Sändare är en viktig komponent i automatiska styrsystem. Trycktransmittrar används främst för mätning och kontroll av tryckparametrar i industriella processer, och deras tillämpningar är utbredda inom petroleum-, kemi- och kraftindustrin. Det finns många typer av tryckgivare, klassificerade på olika sätt efter deras funktionsprinciper och användningsområden. Tryckgivare används främst för fjärrvisning och kontroll av tryck. De arbetar ofta i miljöer med hög temperatur, lågt tryck, korrosion och vibrationer, vilket resulterar i en högre sannolikhet för fel. Därför är forskning om påverkande faktorer och vanliga fel hos tryckgivare mycket meningsfull.
1. Vanliga typer av tryckgivare
En tryckgivare är ett instrument som kan omvandla tryckvariabler till en standardutgångssignal. Det finns ett visst funktionsförhållande mellan tryckvariabeln och utsignalen. Enligt olika arbetsprinciper kan tryckgivare delas in i följande typer:
(1) Piezoresistiva sändare. Piezoresistiva sändare utövar tryck på framsidan av ett membran, vilket orsakar deformation. Ett tjockt-filmmotstånd är tryckt på baksidan av tryckavkänningsmembranet och bildar en Wheatstone-brygga. Under den piezoresistiva effekten genererar bryggan en spänningssignal som är direkt proportionell mot excitationsspänningen.
(2) Piezoelektriska sändare. Piezoelektriska sändare utnyttjar den positiva piezoelektriska effekten. Denna effekt involverar applicering av extern kraft på en elektrolyt, vilket orsakar deformation. Polarisering sker inuti elektrolyten, vilket resulterar i positiva och negativa laddningar på dess två ytor. När den yttre kraften avlägsnas återgår elektrolyten till sitt oladdade tillstånd. Laddningens polaritet ändras med riktningen för den applicerade kraften. Applicering av ett elektriskt fält i riktning mot elektrolytens polaritet orsakar också deformation; denna deformation försvinner vid avlägsnande. Detta är den omvända piezoelektriska effekten.
(3) Töjningsmätare. Speciella lim används för att binda samman töjningsmätare och därigenom generera mekanisk påkänning. När kraften på maskinen ändras kommer även motståndstöjningsmätarna att deformeras i viss utsträckning, vilket påverkar motståndsvärdet och ändrar spänningen över motståndet. Ändringen i motståndsvärdet är dock relativt liten i detta fall. Vanligtvis bildar de en töjningsbrygga, som förstärks av instrumentförstärkaren och slutligen överförs till behandlingskretsen för visning eller exekvering.
(4) Kapacitiv sändare. Kapacitiva sändare är indelade i elektriska och pneumatiska typer. Den standardiserade insignalen för den förra är en DC-signal, och utsignalen för den senare är ett gastryck. De två trycken hos det uppmätta mediet matas in i hög- respektive lågtryckskamrarna och verkar på isoleringsmembranen på båda sidor av det känsliga elementet. Mätmembranet och elektroderna på isoleringsplåtarna på båda sidor bildar en kondensator. När trycket på båda sidor är olika kommer modulen att förskjutas, och strömmen på båda sidor kommer att vara olika. Under verkan av oscillation och justering bildas ström, spänning eller digitala utsignaler.
2. Arbetsprincip för tryckgivare
Tryckgivaren består av en modulkrets, displayhuvud, tryckavkännande elementsensor och hölje. Tryckskillnaden från de två tryckstyrningsrören verkar på membranet som mäts av transmittersensorn. Mätelementet omvandlar den mottagna trycksignalen till en standardström- och spänningssignal och skickar signalen till larmet, brännaren och regulatorn för sekundär mätning.
