压力变送器的常见故障及解决措施

压力变送器的常见故障及解决措施

郑磊 闫德刚 纪红

中石化胜利油田分公司临盘采油厂采油管理三区 山东东营 251507

摘要：压力变送器是工业实践中的常用传感器，压力变送器发展至今已经取得了技术上的极大突破，从早期的大位移压力变送器，发展到上世纪五十年代的力平衡式差压变送器，再由七十年代结构简单的位移式变送器到九十年代智能化变送器，最后到今天结构简单、可靠性强的多类型压力变送器，压力变送器在结构、外观、性能等方面取得了极大的进步，在压力变送器的实际使用中，会出现各种各样的问题和故障，本文主要分析了常见故障原因并提出了解决办法。

关键词：压力变送器；故障；措施

1引言

变送器是自动控制系统的一个重要组成部分，在仪器仪表和工业自动化领域中起着举足轻重的作用，变送器对温度、压力、液位、成分等物理量进行测量，并转换成统一的标准信号，除此之外还具有一定的放大作用。压力变送器的种类繁多，根据工作原理、用途的不同有不同的分类方式。压力变送器主要用于压力的远程显示和控制，其常在高温、低压、腐蚀、振动等环境下工作，出现故障的几率较大，因此对压力变送器的影响因素、常见故障等研究是十分有意义的。

2压力变送器的分类

压力变送器就是能够将压力变量转化为标准输出信号的仪表，压力变量与输出信号间存在一定的函数关系。根据不同的工作原理可将压力变送器分为以下几种：

（1）压阻式变送器。压阻式变送器是将压力作用到膜片的前表面，在压力作用下膜片会出现一定的形变，感压膜片的背面印有厚膜电阻，进而形成一个惠斯通电桥，在压阻效应下，电桥会产生相应的电压信号，该信号与激励电压成正比例关系。

（2）压电式变送器。压电式变送器是利用正压电效应研制出来的，正高压电效应就是将一定的外力作用于电解质使其发生变形，电解质内部会出现极化现象，并且在其两个表面会产生正负不同的电荷，外力停止作用时，电解质又恢复到不带电的状态。电荷的极性会随着作用力方向的改变而改变。在电解质极性方向施加电场，电解质也会发生变形，撤销后电解质的形变消失，这就是逆压电效应。

（3）应变式变送器。采用特殊的粘合剂将应变片粘合在一起进而产生力学应变，在机体受力发生变化时，电阻应变片也会随之出现一定的形变，进而影响到阻值的大小，电阻上的电压发生改变。但是此种情况下阻值的变化较小，通常情况下组成应变电桥，在仪表放大器的作用下变大，最后传输到处理线路显示或执行机构。

（4）电容式变送器。电容式变送器分电动和气动两类，前者的标准化输入信号为直流信号，后者输出信号为气体压力。待测介质的两种压力分别输入高、低两压力室，作用于敏感元件的两侧隔离膜片上。测量膜片与两侧绝缘片上的电极组成电容器，在两侧压力大小不同的情况下，模块会产生位移，两侧电流大小不同，在震荡和调节作用下，形成电流、电压或者数字输出信号。

3压力变送器工作原理

模块电路、显示表头、测压元件传感器、表壳等共同组成了压力变送器。来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压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。

4压力变送器的常见故障

压力变送器在使用过程中难免出现各种各样的故障，其影响因素众多，例如压力变送器内隔片与传感原件间存在灌充液漏，零点和量程偏移、输出不稳定等都会导致压力变送器精度下降甚至发生损坏；天气因素也会对变送器造成影响，如雷击会损坏变送器膜盒的电路、导致无法通讯；潮湿的环境会损坏线路；变送器量程选择不合理会造成感压元件不可逆的变形。以下介绍几种常见的故障类型：线路故障。当计算机显示数值不正常时，打开变送器的接线盒，检查线路是否虚接、短接或者断接，通过测电源、量电阻、摇绝缘等方法，进行故障判断和处理。

（1）采集模块或传感器故障。当线路故障排除时，就要看是不是采集模块或差压传感器故障。使用万用表检查差压变送器工作电源是否正常，同时测量变送器的输出电流值是否在4mA～20mA（电压值是否在0～5V）范围内，确认输出值是否正常。

（2）引压管故障。一是引压管堵塞。由于排放不及时或介质脏、粘等原因，时间久了引起引压管堵塞，使测量无法正常进行。

（3）变频干扰。在布线过程中，各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆，信号受到干扰，特别是信号线与动力线同穿一根管道中干扰尤甚。在这种情况下，差压变送器就会出现不通讯，甚至误指示等现象。为避免类似误操作的发生，需增大仪表电缆与动力电缆槽架的距离。

（4）电信号传输故障。由于使用、维护人员的水平存在差异，为节省人、物、财或其他因素，往往把差压变送器放置在被测设备的附近，造成电信号传输距离过远，电信号存在干扰和衰减的现象，这时需适当增加电缆线的截面积。

5压力变送器故障处理

（1）输出信号为零

当压力变送器出现压力为零的现象时，可以从以下几个方面进行处理：首先检查管道内是否存在压力，仪表是否正常供电，之后检查是否存在电源极性接反的现象，最后检查电子线路板、感压膜头、变送器电源电压等。

（2）加压力无反应

若加压力无反应则要检查取压管的阀门是否正常，变送器保护功能跳线开关是否正常，取压管是否堵塞，检查白送器零点和量程，更换传感膜头等。

（3）压力变量读数偏差

压力变送器出现压力读数明显偏高或偏低的现象时，首先检查取压管路是否存在泄漏现象，再检查取压管上的阀门，对传感器进行微调，若还存在问题，更换新的传感膜头。

（4）压力变量读数不稳定

该问题可通过隔离外界干扰源、检查导压管是否泄漏、管道是否存在杂物、检查隔离膜片时候出现服饰或变形、检查感压膜头等方法来排查。

6结束语

目前压力传感器的使用十分广泛，无论是国产变送器还是进口变送器，在使用过程中由于工作环境、人为操作不当或者自身原因都会出现各种故障，因此我们不仅要按照说明书的标准规范进行操作，还要掌握正确的故障判断、养护和维修知识，这样才能保证压力传感器的使用寿命和测量精度。

参考文献：

[1]张新.压力变送器选型与故障排除分析[J].现代商贸工业，2012.

[2]崔秀梅.浅谈压力变送器的常见故障及解决措施[J].中国仪器仪表，2020，49（12）：60-62.