淺談計量儀表的常見故障分析與解決

摘 要:針對計量儀表在日常運(yùn)行中常見的關(guān)于溫度、壓力以及流量參數(shù)存在的問題、造成的原因、判斷及處理方法進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞:參數(shù)故障 分析處理

中圖分類號:TM932文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0101-01

目前，隨著科技的發(fā)展，自動化水平的不斷提高，各種計量儀器儀表也越來越多的被用在數(shù)據(jù)計量的方方面面，而這也給儀表的維護(hù)人員提出了更高的要求。因此，如何及時發(fā)現(xiàn)問題，查明原因并正確處理，對生產(chǎn)的順利進(jìn)行顯得尤為重要。

1 工業(yè)計量儀表的常見參數(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)過程中關(guān)于能源計量所需要的參數(shù)多種多樣，而最常用到的參數(shù)有溫度、壓力、流量、液位等，并且在計量工作中，發(fā)生問題的也都主要集中在這幾個方面。

2 常見計量參數(shù)的測量儀器及工作原理

2.1 熱電阻工作原理

熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀器。熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即

Rt=Rt0[1+α(t-t0)]

式中，Rt為溫度t時的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應(yīng)電阻值;α為溫度系數(shù)。

半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為

Rt=AeB/t;

式中Rt為溫度為t時的阻值;A、B取決于半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)的常數(shù)。

從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的。因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響，為消除引線電阻的影響一般采用三線制。

這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導(dǎo)線也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度的變化而變化，造成測量誤差。而采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣便消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。

2.2 壓力變送器的工作原理

壓力變送器通過被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在感受元件的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)，測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。壓力變送器和絕對壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。

2.3 差壓變送器的工作原理

差壓變送器與壓力變送器的工作原理基本相同。是將來自兩側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于變送器傳感器兩側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闇?zhǔn)電信號輸出。

3 常見計量故障的基本分析方法

分析故障前，首先要比較透徹地了解有關(guān)計量系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)過程、所需參數(shù)的要求、各種儀表的性能特點(diǎn)等。在分析和檢查故障之前，還要向現(xiàn)場操作人員了解出現(xiàn)問題的儀器儀表具體現(xiàn)象及參數(shù)有何異常，以初步確定故障原因和故障所在。

而且，在分析故障原因時，除了要考慮到計量顯示表外，還特別要注意被測對象的變化和控制閥的變化，這些都可能是故障原因，所以要從儀表系統(tǒng)和工藝系統(tǒng)兩個方面綜合考慮。

4 常見計量故障的分析及處理

4.1 溫度在計量系統(tǒng)中的故障

溫度的故障分析要特別注意兩點(diǎn):一是系統(tǒng)普遍采用電動儀表;二是系統(tǒng)的滯后往往較大。如果記錄儀表指示突然變到最大或最小，常為儀表系統(tǒng)故障。因為溫度系統(tǒng)滯后較大，不會發(fā)生突變，此時的故障原因常常是熱電阻引線斷路導(dǎo)致的。

當(dāng)顯示儀表顯示的溫度不正常時，一般分為兩種。第一種顯示為負(fù)，而且數(shù)值較大時，可判斷為是短路，可能是熱電阻的保護(hù)套管中進(jìn)水使其短路或是電纜在某段有短路，也有可能是顯示儀表的接線點(diǎn)短路，可以從以上查找原因排除。第二種顯示的數(shù)字為正，而且數(shù)值顯示為400多或850多，可判斷為是斷路，熱電阻斷、電纜某處斷了或熱電阻壞，使電阻值顯示為最大，處理方法為找到斷的原因依據(jù)情況處理。

4.2 壓力在計量系統(tǒng)中的故障

壓力顯示儀表指示出現(xiàn)振蕩波動時，首先檢查工藝操作有無變化，這種變化多半是工藝操作和調(diào)節(jié)器參數(shù)整定不好造成。而當(dāng)工藝操作有變化而壓力顯示無變化時可判斷為壓力測量系統(tǒng)出現(xiàn)問題。此時，首先檢查傳輸線路是否正常，有無短路及斷路情況，再檢查變送器的堵塞情況，如出現(xiàn)堵塞情況則首先關(guān)閉一次截門，卸下壓力導(dǎo)壓管，進(jìn)行疏通，之后恢復(fù)導(dǎo)壓管并重新調(diào)整變送器零點(diǎn)，打開一次截門，恢復(fù)測量;如不堵，檢查壓力變送器輸出系統(tǒng)有無變化，有變化，則故障出現(xiàn)在控制器測量指示系統(tǒng)上。

4.3 流量在計量系統(tǒng)中的故障

流量儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最小時，首先檢查現(xiàn)場檢測儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當(dāng)現(xiàn)場檢測儀表指示也最小，則檢查調(diào)節(jié)閥開度，若調(diào)節(jié)閥開度為零，則常為調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)器之間故障。當(dāng)現(xiàn)場檢測儀表指示最小，調(diào)節(jié)閥開度正常，故障原因很可能是系統(tǒng)壓力不夠，系統(tǒng)管路堵塞、介質(zhì)結(jié)晶等原因造成。若是儀表方面的故障，可能是孔板的導(dǎo)壓管堵、差壓變送器室漏等。如為導(dǎo)壓管堵塞，可分為正導(dǎo)壓管堵與負(fù)導(dǎo)壓管堵。其處理方法一般是將與導(dǎo)壓管連接孔板的一次截門關(guān)閉，將連通變送器的導(dǎo)壓管卸開，然后用細(xì)鋼絲等在打開一次截門的瞬間沿著一次截門向下疏通，直到有煤氣通過截門向上噴出，立即關(guān)閉一次截門，再將導(dǎo)壓管連接好，注意在工作時要佩戴好煤氣報警器并站立在上風(fēng)口側(cè)。最后檢查變送器情況，如有正常電流信號則處理完畢。如變送器室漏，則可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，判斷是換墊片還是徹底更換變送器。

流量儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最大時，則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調(diào)節(jié)閥開大或關(guān)小，如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來，則是儀表系統(tǒng)的原因造成，檢查流量控制儀表系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥是否動作;檢查儀表測量引壓系統(tǒng)是否正常;檢查儀表信號傳送線路是否正常。

而對于蒸汽的流量計量變送器還要關(guān)注在夏季的波動問題，這主要是因為從蒸汽孔板引出的蒸汽要先經(jīng)過凝液罐，再由凝液罐連接導(dǎo)壓管到變送器。凝液罐的作用是將其內(nèi)蒸汽冷凝后的水做為隔離液，隔離高溫蒸汽，使其不用直接接觸變送器，再有是兩凝液罐內(nèi)的水位應(yīng)相等，這樣就可以通過正負(fù)管路中蒸汽的壓差，作用于水測量蒸汽的流量。由于夏季的氣溫高，兩凝液罐內(nèi)的水蒸發(fā)程度不同使水位發(fā)生變化，水位不相等，產(chǎn)生差壓使變送器計量蒸汽流量。發(fā)現(xiàn)為此種情況則打開變送器的平衡閥使正負(fù)導(dǎo)壓管中的水導(dǎo)通使兩側(cè)水位相等，再關(guān)閉平衡閥即可。

5 結(jié)語

以上關(guān)于三種參數(shù)的簡單分析，只是基于單獨(dú)測量系統(tǒng)的常見的問題分析，而實(shí)際上在測量過程中各參數(shù)間是密切聯(lián)系、相互影響的，這時就需要維護(hù)人員根據(jù)實(shí)際情況與自身的經(jīng)驗具體問題具體分析進(jìn)行處理。