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1、仪表故障处理手册目 录第1章 仪表基础知识11.1 仪表分类11.2 计量检定11.3 仪表性能指标21.4 误差分析基础21.5 其他常用知识3第2章 压力测量仪表12.1 压力表22.2 压力变送器3第3章 温度测量仪表83.1 双金属温度计83.2 热电阻温度计93.3 温度变送器12第4章 物位测量仪表154.1 浮球液位控制器154.2 磁翻板液位计174.3 雷达液位计18第5章 流量测量仪表205.1 孔板流量计205.2 旋进旋涡流量计235.3 涡街流量计275.4 电磁流量计295.5 罗茨流量计31第6章 站控系统356.1 基本概况356.2 结构组成356.3 工作过
2、程366.4 故障处理366.5 故障判断方法36第7章 自动排液系统387.1 结构组成387.2 工作原理397.3 故障处理397.4 注意事项43附录A 故障处理实例441、温度变送器故障442、孔板流量计故障443、站控系统故障454、自动排液系统故障45第1章 仪表基础知识1.1 仪表分类传感器定义：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定关系的便于应用的某种物理量的测量器件或装置。仪表的分类方法很多，根据不同的原则可以分为许多类：（1）检测仪表的分类根据其检测被测量的不同分为：温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、物位检测仪表、分析仪表。（2）显示仪表的分类根据记录
3、、指示、模拟和数字等功能的不同分为：记录仪表、指示仪表、模拟仪表、数显仪表。（3）在自控仪表的校准、维修、安装过程中，有些仪表称为一次仪表，有些仪表称为二次仪表。一次仪表是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表，如压变，温变等。热电阻、热电偶一般不称其为仪表，而称为感温元件。实际应用中我们把安装在现场的仪表（个别除外，如电动阀门定位器）统称为一次仪表。二次仪表是指仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称，其信号通常来自一次仪表的传送信号。二次仪表通常安装在值班室内的仪表盘上。 仪表分类只是为仪表维修、维护、安装及管理上方便，如何进行分类及称谓还要根据实际情况而定。1.2 计量检定计量检
4、定是指为评定计量器具的计量性能，确定其是否合格所进行的全部工作，包括检验和加封盖印等。它是进行量值传递的重要形式，是保证量值准确一致的重要措施。计量检定按照管理环节的不同，可以分以下五种：周期检定、出厂检定、修后检定、进口检定、仲裁检定。计量器具按照管理性质的不同，可以分为强制检定和非强制检定，两者又统称为计量法制检定。1.3 仪表性能指标检测仪表中常用的基本性能包括测量范围及量程、基本误差、精度等级、灵敏度、分辨率、漂移、可靠性以及抗干扰性能指标等。（1）测量范围：是指该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。（2）量程：量程=测量上限值-测量下限值。（3）零点迁移：是指零点的变化，而量程
5、迁移是指量程的变化。（4）灵敏度：反应仪表对被测参数变化的灵敏程度，常以在被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入量之比作为灵敏度。（5）分辨率：又称灵敏限，它是仪表输出能响应和分辨的最小输入量，是灵敏度的一种反应。（6）误差的分类 绝对误差：某被测量的仪表显示值与约定真值之间的差值。 相对误差：绝对误差与约定真值的百分比。 引用误差：绝对误差与仪表满量程的百分比。 最大引用误差：最大绝对误差与量程的百分比。 回程误差：相同条件下，被测量不变，计量器具正反行程不同时其示值之差。 精度:是衡量仪表测量数值精确度的重要指标,用最大引用误差去掉“”和“%
6、”表示,其序列为0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、1.0、1.5、2.5等。1.4 误差分析基础误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差等。（1）准确度:测量中系统误差的反映,表征测量结果偏离真实值的程度。通常认为，测量准确度是一个定性的概念，不宜将其定量化。例如，不宜说准确度为0.25%、16mg或16mg等。在实际工作中，测量准确度可以用测量结果对约定真值的偏移来估计。（2）精密度:测量中随机误差的反映,是指在规定条件下获得的各个独立观测值之间的一致程度。1.5 其他常用知识（1）压力单位换算：1巴（bar）=105帕（Pa） 1达因/厘米2（dyn/cm2）=0.1帕（Pa）
7、 1托（Torr）=133.322帕（Pa） 1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa） 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa） 1工程大气压=98.0665千帕（kPa） 1千帕（kPa）=0.145磅力/英寸2（psi）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2） =0.0098大气压（atm） 1磅力/英寸2（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/厘米2（kg/cm2）=0.0689巴（bar）=0.068大气压（atm） 1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=14.696磅/英寸2（psi）=1.0333巴（bar）简化公式：1 M
