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溫度變送器故障分析及處理辦法

發布時間:2018-07-06     瀏覽次數:

溫度變送器應用的非常廣泛,因為使用環境、現場、以及配套的儀表的千差萬別,工程師、技術員或者維修人員在使用過程中遇到過各種各樣的問題。在此,筆者結合多年的工作經驗,簡要地分析一下幾個主要的引起溫度變送器故障的原因。

1、溫度傳感器引起的故障

這是常見的也是好判斷的故障。在使用過程中,一旦出現溫度變送器輸出異常,首先檢查溫度傳感器是否出現故障。在溫度變送器電路正常的情況下,有以下幾種情況。

(1)溫度傳感器斷路。溫度變送器都有溫度傳感器熔斷報警功能,此時無論變送器前端接的是熱電阻還是熱電偶,都會表現為變送器輸出值小于標準信號即小于4mA。目前標準的熔斷報警電流是3.75mA,當測試溫度變送器輸出時,萬用表顯示的電流值為3.75mA,同時變送器模塊的紅燈閃爍,即可判定溫度傳感器斷路,更換前端的探頭即可解決。
有的客戶因為上位儀表的差異,對熔斷報警電流有特殊要求的,廠家是可以定制的,比如要求熔斷報警電流小于3mA的,在保證精度的情況下可以做到2.95mA,甚至更低。

(2)溫度傳感器短路。此時溫度變送器輸出的數值一般沒有規律,是個異常值,可以理解成軟件中的“亂碼”。事實上由于溫度傳感器短路的原因,經過恒流源激勵后流入單片機的電壓有可能是個異常的電壓值,再經過系列的AD轉換、放大、DA轉換,最終輸出的就是一個非正常的數值。如果前端電路處理得好,溫度變送器模塊不會損壞,處理不好的電路就會損壞模塊。

(3)溫度傳感器“虛斷虛短”。這種情況一般是溫度變送器時而正常,時而不正常。大多數原因屬于溫度傳感器封裝質量的問題,更換探頭即可解決。

2、供電電源引起的故障

正常的溫度變送器供電范圍是9~30VDC,或者8.5~30VDC,客戶現場使用較多的是12VDC、24VDC直流開關電源。一般情況下,電源不會對溫度變送器造成損壞。如果電源出現問題,就很有可能損壞溫度變送器。

(1)供電電壓偏低。溫度變送器供電電路的設計一般情況是留有余量的,如果低于標準供電電壓2~3VDC(當然,低功耗的溫度變送器根據不同的輸出,可以做到5VDC供電,甚至3.3VDC供電),在確保溫度變送器正常功耗的情況下,溫度變送器是可以正常工作的。即使不能滿足溫度變送器正常工作所需的功耗,溫度變送器只是不會正常工作,也不會損壞。

(2)供電電壓偏高。一般情況下,電圧不能超過32VDC,超過基本會損壞溫度變送器。即使僥幸電源電路中沒有元件燒毀,也會降低其使用壽命。

(3)共用電源的問題。在系統中,多數設備共用同一電源的現象非常普遍。一般情況下,同一功耗量級的設備基本會相安無事,就怕系統中有大功率的設備或者不斷起停的設備,輕則會造成電荷堆積引起干擾,重則會產生浪涌。因此,工程師在設計電路時,具體分析下所用的設備和儀器儀表,將不同類型的設備、儀器儀表分開供電,做到互不干擾、互不影響。

3、浪涌的災難

浪涌是損壞溫度變送器的最常見的黑手。浪涌的定義如下。浪涌也叫突波,顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質上講,浪涌是發生在僅僅幾百萬分之一秒時間內的一種劇烈脈沖。可能引起浪涌的原因有:重型設備、短路、電源切換或大型發動機。而含有浪涌阻絕裝置的產品可以有效地吸收突發的巨大能量,以保護連接設備免于受損。
看完上述定義,浪涌的殺傷力我就不用細說了,估計您應該覺得損壞溫度變送器也是正常的吧!如果您的系統或者設備中有上述情況存在,不僅要選用隔離型的溫度變送器,而且要做好各種接地、絕緣、屏蔽、保護電路等保護措施。因為除了溫度變送器,系統中的其他設備也可能在浪涌的災難下不能幸免于難。

4、電磁干擾的麻煩

大的電機、大型機械、反應釜、電力設備、傳輸線路、無線電、甚至偶然經過的大型設備等能夠產生電磁場的,基本都會有電磁波的傳導或者輻射,電磁干擾種類繁多,沒辦法盡述。因此,有經驗的工程師或者技術員在現場就要仔細分析自己現場環境,采取必須的措施。在設計之初,就把電磁干擾作為防范的重點,做到防患于未然,努力減少后續使用過程中的麻煩。

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