜電噴塑保護層，堅固耐用；外殼，三端隔離，靜電噴塑保護層，堅固耐用； 4 4、4-20mA DC4-20mA DC二線制信號傳送，抗干擾能力二線制信號傳送，抗干擾能力強，傳輸距離遠；強，傳輸距離遠； 5 5、LEDLED、LCDLCD、指針三種指示表頭，現(xiàn)場讀數(shù)十分方便。可用于測量粘稠、指針三種指示表頭，現(xiàn)場讀數(shù)十分方便。可用于測量粘稠、結晶和腐蝕性介質；結晶和

10、腐蝕性介質； 6 6、高準確度，高穩(wěn)定性。除進口原裝傳感器已用激光修正外，對整機在、高準確度，高穩(wěn)定性。除進口原裝傳感器已用激光修正外，對整機在使用溫度范圍內的綜合性溫度漂移、非線性進行精細補償。使用溫度范圍內的綜合性溫度漂移、非線性進行精細補償。（三）壓力變送器的優(yōu)點在石油工業(yè)尤其是管道儲運原油輸送管線上，我們大量使用的是羅斯蒙特的在石油工業(yè)尤其是管道儲運原油輸送管線上，我們大量使用的是羅斯蒙特的擴擴散硅壓力變送器。散硅壓力變送器。一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型9（三）壓力變送器的結構一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型10（四）壓力變送器的選型

11、一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型11（四）壓力變送器的選型一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型選型規(guī)則 ： 1根據要測量壓力的類型 壓力類型主要有表壓、絕壓、差壓等。表壓是指以大氣為基準，小于或大于大氣壓的壓力；絕壓是指以絕對壓力零位為基準，高于絕對壓力；差壓是指兩個壓力之間的差值。 2根據被測壓力量程 一般情況下，按實際測量壓力為測量范圍的80%選取。 要考慮系統(tǒng)的最大壓力。一般來說，壓力變送器器壓力范圍最大值應該達到系統(tǒng)最大壓力值的15倍。一些水壓和過程控制，有壓力尖峰或者連續(xù)的脈沖。這些尖峰可能會達到“最大”壓力的5倍甚至10倍，可能造成變送器

12、的損壞。連續(xù)的高壓脈沖，接近或者超過變送器的最大額定壓力，會縮短變送器的實用壽命。但提高變送器額定壓力會犧牲變送器的分辨率。可以在系統(tǒng)中使用緩沖器來減弱尖峰，這會降低傳感器的響應速度。 壓力變送器一般設計成能在2億個周期中承受最大壓力而不會降低性能。在選擇變送器時可在系統(tǒng)性能與變送器壽命之間找到一個折中的解決方案。12（四）壓力變送器的選型一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型 3根據被測介質 按測量介質的不同，可分為干燥氣體、氣體液體、強腐蝕性液體、黏稠液體、高溫氣體液體等，根據不同的介質正確選型，有利于延長變送器的使用壽命。 4根據系統(tǒng)的最大過載 系統(tǒng)的最大過載應小于變送

13、器的過載保護極限，否則會影響變送器的使用壽命甚至損壞變送器。通常壓力變送器的安全過載壓力為滿量程的2倍。 5根據需要的準確度等級 變送器的測量誤差按準確度等級進行劃分，不同的準確度對應不同的基本誤差限(以滿量程輸出的百分數(shù)表示)。實際應用中，根據測量誤差的控制要求并本著使用經濟的原則進行選擇。 6根據系統(tǒng)工作溫度范圍 測量介質溫度應處于變送器工作溫度范圍內，如超溫使用，將會產生較大的測量誤差并影響變送器的使用壽命；在壓力變送器的生產過程中，會對溫度影響進行測量和補償，以確保其受溫度影響產生的測量誤差處于準確度等級要求的范圍內。在溫度較高的場合，可以考慮選擇高溫型壓力變送器或采取安裝冷凝管、散熱

14、器等輔助降溫措施。13（四）壓力變送器的選型一、壓力變送器的測量原理及選型壓力變送器的測量原理及選型 7根據測量介質與接觸材質的兼容性 在某些測量場合，測量介質具有腐蝕性，此時需選用與測量介質兼容的材料或進行特殊的工藝處理，確保變送器不被損壞。 8根據壓力接口形式 通常以螺紋連接(M2015)為標準接口形式。 9根據供電電源和輸出信號 通常壓力變送器采用直流電源供電，提供多種輸出信號選擇，包括420mADC；、05VDC、15VDC、010mADC等，可以有232或485數(shù)字輸出。 10根據現(xiàn)場工作環(huán)境情況及其他 是否存在振動及電磁干擾等，選型時應提供相關信息，以便采取相應處理。在選型時，其他

