温度对被检压力变送器的影响有哪些

随着油田智能化、数字化改造的深入开展,智能化计量器具在油气生产现场广泛应用,起到了数据的采集、传输、控制、报警、监控等功能。为了保证计量数据准确、可靠,需要按照国家检定规程或校准方法的要求开展计量器具定期检测工作。但是,部分计量器具存在因生产系统持续运行不能拆卸、计量器具连接部分锈蚀不易拆卸、运输和安装过程易造成计量器具损坏、送检期间需要配备大量备用表等问题,使计量器具无法按期开展检测或造成检测延迟,不能保证计量数据的准确可靠。

防爆压力变送器的应用

因此,计量检测工作需要走出实验室,深入现场开展检测或比对,保证计量器具量值溯源或传递的可靠性。但是现场检测环境条件比较复杂,影响检测结果的不确定因素较多,如温度、高度、振动、电磁等,难以满足检定规程的要求。以压力变送器为例,探讨温度对其检测结果准确性的影响。为了说明环境温度的变化对被检压力变送器的影响,需要通过大量的试验分析。

1、需要选择试验的环境温度。环境温度的影响应在制造商规定的温度范围内测量,一般可参照使用说明书;若未规定温度值,根据GB/T 17214.1—1998《工业过程测量和控制装置工作条件第一部分:气候条件》[2]中各种场所等级的气候条件参数和严酷度,选定温度限制范围。考虑各油气田所在区域温度情况,并参考17个压力变送器厂家的使用说明书,除去恶劣环境条件,选定在-20~50℃温度限值范围内开展试验。

2、选择试验方法。在GB/T 17614.1—1998《工业过程控制系统用变送器第1部分:性能评定方法》[3]“7试验程序和试验报告中规定:环境温度试验方法详细描述参照IEC 61298-3”,而GB/T 18271.3—2017《过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第3部分:影响量影响的试验》[4]等同采用IEC 61298-3。因此,试验方法主要参照GB/T18271.3—2017中“5环境温度影响”开展试验。

利用允差为±2℃,环境温度的变化速率小于1℃/min的高、低温试验箱温度。试验标准压力值以规程规定为主,按量程一般均匀选取5~6个试验点(包括零点及满量程)。将压力变送器放入高、低温试验箱中,以10℃为间隔,逐渐升温(降温)至温度范围上(下)限,待温度稳定且保持不少于3 h后,进行温度影响示值误差试验。

对参与试验的26块压力变送器,分别读取试验数据。根据试验数据计算不同温度下的压力示值误差,选出部分典型数据进行汇总(表2)。

通过试验可以看出,压力变送器的具有代表性的3种结果分别为:

表2 压力变送器各温度点示值误差汇总表

表2 压力变送器各温度点示值误差汇总表

3、除20℃合格,其他温度点均不合格,如序号为1的压力变送器。出现这类问题最主要的原因是温度补偿装置出现问题。传感器是由金属材料和半导体材料制作而成的敏感元件,它的静特性与温度有非常密切的关系,采取适当的补偿措施对传感器的温度附加误差进行修正,可提高测量的准确性。

传感器的温度补偿一般可分为内部补偿和外部补偿2种。内部补偿是通过设计传感器的结构,完善制造工艺,控制敏感材料特性等方式来减小温度的影响;外部补偿方式主要分为硬件补偿方法和软件补偿。任何一部分出现问题都会导致温度补偿故障,使压力变送器出现不合格,此种不合格的压力变送器需返厂修理。因此,在现场检测时,如果现场温度无法控制,建议对于检测不合格的压力变送器送至实验室再次开展检测工作。

4、在所有的温度下均合格,如序号为2的压力变送器。该种压力变送器性能稳定、可靠,是系统计量中最期望的情况。

5、在-20℃时不合格,其他点均合格的压力变送器,如序号4的压力变送器;在-10℃、-20℃不合格,其它点合格的压力变送器,如序号3的压力变送器。

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