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    【深聊】溫度變送器一般是如何檢驗、維護與故障處理

         溫度變送器作為最常用的溫度計量儀表,采用熱電偶、熱電阻作為測溫元件,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后,轉換成與溫度成線性關系的標準電流或電壓信號。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。



      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進行檢查與性能測試,溫度變送器的日常檢查項目主要包括表1所示的內容。在對溫度變送器進行日常檢查的同時,還應對溫度變送器的計量性能和絕緣性能進行周期性測試,通常要求檢驗周期不超過1年。溫度變送器是絕緣性能測試應在停電情況下進行。拆下接線后用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



      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:將變送器傳感部分插入標準溫度源,通過改變標準溫度輸入,校準變送器輸出電流。

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

      以熱電阻式溫度變送器為例,如圖2、圖3為兩種檢驗方式下的校驗設備連接圖。



      實際使用過程中,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??梢圆捎貌粠鞲衅鞯姆绞綄囟茸兯推鬟M行檢驗。在要求較高場所,或對傳感元件性能及精度存在質疑的情況,則需采用帶傳感器的方式進行溫度變送器檢驗。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準[2],判斷是否滿足精度要求。

      1)校準點選擇: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)校準前調整: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)校準方法:帶傳感器的變送器校準時,測量順序可以先從測量范圍的下限溫度開始,然后自下而上依次測量,在每個試驗點上,待溫度源內溫度足夠穩定后方可進行測量;不帶傳感器的變送器校準時,應從下限開始平穩地輸入各被校點對應的信號值,讀取并記錄輸出值直至上限,然后反方向平穩改變輸入信號依次到各個被校點,讀取并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:小數點后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為限(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手操器進行調校。溫度變送器的調校內容包括:傳感器微調:調整工廠特性化曲線,使在特定溫度范圍內變送器具有最佳性能;模擬輸出微調:調整模擬輸出,使之與工廠標準或者控制回路相匹配。

      首先,將溫度源(模擬熱電阻、熱電偶源)、手操器和數字式讀數裝置與變送器相連,使變送器與手操器之間通訊;選擇一個校驗點施加一個標準溫度(熱電阻、熱電偶)信號;將所加溫度與手操器Online(聯機)菜單上的“過程變量(PV)”相比較,如果手操器上的PV讀數與所加標準溫度不相符,則應進行傳感器微調;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

      溫度變送器的安裝應保證其周圍的環境溫度:-25℃~+70℃,盡量安裝在無振動或振動小的地方,探頭插入的深度最好為介質管道直徑的1/2~2/3。不同型號的溫度變送器應按各自的說明書接線,如兩線、三線和四線制,對于具有安全防爆要求的儀表,接線時特別注意不能短路。在本質安全防爆系統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,應按防爆要求停電后進行。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。

      溫度變送器作為最常用的溫度計量儀表,其計量性能不僅取決于設備的出廠制造水平,同時,使用中的檢驗測試、有效的日常維護和合理的故障處理也是保障設備長期精密、有效的重要手段。

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