I trasmettitori sono un componente importante dei sistemi di controllo automatico. I trasmettitori di pressione vengono utilizzati principalmente per la misurazione e il controllo dei parametri di pressione nei processi industriali e le loro applicazioni sono diffuse nell'industria petrolifera, chimica ed energetica. Esistono molti tipi di trasmettitori di pressione, classificati in modi diversi a seconda del loro principio di funzionamento e utilizzo. I trasmettitori di pressione vengono utilizzati principalmente per la visualizzazione e il controllo remoto della pressione. Spesso operano in ambienti con alta temperatura, bassa pressione, corrosione e vibrazioni, con conseguente maggiore probabilità di guasto. Pertanto è molto significativa la ricerca sui fattori che influenzano e sui guasti comuni dei trasmettitori di pressione.
1. Tipi comuni di trasmettitori di pressione
Un trasmettitore di pressione è uno strumento in grado di convertire le variabili di pressione in un segnale di uscita standard. Esiste una certa relazione funzionale tra la variabile di pressione e il segnale di uscita. In base ai diversi principi di funzionamento, i trasmettitori di pressione possono essere suddivisi nelle seguenti tipologie:
(1) Trasmettitori piezoresistivi. I trasmettitori piezoresistivi applicano pressione sulla superficie anteriore di un diaframma, provocandone la deformazione. Un resistore a film spesso-è stampato sul retro del diaframma di rilevamento della pressione-, formando un ponte di Wheatstone. Sotto l'effetto piezoresistivo, il ponte genera un segnale di tensione direttamente proporzionale alla tensione di eccitazione.
(2) Trasmettitori piezoelettrici. I trasmettitori piezoelettrici sfruttano l'effetto piezoelettrico positivo. Questo effetto comporta l'applicazione di una forza esterna a un elettrolita, provocandone la deformazione. La polarizzazione avviene all'interno dell'elettrolita, determinando cariche positive e negative sulle sue due superfici. Quando la forza esterna viene rimossa, l'elettrolita ritorna al suo stato scarico. La polarità della carica cambia con la direzione della forza applicata. Anche l'applicazione di un campo elettrico nella direzione della polarità dell'elettrolita provoca una deformazione; questa deformazione scompare con la rimozione. Questo è l'effetto piezoelettrico inverso.
(3) Trasmettitori estensimetrici. Per unire insieme gli estensimetri vengono utilizzati adesivi speciali, generando così sollecitazioni meccaniche. Quando la forza sulla macchina cambia, anche gli estensimetri a resistenza si deformeranno in una certa misura, influenzando così il valore della resistenza e modificando la tensione ai capi del resistore. Tuttavia, in questo caso la variazione del valore della resistenza è relativamente piccola. Solitamente formano un ponte di deformazione, che viene amplificato dall'amplificatore per strumentazione e infine trasmesso al circuito di elaborazione per la visualizzazione o l'esecuzione.
(4) Trasmettitore capacitivo. I trasmettitori capacitivi sono suddivisi in tipi elettrici e pneumatici. Il segnale di ingresso standardizzato del primo è un segnale CC e il segnale di uscita del secondo è la pressione del gas. Le due pressioni del mezzo misurato vengono immesse rispettivamente nelle camere di alta e bassa pressione, agendo sui diaframmi di isolamento su entrambi i lati dell'elemento sensibile. La membrana di misura e gli elettrodi sulle lamiere isolanti su entrambi i lati formano un condensatore. Quando la pressione su entrambi i lati è diversa, il modulo verrà spostato e la corrente su entrambi i lati sarà diversa. Sotto l'azione di oscillazione e regolazione, si formano segnali di corrente, tensione o uscita digitale.
2. Principio di funzionamento del trasmettitore di pressione
Il trasmettitore di pressione è costituito da un circuito del modulo, una testa del display, un sensore dell'elemento sensibile alla pressione e un alloggiamento. La differenza di pressione dei due tubi guida della pressione agisce sulla membrana misurata dal sensore del trasmettitore. L'elemento di misura converte il segnale di pressione ricevuto in un segnale standard di corrente e tensione e invia il segnale all'allarme, al registratore e al regolatore per la misurazione secondaria.
