Os transmissores são um componente importante dos sistemas de controle automático. Os transmissores de pressão são usados principalmente para medição e controle de parâmetros de pressão em processos industriais, e suas aplicações são difundidas nas indústrias de petróleo, química e energia. Existem muitos tipos de transmissores de pressão, classificados de diferentes maneiras de acordo com seus princípios de funcionamento e utilizações. Os transmissores de pressão são usados principalmente para exibição remota e controle de pressão. Eles geralmente operam em ambientes com alta temperatura, baixa pressão, corrosão e vibração, resultando em maior probabilidade de falha. Portanto, a pesquisa sobre os fatores que influenciam e as falhas comuns dos transmissores de pressão é muito significativa.
1. Tipos comuns de transmissores de pressão
Um transmissor de pressão é um instrumento que pode converter variáveis de pressão em um sinal de saída padrão. Existe uma certa relação funcional entre a variável de pressão e o sinal de saída. De acordo com diferentes princípios de funcionamento, os transmissores de pressão podem ser divididos nos seguintes tipos:
(1) Transmissores piezoresistivos. Os transmissores piezoresistivos aplicam pressão na superfície frontal de um diafragma, causando deformação. Um resistor de filme{3}}grosso está impresso na parte traseira do diafragma-de detecção de pressão, formando uma ponte de Wheatstone. Sob o efeito piezoresistivo, a ponte gera um sinal de tensão que é diretamente proporcional à tensão de excitação.
(2) Transmissores piezoelétricos. Os transmissores piezoelétricos utilizam o efeito piezoelétrico positivo. Este efeito envolve a aplicação de força externa a um eletrólito, causando deformação. A polarização ocorre dentro do eletrólito, resultando em cargas positivas e negativas em suas duas superfícies. Quando a força externa é removida, o eletrólito retorna ao seu estado descarregado. A polaridade da carga muda com a direção da força aplicada. A aplicação de um campo elétrico na direção da polaridade do eletrólito também causa deformação; esta deformação desaparece após a remoção. Este é o efeito piezoelétrico inverso.
(3) Transmissores de extensômetros. Adesivos especiais são usados para unir os extensômetros, gerando assim tensão mecânica. Quando a força na máquina muda, os extensômetros de resistência também se deformam até certo ponto, afetando assim o valor da resistência e alterando a tensão no resistor. No entanto, a mudança no valor da resistência é relativamente pequena neste caso. Normalmente, eles formam uma ponte de deformação, que é amplificada pelo amplificador de instrumentação e finalmente transmitida ao circuito de processamento para exibição ou execução.
(4) Transmissor capacitivo. Os transmissores capacitivos são divididos em tipos elétricos e pneumáticos. O sinal de entrada padronizado do primeiro é um sinal DC, e o sinal de saída do último é uma pressão de gás. As duas pressões do meio medido são inseridas nas câmaras de alta e baixa pressão respectivamente, atuando nos diafragmas de isolamento em ambos os lados do elemento sensível. O diafragma de medição e os eletrodos nas folhas isolantes de ambos os lados formam um capacitor. Quando a pressão em ambos os lados for diferente, o módulo será deslocado e a corrente em ambos os lados será diferente. Sob a ação de oscilação e ajuste, são formados sinais de corrente, tensão ou saída digital.
2. Princípio de funcionamento do transmissor de pressão
O transmissor de pressão consiste em um circuito modular, cabeçote de exibição, sensor de elemento sensor de pressão e invólucro. A diferença de pressão dos dois tubos guia de pressão atua no diafragma medida pelo sensor transmissor. O elemento de medição converte o sinal de pressão recebido em um sinal padrão de corrente e tensão e envia o sinal para o alarme, registrador e regulador para medição secundária.