3. Vanliga fel på tryckgivare
Tryckgivare upplever oundvikligen olika fel under användning. Många faktorer kan påverka dem, såsom läckage av påfyllningsvätska mellan den interna skiljeväggen och avkänningselementet, noll-punkts- och räckviddsavvikelser och instabil uteffekt, vilket alla kan leda till minskad noggrannhet eller till och med skada. Väderförhållandena påverkar också sändaren; till exempel kan blixtnedslag skada membrankretsen och orsaka kommunikationsfel. Fuktiga miljöer kan skada ledningarna. Olämpligt val av område kan orsaka irreversibel deformation av avkänningselementet. Nedan beskrivs flera vanliga feltyper:
(1) Kretsfel När ett linjefel uppstår visar datorn onormala värden. Öppna sändarens kopplingsdosa och kontrollera om det finns lösa anslutningar, kortslutningar eller öppna kretsar. Felsök med metoder som mätning av strömförsörjning, isolering och motstånd.
(2) Frekvenskonverteringsstörning. Under kabeldragning stör olika signalledningar varandra, speciellt när kraftledningar och signalledningar är anslutna i samma ledning. Denna störning är allvarligare och kan orsaka att sändaren inte kommunicerar eller till och med fungerar fel. Detta kan undvikas genom att öka avståndet mellan instrumentkabeln och strömkabelfacket.
(3) Pressure Tap Fault. Tryckuttagsfel inkluderar vanligtvis tre typer: blockering, luftläckage och vätskeansamling. Blockering orsakas vanligtvis av otidig dränering eller smutsiga/klibbiga media. Luftläckage orsakas av många sändaranslutningar, avstängningsventiler- och andra tillbehör, vilket ökar antalet läckagepunkter. Vätskeansamling orsakas vanligtvis av felaktig gastrycktappning eller felaktig installation av tryckkranen, vilket påverkar mätnoggrannheten.
Elektrisk signalöverföringsfel. Felaktig användning eller underhåll av trycktransmittrar kan lätt leda till fel på elektrisk signalöverföring. Om du till exempel placerar sändaren nära enheten som testas för att spara tid kan det leda till att signalöverföringsavståndet blir för långt, vilket resulterar i signalstörningar eller dämpning. I sådana fall bör kabelns-tvärsnittsarea ökas vid behov.
4. Felsökning av tryckgivare
4.1 Noll utsignal
När tryckgivaren visar nolltryck kan följande steg vidtas: Kontrollera först om det finns tryck i rörledningen och om instrumentet drivs normalt. Kontrollera sedan om strömförsörjningens polaritet är omvänd. Kontrollera slutligen det elektroniska kretskortet, trycksensorn och sändarens strömförsörjningsspänning.
4.2 Inget svar när tryck appliceras
Om det inte finns något svar när tryck appliceras, kontrollera om ventilerna på tryckuttagsröret fungerar korrekt, om sändarens skyddsfunktionsbygling fungerar korrekt, om tryckuttagsröret är blockerat, kontrollera transmitterns nollpunkt och område och byt ut trycksensorn.
4.3 Tryckvariabel avläsningsavvikelse
När tryckgivaren visar en tryckavläsning som är betydligt högre eller lägre än normalt, kontrollera först om det finns en läcka i tryckuttagsröret. Kontrollera sedan ventilerna på tryckuttagsröret och finjustera- sensorn. Byt ut trycksensorn om problemet kvarstår.
4.4 Instabila tryckvariable avläsningar
Det här problemet kan felsökas genom att isolera externa störningskällor, kontrollera om det finns läckor i det tryck-ledande röret, kontrollera om det finns skräp i rörledningen, inspektera membranet för tecken på slitage eller deformation och kontrollera det tryck-avkännande membranhuvudet.
5. Slutsats
Trycksensorer används ofta. Oavsett om det är inhemskt eller importerat, kan olika fel uppstå under användning på grund av arbetsmiljön, felaktig användning eller inneboende orsaker. Därför måste vi inte bara arbeta enligt standardspecifikationerna i bruksanvisningen, utan också behärska korrekt feldiagnos, underhåll och reparationskunskap för att säkerställa trycksensorns livslängd och mätnoggrannhet.
