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行中常見的關于溫度、壓力以及流量參數存在的問題、造成的原因、判斷及處理方法進行討論。

關鍵詞:參數故障 分析處理

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

目前，隨著科技的發展，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據計量的方方面面，而這也給儀表的維護人員提出了更高的要求。因此，如何及時發現問題，查明原因并正確處理，對生產的順利進行顯得尤為重要。

1 工業計量儀表的常見參數

在工業生產過程中關于能源計量所需要的參數多種多樣，而最常用到的參數有溫度、壓力、流量、液位等，并且在計量工作中，發生問題的也都主要集中在這幾個方面。

2 常見計量參數的測量儀器及工作原理

2.1 熱電阻工作原理

熱電阻是中低溫區最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩定。其中鉑電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業測溫，而且被制成標準的基準儀器。熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。

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℃)時對應電阻值;α為溫度系數。

半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為

Rt=AeB/t;

式中Rt為溫度為t時的阻值;A、B取決于半導體材料結構的常數。

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境溫度的變化而變化，造成測量誤差。而采用三線制，將導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的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在感受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量膜片兩側，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，其位移和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉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。是將來自兩側導壓管的差壓直接作用于變送器傳感器兩側隔離膜片上，通過膜片內的密封液傳導至元件上，測量元件將測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器，經過放大等處理變為準電信號輸出。

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計量系統的工藝生產過程、所需參數的要求、各種儀表的性能特點等。在分析和檢查故障之前，還要向現場操作人員了解出現問題的儀器儀表具體現象及參數有何異常，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，所以要從儀表系統和工藝系統兩個方面綜合考慮。

4 常見計量故障的分析及處理

4.1 溫度在計量系統中的故障

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

當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，而且數值較大時，可判斷為是短路，可能是熱電阻的保護套管中進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短路，可以從以上查找原因排除。第二種顯示的數字為正，而且數值顯示為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情況處理。

4.2 壓力在計量系統中的故障

壓力顯示儀表指示出現振蕩波動時，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節器參數整定不好造成。而當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出現問題。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，如出現堵塞情況則首先關閉一次截門，卸下壓力導壓管，進行疏通，之后恢復導壓管并重新調整變送器零點，打開一次截門，恢復測量;如不堵，檢查壓力變送器輸出系統有無變化，有變化，則故障出現在控制器測量指示系統上。

4.3 流量在計量系統中的故障

流量儀表系統指示值達到最小時，首先檢查現場檢測儀表，如果正常，則故障在顯示儀表。當現場檢測儀表指示也最小，則檢查調節閥開度，若調節閥開度為零，則常為調節閥到調節器之間故障。當現場檢測儀表指示最小，調節閥開度正常，故障原因很可能是系統壓力不夠，系統管路堵塞、介質結晶等原因造成。若是儀表方面的故障，可能是孔板的導壓管堵、差壓變送器室漏等。如為導壓管堵塞，可分為正導壓管堵與負導壓管堵。其處理方法一般是將與導壓管連接孔板的一次截門關閉，將連通變送器的導壓管卸開，然后用細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，立即關閉一次截門，再將導壓管連接好，注意在工作時要佩戴好煤氣報警器并站立在上風口側。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，則可根據現場實際情況，判斷是換墊片還是徹底更換變送器。

流量儀表系統指示值達到最大時，則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調節閥開大或關小，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，則是儀表系統的原因造成，檢查流量控制儀表系統的調節閥是否動作;檢查儀表測量引壓系統是否正常;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過凝液罐，再由凝液罐連接導壓管到變送器。凝液罐的作用是將其內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，再有是兩凝液罐內的水位應相等，這樣就可以通過正負管路中蒸汽的壓差，作用于水測量蒸汽的流量。由于夏季的氣溫高，兩凝液罐內的水蒸發程度不同使水位發生變化，水位不相等，產生差壓使變送器計量蒸汽流量。發現為此種情況則打開變送器的平衡閥使正負導壓管中的水導通使兩側水位相等，再關閉平衡閥即可。

5 結語

以上關于三種參數的簡單分析，只是基于單獨測量系統的常見的問題分析，而實際上在測量過程中各參數間是密切聯系、相互影響的，這時就需要維護人員根據實際情況與自身的經驗具體問題具體分析進行處理。