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智能压力变送器的检修

 
一、智能压力变送器

  1.通用的智能压力变送器的原理框图(见图1)
  在图1中,变送器由传感组件和电子组件组成。传感组件选用高精度的电容传感器,过程压力通过隔离膜片及灌充液传送到电容中心膜片上,中心膜片与两边固定电容极板形成一差动电容,与过程压力差成正比。电容室为激光封焊,并在机械、电子和热力上独立于过程介质及外部环境。电容室移到电子罩颈部,远离法兰,可达到机械和热力上的隔离。在变送器的生产过程中,所有传感器要经过压力和温度的循环测试,由此产生正确的温度校正系数,存入传感组件的存储器中。变送器工作时,传感组件将差压转换成数字量,此数字量信息连同传感器组件存储器中的校正系数一并送入电子组件模块。电子组件有一块信号板,上面有一微处理器,由微处理器对组件的信息进行处理,最后由D/A输出(4~20)mA的电流信号。电子组件的另一个重要功能是完成与DCS或HART手操器的双向数字通信,使用工业标准BELL202频率移动键控(FSK)技术,即在模拟输出直流电流信号上叠加一个0.5mA的双音频信号来完成远程通信。    

缺插图!

图1  通用的智能压力变送器原理框图

  2.HART协议智能压力变送器
  (1)HART协议即(HIGHWAY ADDRESSABLE REMOTE TRANSDUCER)可寻址远程传感器高速公路。在由(4~20)mA模拟信号制标准向现场总线标准过渡的时期内,各大仪表生产企业纷纷推出一些自己制定的标准,其中HART协议具有较大的影响和市场。

  HART协议采用频移键控FSK原理,它基于BELL202通信标准,数字信号用两个频率表示:1200Hz代表逻辑“1”,2200Hz代表逻辑“0”。由于在通信时频率信号平均分量为0,不会影响模拟信号的传输,因此可将这两个频率的正弦波叠加在(4~20)mA直流模拟信号上,同时可以利用同一电缆,用数字信号实现双向多信息传输,从而具有修改量程、阻尼时间、PID参数等功能,可提高系统的运行质量和管理效率。    

  二、智能压力变送器的检定

  智能压力变送器的检定国家暂时没有检定规程,现在一般按照普通压力变送器的检定规程进行检定,除按国家计量检定规程所规定的项目如:外观、密封性、绝缘电阻等外,主要是在变送器的调校上。由于我厂现在使用的基本上是电动两线制变送器,其检定示意图如图2所示:
    

缺插图!

图2  电动两线制变送器检定示意图

  3.智能压力变送器的调校
  (1)智能压力变送器的调校就没有传统压力变送器调校复杂,它的量程调整并不影响零位的变化,调校起来比较简单,下面以上海FOXBORO智能压力变送器IGP10-I为例简要进行介绍。假设所要校验的量程为(0~25)kPa,调校步骤如下:
  上电显示在线模块,按NEXT键进入CALIB模块,再按ENTER键进入校验菜单。
  当菜单显示ZERO时,对变送器输入压力信号为0(即ΔP=0kPa),按ENTER,显示ZEROED表示完成零位调整。
  按NEXT键进入SPAN即量程调整,在变送器的高压侧输入压力信号25kPa(即ΔP=25kPa),按ENTER键,显示SPANED表示完成量程调整。    

  三、工作中的典型故障检修

  智能压力变送器的故障检修由于其采用了微处理器程序化设计,往往在显示屏上直接显现出错信息。例:上海福克斯波罗公司生产的IAP和IGP系列变送器有故障时,在显示屏上显示出错信息如下:

  1.OVER RNG表示正常计算的结果比校验量程大2%以上
  原因分析及检修方法:
    (1)过量程输入:正确输入条件;
    (2)量程校验坏:重新校验量程;
    (3)传感器故障或损坏:替换传感器。

  2.UND RNG表示正常计算的结果比校验的零位大2%以下
    原因分析及检修方法:
    (1)低范围输出:正确输入条件;
    (2)零位校验坏:重新校验量程;
    (3)传感器故障或损坏:替换传感器。

  3.BAD IN1正常压力输入超出极限
    原因分析及检修方法:
    (1)过范围或低范围输入:正确输入条件;
    (2)校验坏:重新校验变送器;
    (3)传感器故障或损坏:替换传感器。

  4.BAD ZERO在操作ZERO、CAL LRV或EXTERNAL ZERO期间,导致超出范围值
    原因分析及检修方法:
    (1)在操作期间应用压力太高;
    (2)不规则校验的建立。

  5.BAD SPAN在操作CAL URV期间,导致超出范围值
    原因分析及检修方法:
    (1)在操作CAL URV期间应用的压力太低;
    (2)不规则校验的建立。    

  四、结束语

  就目前电子技术和仪表技术的发展方向来看,数字化是发展必然趋势;从信号的演变看,带有微处理器的智能化现场变送器是发展的必然趋势。尤其是近几年的微机械加工技术(MEMS)和微电子技术,使敏感元件与信号调理电路一体化,传感与变送功能合一成为现实。温度和压力合二为一的多参数变送器,是今后智能变送器的又一发展趋势。