1151係列電容式壓力、差壓變送器原理與故障檢修

焉（yān）峰  李冬青  葛業成（chéng）

一、1151係列電容式（shì）壓力、差壓變送器（qì）的原理

    1.1151係列電容式變送器有一個可變電（diàn）容的傳感組件，稱為“δ”室。該傳感器是一（yī）個完（wán）全（quán）封閉（bì）的組件。過程壓力、差壓通過隔離膜片和（hé）灌充液矽油傳到傳感膜片引起位移，傳感膜（mó）片和兩（liǎng）電容極板之間的電容差由電子部件轉換成(4～20)mA的兩線製輸出的（de）電信號。
    2.電（diàn）子放大電路由解調器、振（zhèn）蕩器、振蕩控（kòng）製放大（dà）器、電流檢測器、電流控製放大器、電（diàn）流限製控製（zhì）器、基準電（diàn）壓、穩壓器等組成（chéng）。通過（guò）它們對電容信號進行檢測，從而控製振蕩頻率，再將其轉換為電流輸（shū）出。
    

二、傳感器組件的測試

    傳感器有故障時，一般不能在現場修理，隻有更換。如果沒有發現諸如隔離膜片損壞、漏油等現象，則對傳感器組件可按下（xià）列步（bù）驟來檢測:
    1.小心地從（cóng）插頭座上拔出傳感器組件引出線插座。
    2.檢（jiǎn）查內（nèi）部二極管電路的正、反向偏置:一個回路是紅（hóng）線與黃（huáng）線，另一個回路是（shì）綠線與藍線（xiàn），其原理如圖1所示（shì）。
    

    圖1  傳感器（qì）組件測試（shì）原理圖

    用萬用（yòng）表正極（jí）接紅線，負極接黃線，其串聯（lián）回路D₁、D₂、D₅、D₆、R₄阻值之和應（yīng）與測綠（lǜ）線與藍線的串（chuàn）聯回路D₃、D₄、D₇、D₈、R₅的阻值之和接近或相等。
    3.檢查傳感器組件外殼和此四（sì）線的電阻，也就是檢查電容極板和接外殼的傳感膜片之間的電阻，其阻值應大於10MΩ。
    

三、故障檢修

    1151電（diàn）容式變（biàn）送器的故障部位一般分為兩類:傳感器故障（zhàng）和電子檢測及（jí）放大轉換故障。傳感器一般不易出現問題，在按上述方法檢測正常的（de）情況下，一般不用懷疑。應重點檢測電路部分。1151電容式（shì）變送器的故障（zhàng）現象主要有以下幾種:
    1.輸（shū）出過（guò）大
    在沒有壓力（lì）(差壓)的情況下，變送器輸出電流(mA)數過大（dà），有時超量程，調（diào）整零點及量程電位器不起作用。出現此故障（zhàng）的電路（lù）部分（fèn）較多，且經常損壞的是電路的後極，即電流控製放大器到電流控製輸出部分。其結構如圖2所示。
    

    圖2  輸（shū）出過大造成的電路損壞結構圖

    IC₃為電壓放大器經（jīng）V₁₇轉換為mA輸出。用萬用表直流（liú）電壓擋測IC₃的3腳電位值，調（diào）節量程或零點，3腳電壓應有變化，說明前極回路正常。同時測量6腳輸出應有放大的電壓信號輸出。從而判斷IC₃及外圍偏置回路是否正常。若6腳電壓始終很（hěn）高(接近電源電壓)，則可判斷為（wéi）IC₃損壞，更換（huàn）同型號LM308即可。若IC₃正常，則用萬用表測（cè）量V₁₇、V₁₈是否擊穿。在實際檢測中，經常遇到V₁₇、V₁₈擊穿致使輸出過大（dà）。
    2.輸出過小或無輸出
    檢查加到變壓器（qì）兩端的電壓是否正（zhèng）常；集成運算放大器兩端電壓是否正常；判斷振（zhèn）蕩電（diàn）路是否起振；量程、零點、電位（wèi）器調節電壓是否變化及15Ω量程負載電阻是否損壞。用檢測輸出過大的方法（fǎ）檢測後極電路（lù），判斷後極電路是否正常。
    3.輸出不穩定
    檢查變壓器是否有間歇性的短路、開路和多（duō）點接地的現象；檢（jiǎn）查加到變壓器（qì）的電壓是否穩定正常（cháng）；穩壓電路（lù）是否正常；檢測各個穩壓二極管、測試振蕩頻率是否穩定；電路板有無（wú）虛焊。
    4.輸出非線（xiàn）性
    此類故障出現的（de）相對多一些且檢測難度大，電路（lù）中各個部分參數變差都可能引起此類故障。但其主（zhǔ）要出現在（zài）非線性調整電路部分（fèn）。其電路如圖3所示。
    

    圖3  出現輸出非線性故障電路圖

    用萬用表電阻擋檢測二極管V₉、V₁₀、線形電位器R₂₄、電阻R₂₃、R₂₂及C₃、C₆、C₄是否正常，調節R₂₄輸出是否（fǒu）有相應變化，以上元件的損壞經常引起線性不好。
    1151係列電容式壓力、差壓變送器在長期的運行工作中，出（chū）現的故障（zhàng）五花（huā）八門。在處理（lǐ）故障時應通過周密（mì）細致的觀察、分析，確定故障的大體位（wèi）置（zhì）及解決步（bù）驟，再動手調試及檢測，這樣就可以取得事半功倍的效果。此外，在此提醒使用單位注意，儀表在維修後一定（dìng）要經過（guò）調校和檢定合格後，才可投入正（zhèng）常的使用（yòng）。
    作者單位【山東省泰安市計量測試所】