Oddajniki so pomembna komponenta avtomatskih krmilnih sistemov. Tlačni oddajniki se večinoma uporabljajo za merjenje in nadzor parametrov tlaka v industrijskih procesih, njihova uporaba pa je razširjena v naftni, kemični in energetski industriji. Obstaja veliko vrst tlačnih oddajnikov, razvrščenih na različne načine glede na načela delovanja in uporabo. Transmiterji tlaka se uporabljajo predvsem za daljinski prikaz in nadzor tlaka. Pogosto delujejo v okoljih z visoko temperaturo, nizkim tlakom, korozijo in vibracijami, zaradi česar je verjetnost okvare večja. Zato je raziskava o vplivnih dejavnikih in pogostih napakah tlačnih oddajnikov zelo pomembna.
1. Pogosti tipi tlačnih oddajnikov
Transmiter tlaka je instrument, ki lahko pretvori spremenljivke tlaka v standardni izhodni signal. Med spremenljivko tlaka in izhodnim signalom obstaja določeno funkcionalno razmerje. Glede na različne principe delovanja lahko tlačne oddajnike razdelimo na naslednje vrste:
(1) Piezorezistivni oddajniki. Piezorezistivni oddajniki izvajajo pritisk na sprednjo površino diafragme, kar povzroča deformacijo. Debel{3}}filmski upor je natisnjen na zadnji strani membrane-zaznavanja tlaka in tvori Wheatstonov most. Pod piezorezistivnim učinkom most ustvari napetostni signal, ki je neposredno sorazmeren z vzbujalno napetostjo.
(2) Piezoelektrični oddajniki. Piezoelektrični oddajniki izkoriščajo pozitivni piezoelektrični učinek. Ta učinek vključuje uporabo zunanje sile na elektrolit, kar povzroči deformacijo. V elektrolitu pride do polarizacije, kar povzroči pozitivne in negativne naboje na njegovih dveh površinah. Ko se zunanja sila odstrani, se elektrolit vrne v svoje nenaelektreno stanje. Polarnost naboja se spreminja s smerjo uporabljene sile. Delovanje električnega polja v smeri polarnosti elektrolita prav tako povzroči deformacijo; ta deformacija po odstranitvi izgine. To je inverzni piezoelektrični učinek.
(3) Oddajniki merilnika napetosti. Posebna lepila se uporabljajo za lepljenje merilnikov napetosti skupaj, kar povzroča mehansko obremenitev. Ko se sila na stroju spremeni, se bodo tudi merilniki upora deformirali do določene mere, kar bo vplivalo na vrednost upora in spremenilo napetost na uporu. Vendar je sprememba vrednosti upora v tem primeru relativno majhna. Običajno tvorijo deformacijski most, ki ga instrumentacijski ojačevalnik ojača in končno prenese v procesno vezje za prikaz ali izvedbo.
(4) Kapacitivni oddajnik. Kapacitivne oddajnike delimo na električne in pnevmatske. Standardizirani vhodni signal prvega je enosmerni signal, izhodni signal drugega pa tlak plina. Dva tlaka izmerjenega medija se vneseta v visoko oziroma nizkotlačno komoro, ki delujeta na izolacijski membrani na obeh straneh občutljivega elementa. Merilna membrana in elektrode na izolacijskih ploščah na obeh straneh tvorijo kondenzator. Ko je tlak na obeh straneh različen, bo modul premaknjen in tok na obeh straneh bo drugačen. Pod delovanjem nihanja in prilagajanja se oblikujejo tokovni, napetostni ali digitalni izhodni signali.
2. Načelo delovanja tlačnega oddajnika
Transmiter tlaka je sestavljen iz modulnega vezja, glave zaslona, senzorja elementa za zaznavanje tlaka in ohišja. Razlika v tlaku iz dveh cevi za vodenje tlaka deluje na membrano, ki jo meri senzor oddajnika. Merilni element pretvori prejeti tlačni signal v standardni tokovni in napetostni signal ter pošlje signal alarmu, zapisovalniku in regulatorju za sekundarno merjenje.
