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淺談溫度變送器的檢驗、維護與故障處理

朱逸

序  言

       溫度變送器采用熱電偶、熱電阻作爲測溫元件,從測溫元件輸出信號送到變送器模塊,經過穩壓濾波、運算放大、非線性校正、V/I轉換、恒流及反向保護等電路處理後,轉換成與溫度成線性關系的標准電流或電壓信號。主要用于工業過程溫度參數的測量與控制

溫度變送器通常由兩部分組成:測量單元、信號處理和轉換單元。有些變送器增加了顯示單元,有些還具有現場總線功能。如圖1所示。

图一.png


一、溫度變送器的檢驗、測試方法

        在溫度變送器的使用過程中應定期對變送器进行检查与性能测试,溫度變送器的日常检查项目主要包括表1所示的内容。在对溫度變送器进行日常检查的同时,还应对溫度變送器的计量性能和绝缘性能进行周期性测试,通常要求检验周期不超过1年。溫度變送器是絕緣性能測試應在停電情況下進行。拆下接線後用500V兆歐表測試變送器接線端子與外殼間的絕緣電阻,該電阻應符合表2要求

表一、二.png


      溫度變送器的計量性能檢驗可以采用兩種方式:帶傳感器檢驗、不帶傳感器檢驗。

1)帶傳感器檢驗:將變送器传感部分插入标准溫度源,通过改变标准溫度输入,校准變送器輸出電流。

2)不帶傳感器檢驗:斷開變送器的傳感元件(熱電阻、熱電偶),使用標准電阻源及過程檢驗設備,單獨校准變送器的信號轉換部分。

以热电阻式溫度變送器爲例,如圖2、圖3爲兩種檢驗方式下的校驗設備連接圖。


图二.png


图三.png

       实际使用过程中,溫度變送器的熱電阻、熱電偶等傳感元件的出現故障及偏差的幾率相對較低,引入誤差不大,通常可以采用不帶傳感器的方式对溫度變送器进行檢驗。在要求较高场所,或对传感元件性能及精度存在质疑的情况,则需采用带傳感器的方式进行溫度變送器檢驗。溫度變送器的計量性能檢驗是針對變送器的測量誤差進行校准[2],判斷是否滿足精度要求。

1)校准點選擇:校驗點的選擇應按量程基本均布,一般應包括上限值、下限值和量程50%附近在內不少于5個點。

2)校准前調整:在斷開傳感器的情況下,用改變輸入信號的辦法對相應的輸出下限值和上限值進行調整,使其與理論的下限值和上限值相一致。

3)校准方法:帶傳感器變送器校准时,测量顺序可以先从测量范围的下限溫度开始,然后自下而上依次测量,在每个试验点上,待溫度源内溫度足够稳定后方可进行测量;不带傳感器變送器校准時,應從下限開始平穩地輸入各被校點對應的信號值,讀取並記錄輸出值直至上限,然後反方向平穩改變輸入信號依次到各個被校點,讀取並記錄輸出值直至下限。

4)數據處理:測量結果和誤差計算過程中數據處理原則:小數點後保留的位數應以修約誤差小于變送器最大允許誤差的1/10~1/20爲限(相當于比最大允許誤差多取一位小數)。


二、溫度變送器的調校

       在溫度變送器檢驗過程中,如發現變送器的存在零點漂移、量程漂移、測量誤差超差等現象,可對變送器進行調校。智能型變送器可使用HART手操器进行调校。溫度變送器的調校内容包括:傳感器微调:调整工厂特性化曲线,使在特定溫度范围内變送器具有最佳性能;模擬輸出微調:調整模擬輸出,使之與工廠標准或者控制回路相匹配。

首先,将溫度源(模拟热电阻、热电偶源)、手操器和数字式读数装置与變送器相連,使變送器與手操器之間通訊;选择一个校验点施加一个标准溫度(热电阻、热电偶)信号;将所加溫度与手操器Online(联机)菜单上的“过程变量(PV)”相比较,如果手操器上的PV读数与所加标准溫度不相符,则应进行傳感器微調;將手操器聯機菜單上的“模擬輸出(AO)”與數字式讀數裝置上的讀數相比較。如果手操器上的AO讀數與數字式讀數裝置的讀數不相符,則應進行輸出微調。


三、溫度變送器的使用與維護

3.1 溫度變送器的安裝

       溫度變送器的安裝应保证其周围的环境溫度:-25℃~+70℃,尽量安装在無振动或振动小的地方,探头插入的深度最好为介质管道直径的1/2~2/3。不同型号的溫度變送器应按各自的说明书接线,如两线、三线和四线制,对于具有安全防爆要求的仪表,接线时特别注意不能短路。在本质安全防爆系统中使用溫度變送器時,要特別注意使用配套的隔離式安全柵

3.2 溫度變送器的維護與故障處理

變送器在運行中應保持清潔、零部件完整。原則上不允許帶電拆卸變送器或儀表接線,需要更換或拆卸時,應按防爆要求停電後進行。應定期檢查校驗各項技術指標是否符合要求。溫度變送器的典型故障與修正措施,如表3所示。

表三.png


四、結束語

       溫度變送器作为最常用的溫度计量仪表,其计量性能不仅取决于设备的出厂制造水平,同时,使用中的检验测试、有效的日常维护和合理的故障处理也是保障设备长期精密、有效的重要手段。



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