3. Guasti comuni dei trasmettitori di pressione
I trasmettitori di pressione subiscono inevitabilmente diversi guasti durante l'uso. Molti fattori possono influenzarli, come la perdita di fluido di riempimento tra la partizione interna e l'elemento di rilevamento, deviazioni del punto zero-e della portata e un'uscita instabile, che possono portare a una diminuzione della precisione o addirittura a danni. Anche le condizioni meteorologiche influiscono sul trasmettitore; ad esempio, i fulmini possono danneggiare i circuiti del diaframma, causando interruzioni della comunicazione. Gli ambienti umidi possono danneggiare il cablaggio. Una selezione inappropriata della portata può causare una deformazione irreversibile dell'elemento sensibile. Di seguito vengono descritti diversi tipi di errore comuni:
(1) Guasti del circuito Quando si verifica un guasto della linea, il computer visualizza valori anomali. Aprire la scatola di giunzione del trasmettitore e verificare la presenza di collegamenti allentati, cortocircuiti o circuiti aperti. Risolvere i problemi utilizzando metodi quali la misurazione dell'alimentazione, dell'isolamento e della resistenza.
(2) Interferenza di conversione di frequenza. Durante il cablaggio, diverse linee di segnale interferiscono tra loro, soprattutto quando le linee di alimentazione e le linee di segnale sono collegate nello stesso condotto. Questa interferenza è più grave e può causare la mancata comunicazione o addirittura il malfunzionamento del trasmettitore. Ciò può essere evitato aumentando la distanza tra il cavo dello strumento e il supporto del cavo di alimentazione.
(3) Guasto alla presa di pressione. I guasti alla presa di pressione comprendono in genere tre tipi: blocco, perdita d'aria e accumulo di liquido. Il blocco è solitamente causato da un drenaggio prematuro o da mezzi sporchi/appiccicosi. Le perdite d'aria sono causate da numerose connessioni del trasmettitore,-valvole di intercettazione e altri accessori, che aumentano il numero di punti di perdita. L'accumulo di liquido è solitamente causato da una presa di pressione del gas inadeguata o da un'installazione errata della presa di pressione, che influisce sulla precisione della misurazione.
Guasto nella trasmissione del segnale elettrico. L'uso o la manutenzione impropri dei trasmettitori di pressione possono facilmente portare a guasti nella trasmissione del segnale elettrico. Ad esempio, posizionare il trasmettitore vicino al dispositivo da testare per risparmiare tempo può far sì che la distanza di trasmissione del segnale sia eccessiva, con conseguente interferenza o attenuazione del segnale. In questi casi, l'area della sezione trasversale del cavo dovrebbe essere aumentata secondo necessità.
4. Risoluzione dei problemi del trasmettitore di pressione
4.1 Segnale di uscita zero
Quando il trasmettitore di pressione visualizza una pressione pari a zero, è possibile eseguire le seguenti operazioni: Innanzitutto, controllare se c'è pressione nella tubazione e se lo strumento è alimentato normalmente. Quindi, controllare se la polarità dell'alimentazione è invertita. Infine, controllare la scheda elettronica, il sensore di pressione e la tensione di alimentazione del trasmettitore.
4.2 Nessuna risposta quando viene applicata la pressione
Se non c'è risposta quando viene applicata la pressione, controllare se le valvole sul tubo di presa della pressione funzionano correttamente, se l'interruttore a ponticello della funzione di protezione del trasmettitore funziona correttamente, se il tubo di presa della pressione è bloccato, controllare il punto zero e il campo del trasmettitore e sostituire il sensore di pressione.
4.3 Deviazione della lettura della variabile di pressione
Quando il trasmettitore di pressione visualizza una lettura della pressione significativamente più alta o più bassa del normale, controllare innanzitutto se c'è una perdita nel tubo della presa di pressione. Quindi, controlla le valvole sul tubo della presa di pressione e-regola il sensore. Se il problema persiste, sostituire il sensore di pressione.
4.4 Letture della variabile di pressione instabile
Questo problema può essere risolto isolando le fonti di interferenza esterne, verificando la presenza di perdite nel tubo di conduzione della pressione, verificando la presenza di detriti nella tubazione, ispezionando il diaframma per segni di usura o deformazione e controllando la testa del diaframma di rilevamento della pressione.
5. Conclusione
I sensori di pressione sono ampiamente utilizzati. Sia nazionali che importati, durante l'uso possono verificarsi vari malfunzionamenti dovuti all'ambiente di lavoro, al funzionamento improprio o a ragioni inerenti. Pertanto, non dobbiamo solo operare secondo le specifiche standard contenute nel manuale di istruzioni, ma anche padroneggiare la corretta diagnosi dei guasti, la manutenzione e le conoscenze di riparazione per garantire la durata di servizio e la precisione di misurazione del sensore di pressione.
