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校準(zhǔn)壓力變送器時(shí)面臨的基本問題以及校準(zhǔn)步驟

來源：上海自動(dòng)化儀表有限公司作者：發(fā)表時(shí)間：2019-09-11 13:20:41【小中大】

過程工業(yè)中使用的壓力變送器是非常耐用和可靠的儀器。即便如此，它們?nèi)匀恍枰ㄆ诰S護(hù)和校準(zhǔn)以確保最佳性能。對許多人來說，這是一個(gè)混亂的領(lǐng)域。本篇博文為您詳細(xì)介紹了校準(zhǔn)壓力變送器時(shí)面臨的基本問題以及校準(zhǔn)步驟。其中，典型問題包括：

1.我們是否過于頻繁地校準(zhǔn)變送器，導(dǎo)致過多的停機(jī)時(shí)間和不必要的維護(hù)費(fèi)用？

2.我們是否經(jīng)常校準(zhǔn)我們的變送器，導(dǎo)致質(zhì)量問題和產(chǎn)品可能丟失？

3.我們是否正確校準(zhǔn)了變送器？

與生活中的大多數(shù)事情一樣，沒有“一刀切”的答案。但是，有一些簡單的最佳實(shí)踐指南，可以對其進(jìn)行修改以適應(yīng)特定的應(yīng)用程序。本文有助于回答過程工廠人員在校準(zhǔn)方面面臨的基本問題。

影響因素：

每個(gè)過程工廠必須根據(jù)歷史性能和過程相關(guān)要求確定正確的校準(zhǔn)間隔。您需要考慮的可能影響此決定的因素有：

a.是否有必須遵守的地方，國家，安全或環(huán)境法規(guī)？

b.您需要校準(zhǔn)的原因是什么：質(zhì)量，安全或標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)？

1.工藝條件：

a.是否有均勻的工藝流體，壓力/溫度穩(wěn)定？

b.工藝條件是否會顯著波動(dòng)？

c.壓力變送器是否存在堆積，腐蝕或磨損的風(fēng)險(xiǎn)？

d.是否會出現(xiàn)劇烈振動(dòng)？

2.環(huán)境條件：

a.壓力變送器是否可以安裝在濕度低，溫度正?；蚍€(wěn)定且污染物少，如灰塵或污垢的良好控制環(huán)境中？

b.室外變送器是否暴露在各種天氣條件或高濕度下？

如果您沒有重要的歷史或法規(guī)要求來指導(dǎo)您開發(fā)校準(zhǔn)程序，那么一個(gè)好的起點(diǎn)是遵循以下一般準(zhǔn)則：

a.在受控環(huán)境中安裝在具有穩(wěn)定條件的過程中的直接安裝壓力變送器應(yīng)每四到六年校準(zhǔn)一次。

b.安裝在具有穩(wěn)定條件的過程外部的直接安裝的壓力變送器應(yīng)每隔一到四年校準(zhǔn)一次，具體取決于環(huán)境條件。

如果在壓力變送器上采用遠(yuǎn)程隔膜密封，則校準(zhǔn)間隔應(yīng)減少兩倍。這是因?yàn)檫h(yuǎn)程隔膜密封采用比直接安裝配置更多的填充流體。因此，它將受到來自過程或環(huán)境溫度波動(dòng)的更多機(jī)械應(yīng)力。大多數(shù)遠(yuǎn)程隔膜是齊平面，隔膜容易受到物理損壞，這可能導(dǎo)致偏移或線性問題。如果該過程經(jīng)常出現(xiàn)明顯的壓力波動(dòng)或過壓事件，則將校準(zhǔn)間隔減少兩倍是一個(gè)很好的經(jīng)驗(yàn)法則。

3.準(zhǔn)確性：

校準(zhǔn)的最大允許誤差（MPE）是多少？許多人錯(cuò)誤地將制造商的參考精度作為其校準(zhǔn)目標(biāo)。不幸的是，這意味著它們的MPE太緊，校準(zhǔn)過程中的不合格率很高。在最壞的情況下，對于非常嚴(yán)格的公差MPE，它們的現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室測試設(shè)備可能無法校準(zhǔn)其某些變送器。制造商的參考精度基于嚴(yán)格控制的環(huán)境條件，這些條件在工廠環(huán)境中很少（如果有的話）重復(fù)。使用校準(zhǔn)目標(biāo)的參考精度也未考慮儀器的長期穩(wěn)定性。

隨著時(shí)間的推移，所有儀器都會因老化和機(jī)械部件的簡單磨損而輕微降低精度。建立MPE時(shí)需要考慮這一點(diǎn)。一般而言，除非有減輕的情況，否則最好設(shè)置一個(gè)合理的MPE，這是通過標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室測試設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的。測試設(shè)備以精確的壓力源開始，以模擬變送器輸入。相應(yīng)的輸出通過萬用表測量，用于專用設(shè)備和帶數(shù)字輸出的智能變送器。