15、如電氣連接方式等也可以根據具體情況予以考慮。14二、壓力變送器在輸油生產中的應用二、壓力變送器在輸油生產中的應用15 1.1.壓力變送器主要應用在進壓力變送器主要應用在進出站輸油管線、輸油泵進出口、出站輸油管線、輸油泵進出口、泵進出口匯管等需要精確、連泵進出口匯管等需要精確、連續(xù)測量壓力值的地方。可以把續(xù)測量壓力值的地方。可以把壓力信號通過壓力信號通過SCADASCADA系統(tǒng)轉換成系統(tǒng)轉換成在人機界面我們能實時看到的在人機界面我們能實時看到的壓力數(shù)值，并且可以儲存壓力壓力數(shù)值，并且可以儲存壓力數(shù)值連續(xù)、準確的壓力趨勢圖，數(shù)值連續(xù)、準確的壓力趨勢圖，方便調閱、查詢及事故調查。方便調閱、查詢及事故

16、調查。二、壓力變送器在輸油生產中的應用二、壓力變送器在輸油生產中的應用16二、壓力變送器在輸油生產中的應用二、壓力變送器在輸油生產中的應用 2.2.也可安裝在需要壓力參數(shù)也可安裝在需要壓力參數(shù)超限，觸發(fā)聯(lián)鎖保護的重要超限，觸發(fā)聯(lián)鎖保護的重要位置。比如輸油泵的進出口位置。比如輸油泵的進出口管線，進出站的壓力三選二管線，進出站的壓力三選二系統(tǒng)。系統(tǒng)。17二、壓力變送器在輸油生產中的應用二、壓力變送器在輸油生產中的應用 3.3.還可應用在輸油管道泄漏故障診斷系統(tǒng)中，根據相關壓力信號處理和輸油管還可應用在輸油管道泄漏故障診斷系統(tǒng)中，根據相關壓力信號處理和輸油管道泄漏檢測與定位原理，分析檢漏和負壓波定位

17、法的具體應用。當輸油管道發(fā)生道泄漏檢測與定位原理，分析檢漏和負壓波定位法的具體應用。當輸油管道發(fā)生泄漏時產生的壓力波信號，通過對壓力變送器（高精型）采集的信號進行相關分泄漏時產生的壓力波信號，通過對壓力變送器（高精型）采集的信號進行相關分析來實現(xiàn)管道的檢測與泄漏點的定位。析來實現(xiàn)管道的檢測與泄漏點的定位。18三、壓力變送器常見故障與判斷三、壓力變送器常見故障與判斷19三、壓力變送器常見故障與判斷三、壓力變送器常見故障與判斷故障現(xiàn)象分析、判斷處理方法上位機對應壓力點無顯示（紅字顯示0 0或者最大值）1.可能電源保險燒斷檢查電源保險，更換新的2.可能儀表電纜接地檢查儀表電纜，排除接地故障3.可能儀

18、表防爆接線盒進水排除盒內積水，并加固密封4.可能儀表本身有故障檢查并校驗儀表，排除故障或更換新的5.可能安全柵、防雷模塊燒壞檢查并更換20三、壓力變送器常見故障與判斷三、壓力變送器常見故障與判斷故障現(xiàn)象分析、判斷處理方法上位機對應壓力點無顯示（紅字顯示0 0或者最大值）6.可能plc模塊通道有故障檢查模塊通道并校驗7.可能SCADA 24V供電電壓低消除供電低因素8.可能引壓管被堵死檢查并疏通引壓管9.可能儀表電源正負極接反檢查并改正接線10.可能儀表輸出超量程過大排除其故障21三、壓力變送器常見故障與判斷三、壓力變送器常見故障與判斷故障現(xiàn)象分析、判斷處理方法儀表壓力指示不準1. 壓力變送器膜盒處有雜物堵塞檢查是否堵塞并疏通2. 可能零位不準或零點漂移對儀表進行校驗3. 可能引壓管、針型閥、各接頭處有泄漏檢查泄漏點并處理好4. 可能儀表量程不準檢查并校驗儀表5. 可能可能儀表膜盒有損壞檢查并更換6. 可能SCADA系統(tǒng)與儀表量程設定不一致檢查、核對儀表與SCADA系統(tǒng)的設定量程22三、壓力變送器常見故障與判斷三、壓力變送器常見故障與判斷實例一：泵出口長時間振動過大，導致儀表線路板插槽松動。引