浅谈温度变送器检验、维护与故障处理

【摘要】温度变送器作为典型的温度计量仪表，为保证其计量性能满足现场使用要求，需开展定期的检验测试及运行维护工作，并需对现场出现的设备故障进行及时的修复与处理。本文旨在对温度变送器的典型检验维护与故障处理技术进行介绍。

引言

温度变送器采用热电偶、热电阻作为测温元件，从测温元件输出信号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的标准电流或电压信号。主要用于工业过程温度参数的测量与控制[1]。

温度变送器通常由两部分组成：测量单元、信号处理和转换单元。有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。如图1所示。

   

1温度变送器的检验、测试方法

在温度变送器的使用过程中应定期对变送器进行检查与性能测试，温度变送器的日常检查项目主要包括表1所示的内容。

在对温度变送器进行日常检查的同时，还应对温度变送器的计量性能和绝缘性能进行周期性测试，通常要求检验周期不超过1年。

温度变送器是绝缘性能测试应在停电情况下进行。拆下接线后用500V兆欧表测试变送器接线端子与外壳间的绝缘电阻，该电阻应符合表2要求[2]。

表1温度变送器的日常检查项目与要求

检查项目	基本内容
外观检查	外壳有无脱漆、破损、裂痕以及被撞击痕迹和紧固件缺损等情况。
内部检查	检查元器件、零配件、连接件有无缺损、断裂、变形、腐蚀、密封不良等情况。
感温元件检查	感温元件和引线，应清洁、干燥、完整、无锈，金属电阻丝绕制整齐，无外露碰壳，骨架无破裂，无明显弯曲，电阻体的导热片应紧贴温度计的保护套管内壁。保护套管完整无损，无凹痕、划痕和显著锈蚀。
温井检查	检查温井的安装和锈蚀情况，应无明显可视缺陷。

表2温度变送器绝缘电阻技术要求

试验部位	技术要求	说明
输入、输出端子短接——外壳	20MΩ	适用于二线制变送器
电源端子——外壳	50MΩ	适用于四线 制变送器
输入、输出端子短接——电源端子	50MΩ
输入端子——输出端子	20MΩ	只适用于输入、输出隔离的变送器

温度变送器的计量性能检验可以采用两种方式：带传感器检验、不带传感器检验[3]。

1）带传感器检验：将变送器传感部分插入标准温度源，通过改变标准温度输入，校准变送器输出电流。

2）不带传感器检验：断开变送器的传感元件（热电阻、热电偶），使用标准电阻源及过程检验设备，单独校准变送器的信号转换部分。

以热电阻式温度变送器为例，如图2、图3为两种检验方式下的校验设备连接图。

实际使用过程中，温度变送器的热电阻、热电偶等传感元件的出现故障及偏差的几率相对较低，引入误差不大，通常可以采用不带传感器的方式对温度变送器进行检验。在要求较高场所，或对传感元件性能及精度存在质疑的情况，则需采用带传感器的方式进行温度变送器检验。

温度变送器的计量性能检验是针对变送器的测量误差进行校准[2]，判断是否满足精度要求。

1）校准点选择：校验点的选择应按量程基本均布，一般应包括上限值、下限值和量程50%附近在内不少于5个点。

2）校准前调整：在断开传感器的情况下，用改变输入信号的办法对相应的输出下限值和上限值进行调整，使其与理论的下限值和上限值相一致。

3）校准方法：带传感器的变送器校准时，测量顺序可以先从测量范围的下限温度开始，然后自下而上依次测量，在每个试验点上，待温度源内温度足够稳定后方可进行测量；不带传感器的变送器校准时，应从下限开始平稳地输入各被校点对应的信号值，读取并记录输出值直至上限，然后反方向平稳改变输入信号依次到各个被校点，读取并记录输出值直至下限。

4）数据处理：测量结果和误差计算过程中数据处理原则：小数点后保留的位数应以修约误差小于变送器最大允许误差的1/10~1/20为限（相当于比最大允许误差多取一位小数）。

2温度变送器的调校

在温度变送器检验过程中，如发现变送器的存在零点漂移、量程漂移、测量误差超差等现象，可对变送器进行调校。智能型变送器可使用HART手操器进行调校。温度变送器的调校内容包括：传感器微调：调整工厂特性化曲线，使在特定温度范围内变送器具有好性能；模拟输出微调：调整模拟输出，使之与工厂标准或者控制回路相匹配。

首先，将温度源（模拟热电阻、热电偶源）、手操器和数字式读数装置与变送器相连，使变送器与手操器之间通讯；选择一个校验点施加一个标准温度（热电阻、热电偶）信号；将所加温度与手操器Online（联机）菜单上的“过程变量（PV）”相比较，如果手操器上的PV读数与所加标准温度不相符，则应进行传感器微调；将手操器联机菜单上的“模拟输出（AO）”与数字式读数装置上的读数相比较。如果手操器上的AO读数与数字式读数装置的读数不相符，则应进行输出微调。

3温度变送器的使用与维护

3.1温度变送器的安装

温度变送器的安装应保证其周围的环境温度：-25℃～+70℃，尽量安装在无振动或振动小的地方，探头插入的深度最好为介质管道直径的1/2~2/3。不同型号的温度变送器应按各自的说明书接线，如两线、三线和四线制，对于具有安全防爆要求的仪表，接线时特别注意不能短路[4]。在本质安全防爆系统中使用温度变送器时，要特别注意使用配套的安全栅。

3.2温度变送器的维护与故障处理

变送器在运行中应保持清洁、零部件完整。原则上不允许带电拆卸变送器或仪表接线，需要更换或拆卸时，应按防爆要求停电后进行。应定期检查校验各项技术指标是否符合要求。

温度变送器的典型故障与修正措施，如表3所示。

故障现象	修正措施
毫安读数为零	1.检查电源级性是否接反 2.核实接线端子处的电压（应该为10至55伏直流电） 3.检查端子块内的二极管是否损失 4.更换变送模块
毫安读数永远等于或大于20mA	1.检查热电阻传感器是否存在断路 2.检查传感器引线是否存在断路 3.更换变送模块
毫安读数低于4mA，显示仪表始终为负值	1.检查热电阻传感器是否存在短路 2.核实接线端子处的电压（应该为10至55伏直流电） 3.更换变送模块
变送器不与手操器通讯	1.检查变送器的电源电压（最小值为10.5伏） 2.检查负载电阻（最小值为250欧姆） 3.检查变送器地址是否正确 4.更换变送模块
温度变量读 数不稳定， 电流输出不 稳定	1.检查传感器保护管内是否有金属屑、积灰现象 2.检查变送器绝缘是否达标 3.核实接线端子处的电压（应该为10至55伏直流电） 4.更换变送模块

4结束语

温度变送器作为常用的温度计量仪表，其计量性能不仅取决于设备的出厂制造水平，同时，使用中的检验测试、有效的日常维护和合理的故障处理也是保障设备长期正确、有效的重要手段。