3. Falhas comuns de transmissores de pressão
Os transmissores de pressão inevitavelmente apresentam várias falhas durante o uso. Muitos fatores podem afetá-los, como vazamento de fluido de enchimento entre a partição interna e o elemento sensor, desvios de ponto-zero e alcance e saída instável, todos os quais podem levar à diminuição da precisão ou até mesmo danos. As condições climáticas também afetam o transmissor; por exemplo, quedas de raios podem danificar o circuito do diafragma, causando falha de comunicação. Ambientes úmidos podem danificar a fiação. A seleção inadequada da faixa pode causar deformação irreversível do elemento sensor. Vários tipos de falhas comuns são descritos abaixo:
(1) Falhas no Circuito Quando ocorre uma falha na linha, o computador exibe valores anormais. Abra a caixa de junção do transmissor e verifique se há conexões soltas, curtos-circuitos ou circuitos abertos. Solucione problemas usando métodos como medição de fonte de alimentação, isolamento e resistência.
(2) Interferência de conversão de frequência. Durante a fiação, várias linhas de sinal interferem entre si, especialmente quando as linhas de energia e as linhas de sinal estão conectadas no mesmo conduíte. Essa interferência é mais grave e pode fazer com que o transmissor não se comunique ou até mesmo funcione mal. Isto pode ser evitado aumentando a distância entre o cabo do instrumento e a bandeja do cabo de alimentação.
(3) Falha na torneira de pressão. As falhas na torneira de pressão normalmente incluem três tipos: bloqueio, vazamento de ar e acúmulo de líquido. O bloqueio geralmente é causado por drenagem prematura ou mídia suja/pegajosa. O vazamento de ar é causado por inúmeras conexões de transmissores, válvulas-de fechamento e outros acessórios, aumentando o número de pontos de vazamento. O acúmulo de líquido geralmente é causado por tomada inadequada de pressão de gás ou instalação incorreta da torneira de pressão, o que afeta a precisão da medição.
Falha na transmissão do sinal elétrico. O uso ou manutenção inadequada de transmissores de pressão pode facilmente levar a falhas na transmissão de sinais elétricos. Por exemplo, colocar o transmissor próximo ao dispositivo que está sendo testado para economizar tempo pode fazer com que a distância de transmissão do sinal seja muito grande, resultando em interferência ou atenuação do sinal. Nesses casos, a área-da seção transversal do cabo deve ser aumentada conforme necessário.
4. Solução de problemas do transmissor de pressão
4.1 Sinal de Saída Zero
Quando o transmissor de pressão exibe pressão zero, as seguintes etapas podem ser executadas: Primeiro, verifique se há pressão na tubulação e se o instrumento está alimentado normalmente. Em seguida, verifique se a polaridade da fonte de alimentação está invertida. Por fim, verifique a placa de circuito eletrônico, o sensor de pressão e a tensão de alimentação do transmissor.
4.2 Sem resposta quando a pressão é aplicada
Se não houver resposta quando a pressão for aplicada, verifique se as válvulas no tubo de tomada de pressão estão funcionando corretamente, se o jumper da função de proteção do transmissor está funcionando corretamente, se o tubo de tomada de pressão está bloqueado, verifique o ponto zero e a faixa do transmissor e substitua o sensor de pressão.
4.3 Desvio de Leitura da Variável de Pressão
Quando o transmissor de pressão exibir uma leitura de pressão significativamente maior ou menor que o normal, verifique primeiro se há vazamento no tubo de tomada de pressão. Em seguida, verifique as válvulas no tubo de tomada de pressão e faça-o ajuste fino do sensor. Se o problema persistir, substitua o sensor de pressão.
4.4 Leituras de variáveis de pressão instável
Esse problema pode ser solucionado isolando fontes de interferência externas, verificando se há vazamentos no tubo condutor-de pressão, verificando se há detritos na tubulação, inspecionando o diafragma em busca de sinais de desgaste ou deformação e verificando a cabeça do diafragma-sensível à pressão.
5. Conclusão
Sensores de pressão são amplamente utilizados. Seja nacional ou importado, diversos problemas de funcionamento podem ocorrer durante o uso devido ao ambiente de trabalho, operação inadequada ou motivos inerentes. Portanto, não devemos apenas operar de acordo com as especificações padrão do manual de instruções, mas também dominar o diagnóstico correto de falhas, manutenção e conhecimento de reparo para garantir a vida útil e a precisão da medição do sensor de pressão.