您打算使用的測試設(shè)備應(yīng)該可以追溯到國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院。作為一般建議，您的參考設(shè)備應(yīng)至少比正在校準(zhǔn)的壓力變送器精確三倍。

執(zhí)行校準(zhǔn)步驟：

確定校準(zhǔn)間隔和MPE后，即可在壓力變送器上執(zhí)行實(shí)際校準(zhǔn)程序。最佳做法建議是：

1.將變送器安裝在穩(wěn)定的夾具中，不得振動(dòng)或移動(dòng)。

2.在執(zhí)行校準(zhǔn)之前鍛煉傳感器或膜。這意味著施加壓力并將水平提高到最大范圍的約90%。對于150 psi的電池，這意味著將其加壓至130-135 psig。保持此壓力30秒，然后放空。您的整體結(jié)果將比校準(zhǔn)“冷”時(shí)好得多。

3.執(zhí)行位置調(diào)零（變送器歸零）。這很重要，因?yàn)橛糜谛?zhǔn)的夾具的方向可能與在過程中安裝變送器的方式不同。如果不通過跳過此步驟來糾正此問題，則可能導(dǎo)致不合格。

4.開始校準(zhǔn)程序。通常這意味著三個(gè)點(diǎn)（0%/50%/100%）然后下降三個(gè)點(diǎn)。4-20 mA輸出在三個(gè)點(diǎn)應(yīng)為4 mA，12 mA和20 mA。應(yīng)保持每個(gè)測試點(diǎn)并使其穩(wěn)定，然后再進(jìn)行下一個(gè)測試點(diǎn)。通常這應(yīng)該不超過30秒。如果您對儀器的性能要求更高的置信度，則可以使用更多的點(diǎn)。

5.將壓力變送器的結(jié)果與參考設(shè)備進(jìn)行比較。

6.記錄您的記錄結(jié)果。

校準(zhǔn)應(yīng)在盡可能穩(wěn)定的環(huán)境中進(jìn)行，因?yàn)闇囟群蜐穸葧绊懕粶y壓力變送器以及壓力參考。如果校準(zhǔn)結(jié)果在MPE內(nèi)，請勿嘗試提高變送器的性能。許多最終用戶犯的一個(gè)錯(cuò)誤是定期對壓力變送器進(jìn)行調(diào)整，即使在新設(shè)備上也是如此。在新的變送器上執(zhí)行傳感器調(diào)整本質(zhì)上是在當(dāng)前工廠環(huán)境條件下的單點(diǎn)校準(zhǔn)，而不是堅(jiān)持原始工廠校準(zhǔn)。

壓力變送器的工廠校準(zhǔn)在嚴(yán)格控制的環(huán)境中進(jìn)行，并包含多達(dá)100個(gè)測試點(diǎn)。在現(xiàn)場條件下對新壓力變送器執(zhí)行傳感器調(diào)整將導(dǎo)致設(shè)備以低于最佳容量運(yùn)行。傳感器配件只能由合格的技術(shù)人員在制造商的指導(dǎo)下進(jìn)行。

誰應(yīng)該進(jìn)行校準(zhǔn)？

即使目前有成熟的校準(zhǔn)和參考設(shè)備，在校準(zhǔn)壓力變送器時(shí)也無法替代經(jīng)過適當(dāng)培訓(xùn)的技術(shù)人員。技術(shù)人員不僅需要接受校準(zhǔn)過程機(jī)制的培訓(xùn)，他還必須具備完成和維護(hù)文檔的同等資格。重復(fù)性是關(guān)鍵。在校準(zhǔn)的世界中，如果沒有正確記錄，則不會發(fā)生。

有時(shí)，維護(hù)技術(shù)人員無法在標(biāo)準(zhǔn)維修車間執(zhí)行校準(zhǔn)。對于這些情況，需要通過ISO 17025認(rèn)證的組織。ISO 17025認(rèn)證的組織不僅可以執(zhí)行更嚴(yán)格的校準(zhǔn)，還可以提供其他價(jià)值：

1.經(jīng)認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室可以簡化校準(zhǔn)審核過程。

2.經(jīng)認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室使用的過程和方法極其可重復(fù)，因此從審核員的角度對結(jié)果充滿信心。

3.經(jīng)認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室的年度審核確保其在注冊工作范圍內(nèi)始終如一地保持高水平。

壓力變送器的“正確”校準(zhǔn)周期取決于校準(zhǔn)和應(yīng)用的目的。在同一工廠的不同操作單元或過程中使用的相同壓力變送器可能需要不同的校準(zhǔn)間隔。

比儀器的校準(zhǔn)間隔更重要的是：

1.建立正確和現(xiàn)實(shí)的MPE

2.遵循正確的校準(zhǔn)程序

3.正確訓(xùn)練執(zhí)行校準(zhǔn)的人員

4.正確記錄校準(zhǔn)結(jié)果

遵循這些指導(dǎo)原則并根據(jù)實(shí)際工廠運(yùn)行條件進(jìn)行判斷將有助于建立適當(dāng)?shù)男?zhǔn)實(shí)踐。

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