8、Pa1 bar101 kPa 145 psi10 atm 10 kgf/cm2（2）标准状态：气体的体积是随温度和压力而变化的，因此在测量天然气体积流量时，必须指定某一温度和压力作为计量的标准温度和压力,称之为“基准状态”和“标准状态”，我国SYL 04-83（天然气流量与标准孔板计量方法）中规定：20，1个标准大气压（101.325KPa）作为我国的天然气计量的标准状态。31第2章 压力测量仪表压力是油气田生产的重要参数之一。实际工作中我们所谓的压力，等于物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力，物理公式为P=F/S。在压力测量中，有绝对压力、表压力、真空度三种。常用是表压力。绝对压力是
9、指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号Pj来表示。由于地球有重力，空气有质量，因此地面上的空气柱所产生的压力称为大气压力，用符号Pq来表示。绝对压力与大气压力之差，称为表压力，用符号Pb来表示，即Pb=Pj-Pq。图2-1 表压、绝对压力、负压的关系真空压力表：当绝对压力小于大气压力值时，表压力为负值，此负压力值的绝对值，称为真空度，用符号Pz来表示。用来测量真空度的仪表称为真空表，这种仪表通常在真空加热炉上安装，用来测量其内的真空度。 耐震压力表：与压力表相同，不同的是表盘内充装有硅油，具有耐震性，安装在有震动的位置。 图2-2真空压力表 图2-3 耐震压力表2.1 压力表目前所用
10、的普通压力表绝大多数都是弹簧管压力表。弹簧管压力表的精度等级有0.4、1.0、1.5、1.6、2.5级等。现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm、100mm、150mm 三种规格。庆深气田所应用的压力表主要有如下两大类：（1）普通表，精度等级1.6，表盘直径100mm；（2）精密压力表，精度等级0.4，表盘直径为150mm。 图2-4 普通压力表 图2-5 精密压力表2.1.1 结构组成基座、弹簧管、拉杆、扇形齿轮、中心齿轮、中心轴、指针、表盘、油丝、上、下夹板等。 图2-6 压力表结构图2.1.2 工作原理当弹簧管的固定端通入被测压力后，由于椭圆形截面在压力的作用下将趋向圆形，弯成圆弧形
11、的弹簧管随之向外挺直扩张变形。由于变形，其弹簧管的自由端产生位移，输入压力与自由端的位移成正比。测得自由端的位移量，就能反映压力的大小。2.1.3 注意事项（1）压力表的选用压力测量的准确与可靠性跟压力表的选择和使用方法有着密切的关系。如果选用不当，不仅不能正确反映压力的大小，还可能引起生产事故。应根据工艺生产过程对压力测量的要求，按经济原则，合理地对仪表种类、型号、量程、精度等级等方面进行选择。选择时主要应从以下三个方面进行考虑： 仪表类型的选用：主要从能满足工艺生产的要求和价格方面来考虑。例如，是需要就地指示还是需要远传、自动记录或报警；被测介质的理化性能（如腐蚀性、温度高低、粘度大小、脏
12、污程度、易燃易爆炸等）是否对测量仪表有特殊要求；现场环境条件（如高温、电磁场、振动等现场安装条件）对仪表类型是否有特殊要求等。 仪表测量范围的确定：为了兼顾压力表的使用寿命和具有足够的测量准确性，选用压力表量程的原则：在测量较稳定的压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的2/3处。测量脉动压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的1/2处。一般情况下被测压力值不应小于压力表测量上限值的1/3。 仪表精度等级的选取：主要根据生产上允许的最大误差来确定。一般来说，仪表精度等级越高，价格就越昂贵，操作维护要求也越高。因此，选择时应在满足要求的前提下，尽可能选用精度较低、结构简单、价廉且耐用的压力表
13、。（2）为了防止漏气，在安装压力表时应加密封垫片。（3）压力表应安装在易观察、检修的地方。（4）耐震压力表的硅油应在2/3左右，不能装的太满否则夏季热膨胀可能会导致表盘破裂，亦不能装的太少，否则起不到耐震的效果。2.2 压力变送器压力变送器是油田生产中最常用的压力检测仪表，一方面可以就地显示或指示现场压力值，另一方面可以将压力信号转换为标准的（420）mADC电流值，送入值班室工控机内显示。2.2.1 分类按照测量原理可分为：应变式、压阻式、压电式、电容式、电阻式、电感式。按智能程度分：普通模拟型和智能型。所谓智能变送器，就是指变送器内装有微处理器，可以在手持终端上进行组态，设定仪表的零点和改
14、变量程，显示仪表目前的工作状态，能自己诊断故障，并能和相同通信协议的设备进行数字通信。它是现代计算机技术和通讯技术发展的产物。压力变送器中包含一类特殊变送器叫差压变送器。差压变送器与压力变送器的区别是有两个取压点，一个是高压，一个是低压。主要与流量节流元件配套使用测量流量仪表。该类型仪表往往与三阀组或者五阀组配套使用。 图2-7 压力变送器 图2-8 差压变送器 图2-9 三阀组 图2-10 五阀组2.2.2 结构组成主要由感压膜盒、接线端子、电子线路板、外壳组成。图2-11 压力变送器结构图2.2.3 工作原理工作时，高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给灌充液，接着灌充液将压力传递到传感器中心的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随所受压力而变化,且位移量与压力成正比。两侧的电容极板检测传感膜片的位置。传感膜片和电容极板之间电容的差值被转换为相应的电流信号。基本工作原理可用如下方框图表示：图2-12 压力变送器工作原理方框图2.2.4 故障判断（1）故障判断流程在处理故障时应向工艺人员了解故障情况，了解工艺情况，如被测介质情况，简单工艺流程等。故障处理可以按下图所示思路进行判断和检查。图2-13 压力变送器故障判断流程图（2）常见故障判断表2-1 压力变送器常见故障故障表现故障原因故障处理
