1151系列压力变送器现场常见故障与分析

1151系列压力变送器现场常见故障与分析

摘要： 本文主要论述1151系列电容式压力变送器的原理和传感器组件测试的基础上，对其出现的信号输出过大、信号输出过小或无输出、信号输出不稳定及信号输出非线性等常见故障进行诊断分析。

关键词: 压力变送器；故障；分析

压力变送器是工业生产实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，它用于检测流体的压力(实际上是压强)，并目可以进行远传信号(4~ 20 mA)传送，信号传送到一次仪表或者机柜卡件进行信号转换（电流信号转化为可视的数字值）后进行压力监控一种自动化控制前端元器件，在工业控制领域有着非常广泛的应用。1151系列压力变送器依其设计新颖、品种规格齐全、安装使用简便、坚固耐振、长期稳定性好、单向过载保护能力强为主要特征。但由于长时间投运，电了元件及其它器件的性能发生了不同程度的变化，会引起各种故障，使测量不准确，对工作危害极大，使运行工况无法进行有效的监测。大唐安徽淮南田家庵发电厂#5机组1997年投运后，就地大量压力测点使用的就是该系列的压力变送器，本文在总结多年的检修实践经验的基础上，从1151系列电容式压力变送器的原理及传感器组件的测试入手，对其常见的故障进行诊断分析。

1工作原理和传感器组件的测试

1151电容式变送器的故障部位一般分为两类:传感器故障和电子检测及放大转换故障。传感器一般不易出现问题，正常的情况下，一般不用过多考虑问题所在，应重点检测电子电路部分。

1.1 1151电容式压力变送器的原理

1151系列电容式变送器有一个可变电容的传感组件，称为“δ”室。该传感器是一个完全封闭的组件。过程压力、差压通过隔离膜片和灌充液硅油传到传感膜片引起位移，传感膜片和电容两极板之间的电容差由电子部件转换成4 ~20 mA的二线制输出的电信号。

电子放大电路由解调器、振荡器、振荡控制放大器、电流检测器、电流控制放大器、电流限制控制器、基准电压、稳压器等组成。通过它们对电容信号进行检测，从而控制振荡频率，再将其转换为电流输出。电气原理图：

1.2传感器组件的测试

传感器有故障时，一般不能在现场修理，只有更换。如果没有发现诸如隔离膜片损坏、漏油等现象，则对传感器组件可按下列步骤来检测:

(1)小心地从插头座上拔出传感器组件引出线插座；

(2)检查内部二极管电路的正、反向偏置:一个回路是红线与黄线，另一个回路是绿线与蓝线，其原理如图1所示。用万用表正极接红线，负极接黄线，其串联回路D1、D2、D5、 D6、R4阻值之和应与测绿线和蓝线的串联回路D3、D4、D7、D8、R5的阻值之和接近或相等。

( 3)检查传感器组件外壳和此四线的电阻，也就是检查电容极板和接外壳的传感膜片之间的电阻，其阻值应大于10 M Ω，由此判断电容故障点。

2 常见故障诊断分析

2.1信号输出过大

2.1.1故障现象

在没有压力(差压)的情况下，变送器输出电流(mA)数过大，有时超量程，调整零点及量程电位器不起作用。

2. 1. 2故障分析

出现此故障的电路部分较多，目经常损坏的是电路的后极，即电流控制放大器到电流控制输出部分。其结构如图2所示。 IC3为电压放大器经V转换为mA输出。用万用表直流电压挡测IC3的3脚电位值，调节量程或零点，3脚电压有变化，说明前极回路正常。同时测量6脚输出应有放大的电压信号输出。从而判断IC3及外围偏置回路是否正常。若6脚电压始终很高(接近电源电压)，则可判断为IC 3损坏，更换同型号LM 308即可。若IC3 正’常，则用万用表测量V17、V18是否击穿。在实际检测中，经常遇到V17、V18击穿致使输出过大。

2. 2信号输出过小或无输出

2. 2. 1故障现象

(1)增加压力，变送器信号输出值不增大;

(2)有压力，但变送器无信号输出。

2. 2. 2故障分析

先应检查引压管是否漏气或者被堵住以及对节点是否存在跑冒滴漏现象，如果确认不是，检查接线方式，如接线无误再检查电源，如电源正’常再察看传感

器零位是否有输出，或者进行简单加压看输出是否变化，有变化证明传感器没有损坏;最后检查加到变压器两端的电压是否正’常;集成运算放大器两端电压是否正’常;判断振荡电路是否起振;量程、零点、电位器调节电压是否变化及15Ω量程负载电阻是否损坏。用检测输出过大的方法检测后极电路，判断后极电路是否正常。

2. 3信号输出不稳定

2.3.1故障现象

压力一定的情况下，变送器输出信号值出现不规则的跳动。

2.3.2故障分析

在排除压力源本身是一个不稳定的压力、仪表或压力传感器抗干扰能力不强、传感器接线不牢、传感器本身振动很厉害、传感器故障等因素后，应检查变压器是否有间歇性的短路、开路和多点接地的现象;检查加到变压器的电压是否稳定正常；稳压电路是否正常；检测各个稳压二极管、测试振荡频率是否稳定;电路板有无虚焊。

2. 4信号输出非线性

2. 4. 1故障现象

加压时变送器输出不变化，再加压变送器输出突然变化，泄压变送器零位回不去。

2. 4. 2故障分析

产生此现象的原因极有可能是压力传感器密封圈引起的。一般是因为密封圈规格原因(太软或太厚)，传感器拧紧时，密封圈被压缩到传感器引压日里面堵塞传感器，加压时压力介质进不去，但是压力很大时突然冲开密封圈，压力传感器受到压力而变化，而压力再次降低时，密封圈又回位堵住引压日，残存的压力释放不出，因此传感器零位又下不来。排除此原因的最佳方法是将传感器卸下，直接察看零位是否正常，如果正’常更换密封圈再试。

如果按照上述方法仍没能排除故障，则是电路中各个部分参数变差引起此类故障，但其主要出现在非线性调整电路部分。其电路如图3所示。用万用表电阻挡检测一极管V9、 V10、线性电位器R24、电阻R23、 R22及C3、 C5、 C4是否正常，调节R24输出是否有相应变化，以上元件的损坏经常引起线性不好。

3结束语

1151系列电容式压力变送器在长期的运行工作中，出现的故障多种多样。在处理故障时应通过细致的观察、分析现场的工况以及当时的实际情况，确定故障的大体位置，初步规划出解决问题方案，然后才动手调试与检测，提高检修效率，此外，仪表在维修后一定要校订合格后，才可投入正常的使用。