送信機は自動制御システムの重要なコンポーネントです。圧力トランスミッタは主に工業プロセスにおける圧力パラメータの測定と制御に使用され、その用途は石油、化学、電力産業で広く使用されています。圧力トランスミッタには多くの種類があり、動作原理や用途に応じてさまざまに分類されています。圧力トランスミッターは主に圧力の遠隔表示と制御に使用されます。多くの場合、高温、低圧、腐食、振動のある環境で動作するため、故障の可能性が高くなります。したがって、圧力トランスミッターの影響要因と一般的な故障に関する研究は非常に意味があります。
1. 一般的な圧力伝送器の種類
圧力トランスミッタは、圧力変数を標準出力信号に変換できる機器です。圧力変数と出力信号の間には特定の関数関係があります。さまざまな動作原理に従って、圧力トランスミッターは次のタイプに分類できます。
(1) ピエゾ抵抗トランスミッタ。ピエゾ抵抗トランスミッタはダイヤフラムの前面に圧力を加え、変形を引き起こします。厚膜抵抗器は圧力感知ダイアフラムの背面に印刷されており、ホイートストン ブリッジを形成しています。-ピエゾ抵抗効果により、ブリッジは励起電圧に正比例する電圧信号を生成します。
(2) 圧電トランスミッタ。圧電トランスミッタは、正の圧電効果を利用します。この効果では、電解液に外力を加えて変形を引き起こします。電解質内で分極が発生し、その結果、電解質の 2 つの表面に正と負の電荷が生じます。外力が取り除かれると、電解質は非充電状態に戻ります。電荷の極性は加えられる力の方向に応じて変化します。電解質の極性の方向に電界を印加すると変形が発生します。この変形は取り外すと消えます。これが逆圧電効果です。
(3) ひずみゲージ送信機。ひずみゲージを接着するために特殊な接着剤が使用され、それによって機械的ひずみが発生します。機械にかかる力が変化すると、抵抗ひずみゲージもある程度変形し、抵抗値に影響を与え、抵抗器にかかる電圧が変化します。ただし、この場合の抵抗値の変化は比較的小さいです。通常、それらはひずみブリッジを形成し、計装アンプによって増幅され、最終的に表示または実行のために処理回路に送信されます。
(4) 容量性送信機。静電容量式トランスミッタは、電気式と空気式に分けられます。前者の規格化された入力信号は直流信号であり、後者の出力信号はガス圧力である。測定媒体の 2 つの圧力はそれぞれ高圧チャンバーと低圧チャンバーに入力され、感知要素の両側の隔離ダイアフラムに作用します。測定用ダイヤフラムと両側の絶縁シート上の電極でコンデンサを形成します。両側の圧力が異なるとモジュールが変位し、両側の電流が異なります。発振と調整の作用により、電流、電圧、またはデジタル出力信号が形成されます。
2. 圧力伝送器の動作原理
圧力トランスミッタは、モジュール回路、ディスプレイヘッド、感圧素子センサー、ハウジングで構成されています。 2 つの圧力ガイド チューブからの圧力差がダイヤフラムに作用し、発信器のセンサーによって測定されます。測定要素は、受信した圧力信号を標準の電流および電圧信号に変換し、二次測定のためにその信号をアラーム、レコーダー、およびレギュレーターに送信します。
3. 圧力伝送器の一般的な故障
圧力伝送器は使用中にさまざまな故障が避けられません。内部隔壁と検出素子の間の充填液の漏れ、ゼロ点と範囲の偏差、出力の不安定など、多くの要因が影響を与える可能性があり、そのすべてが精度の低下や損傷につながる可能性があります。気象条件も送信機に影響を与えます。たとえば、落雷によりダイヤフラム回路が損傷し、通信障害が発生する可能性があります。湿気の多い環境では配線が損傷する可能性があります。不適切な範囲の選択は、検出素子の不可逆的な変形を引き起こす可能性があります。いくつかの一般的な障害タイプを以下に説明します。
(1) 回線障害 回線障害が発生すると、コンピュータは異常値を表示します。送信機のジャンクション ボックスを開け、接続の緩み、短絡、または断線がないか確認します。電源、絶縁、抵抗の測定などの方法を使用してトラブルシューティングを行います。
(2) 周波数変換干渉。配線中に、特に電源線と信号線が同じ管路で接続されている場合、さまざまな信号線が互いに干渉します。この干渉はさらに深刻で、送信機が通信できなくなったり、誤動作を引き起こす可能性があります。これは、機器ケーブルと電源ケーブル トレイの間の距離を長くすることで回避できます。
(3) 圧力タップの故障。圧力タップの故障には通常、詰まり、空気漏れ、液体の蓄積の 3 つのタイプがあります。詰まりは通常、排水のタイミングが悪かったり、汚れた/粘着性のある媒体が原因で発生します。空気漏れは多数の送信機接続、遮断弁、その他の付属品によって引き起こされ、漏れ箇所の数が増加します。-液体の蓄積は通常、ガス圧の不適切なタップや圧力タップの不適切な取り付けによって発生し、測定精度に影響を与えます。
電気信号伝送障害。圧力トランスミッタの不適切な使用またはメンテナンスは、電気信号伝送の障害につながる可能性があります。たとえば、時間を節約するためにテスト対象のデバイスの近くにトランスミッターを配置すると、信号の伝送距離が遠くなり、信号の干渉や減衰が発生する可能性があります。このような場合、必要に応じてケーブルの断面積を増やす必要があります。-
4. 圧力伝送器のトラブルシューティング
4.1 ゼロ出力信号
圧力トランスミッタがゼロ圧力を表示した場合、次の手順を実行できます。 まず、パイプライン内に圧力があるかどうか、および機器に正常に電力が供給されているかどうかを確認します。次に、電源の極性が逆になっていないか確認してください。最後に、電子回路基板、圧力センサー、送信機の電源電圧を確認してください。
4.2 圧力を加えても反応しない
圧力を加えても応答がない場合は、圧力取出配管のバルブが正常に機能しているか、発信器の保護機能ジャンパスイッチが正常に動作しているか、圧力取出配管が詰まっている場合は、発信器のゼロ点とレンジを確認し、圧力センサを交換してください。
4.3 圧力変数の読み取り偏差
圧力トランスミッターが通常よりも大幅に高いまたは低い圧力測定値を表示した場合は、まず圧力取出しパイプに漏れがないかどうかを確認してください。次に、圧力取り出しパイプのバルブを確認し、センサーを微調整します。-問題が解決しない場合は、圧力センサーを交換してください。
4.4 不安定な圧力変数の測定値
この問題は、外部干渉源の隔離、圧力伝導パイプの漏れの確認、パイプライン内の破片の確認、ダイヤフラムの摩耗や変形の兆候の検査、圧力検出ダイヤフラム ヘッドの確認によってトラブルシューティングできます。-
5. 結論
圧力センサーは広く使用されています。国内・輸入を問わず、使用環境や不適切な操作、または固有の理由により、使用中にさまざまな故障が発生する可能性があります。したがって、圧力センサの寿命と測定精度を確保するには、取扱説明書の標準仕様に従って使用するだけでなく、正しい故障診断、保守、修理の知識を習得する必要があります。