3. Pogoste napake tlačnih oddajnikov
Transmiterji tlaka neizogibno doživljajo različne napake med uporabo. Nanje lahko vpliva veliko dejavnikov, kot je puščanje polnilne tekočine med notranjo pregrado in zaznavnim elementom, odstopanja nič-točke in razpona ter nestabilen izhod, kar lahko privede do zmanjšane natančnosti ali celo do poškodbe. Na oddajnik vplivajo tudi vremenske razmere; na primer, udari strele lahko poškodujejo vezje diafragme in povzročijo izpad komunikacije. Vlažno okolje lahko poškoduje ožičenje. Neustrezna izbira območja lahko povzroči nepopravljivo deformacijo zaznavalnega elementa. Spodaj je opisanih več pogostih vrst napak:
(1) Napake vezja Ko pride do napake na liniji, računalnik prikaže nenormalne vrednosti. Odprite razdelilno omarico oddajnika in preverite, ali so povezave ohlapne, kratek ali odprt tokokrog. Odpravljanje težav z metodami, kot so merjenje napajanja, izolacije in upora.
(2) Motnje frekvenčne pretvorbe. Med ožičenjem se različni signalni vodi medsebojno motijo, zlasti če so napajalni in signalni vodi povezani v isti vod. Ta motnja je resnejša in lahko povzroči, da oddajnik ne komunicira ali celo ne deluje. Temu se je mogoče izogniti s povečanjem razdalje med kablom instrumenta in nosilcem napajalnega kabla.
(3) Napaka tlačne pipe. Napake tlačne pipe običajno vključujejo tri vrste: zamašitev, uhajanje zraka in kopičenje tekočine. Zamašitev običajno povzroči nepravočasna drenaža ali umazan/lepljiv medij. Uhajanje zraka povzročajo številni priključki oddajnikov, zaporni-ventili in drugi dodatki, ki povečujejo število točk puščanja. Akumulacija tekočine je običajno posledica nepravilnega odvajanja tlaka plina ali nepravilne namestitve tlačne pipe, kar vpliva na natančnost meritev.
Napaka pri prenosu električnega signala. Nepravilna uporaba ali vzdrževanje tlačnih oddajnikov lahko zlahka povzroči okvare pri prenosu električnega signala. Na primer, če postavite oddajnik blizu naprave, ki jo preskušate, da prihranite čas, lahko povzroči, da je razdalja prenosa signala prevelika, kar povzroči motnje ali oslabitev signala. V takšnih primerih je treba po potrebi povečati presek kabla.
4. Odpravljanje težav z oddajnikom tlaka
4.1 Ničelni izhodni signal
Ko oddajnik tlaka prikaže ničelni tlak, lahko naredite naslednje: Najprej preverite, ali je v cevovodu tlak in ali je instrument normalno napajan. Nato preverite, ali je polariteta napajanja obrnjena. Nazadnje preverite elektronsko vezje, tlačni senzor in napajalno napetost oddajnika.
4.2 Brez odziva ob uporabi pritiska
Če se ob pritisku ne odzove, preverite, ali ventili na cevi za odjem tlaka delujejo pravilno, ali premostično stikalo zaščitne funkcije oddajnika deluje pravilno, če je cev za odjem tlaka blokirana, preverite ničelno točko in območje oddajnika ter zamenjajte senzor tlaka.
4.3 Odstopanje odčitka spremenljivke tlaka
Ko tlačni oddajnik prikaže odčitek tlaka, ki je znatno višji ali nižji od običajnega, najprej preverite, ali v cevi za odjem tlaka pušča. Nato preverite ventile na tlačni cevi in natančno-nastavite senzor. Če težave ne odpravite, zamenjajte senzor tlaka.
4.4 Nestabilni odčitki spremenljivega tlaka
To težavo je mogoče odpraviti tako, da izolirate zunanje vire motenj, preverite puščanje v-prevodni cevi, preverite ostanke v cevovodu, pregledate diafragmo, ali so znaki obrabe ali deformacije, in preverite-glavo membrane za zaznavanje tlaka.
5. Zaključek
Senzorji tlaka se pogosto uporabljajo. Ne glede na to, ali so domači ali uvoženi, lahko med uporabo pride do različnih okvar zaradi delovnega okolja, nepravilnega delovanja ali notranjih razlogov. Zato ne smemo le delovati v skladu s standardnimi specifikacijami v priročniku z navodili, ampak tudi obvladati pravilno diagnozo napak, vzdrževanje in popravilo, da zagotovimo življenjsko dobo in natančnost merjenja senzorja tlaka.
