Плавающие показания датчиков давления
2 месяца назад
1 мин.
1
Плавающие показания датчиков давления — физические механизмы нестабильности сигнала и инженерные методы устранения.
Плавающие или нестабильные показания датчика давления представляют собой неравномерный и непредсказуемый выходной сигнал при номинально постоянном уровне давления на чувствительном элементе. Такая ошибка не является статической — сигнал дрейфует, осциллирует или флуктуирует во времени. Это признак нарушений механической, гидравлической или электрической целостности измерительной цепочки.
Механизмы возникновения плавающих показаний
Вибрационное воздействие на сенсорную систему
Если датчик давления установлен на вибрирующем участке трубопровода или непосредственно на корпусе насосного агрегата, механическая энергия преобразуется в паразитные колебания сигнала. Мембрана работает как динамический преобразователь механической активности в электрический шум.
Результат:
- стохастические осцилляции выходного сигнала;
- дрожание показаний;
- ухудшение разрешающей способности измерения.
Воздушные включения в импульсной линии
Для жидкостных сред наличие газовых пузырей приводит к эффекту упругой воздушной камеры. Воздух сжимается и расширяется, создавая упругий демпфирующий элемент между реальным давлением и мембраной датчика.
Последствия:
- фазовые задержки сигнала;
- нелинейность отклика;
- инерционность измерения.
Электромагнитные помехи и деградация электрического интерфейса
Окисленные контакты, нарушенная экранировка сигнального кабеля, индуцированные наводки от силовых линий создают:
- паразитные шумы;
- импульсные выбросы сигнала;
- периодический цифровой сдвиг значений.
Такое состояние часто ошибочно принимают за проблему самого датчика.
Реальные пульсации давления в технологическом процессе
В ряде случаев нестабильность показаний отражает физические флуктуации давления:
- рабочие пульсации поршневого насоса;
- гидродинамические колебания;
- кавитация;
- реверсивная гидравлика.
В таких случаях датчик не неисправен — он регистрирует реальную динамику.
Повреждение или усталостный износ мембраны
Даже микроразрывы, микротрещины или локальные деформации вызывают:
- нелинейный отклик;
- изменение передающего коэффициента;
- паразитные сигналы при изменении температуры.
Инженерные методы устранения плавающих показаний
Виброразвязка сенсора
- удалённый монтаж через импульсную линию;
- крепление на стационарную стеновую консоль;
- использование виброизоляционных элементов.
Датчик должен получать статичную опорную механику.
Удаление газовой фазы из импульсной линии
- продувка;
- регидратация линии;
- устранение утечек, где воздух мог проникать.
Это критично для жидкостных измерений.
Электрическая стабилизация
- восстановление экранирования;
- повышение качества заземления;
- замена кабельной линии;
- зачистка или замена контактов.
Демпфирование сигнала
- применение дросселирующих вставок;
- капиллярных трубок малого диаметра;
- программной фильтрации сигнала.
Это снижает амплитуду пульсаций и стабилизирует численное значение.
Профессиональная диагностика плавающих показаний
Для инженерной оценки выполняются:
- анализ временной структуры сигнала;
- проверка отклика при ступенчатом изменении давления;
- сравнение с эталонным измерителем;
- проверка импульсной линии на газовые включения;
- исключение воздействия вибрации;
- анализ влияния температуры.
Периодические колебания часто указывают на физическую пульсацию давления. Хаотические — на механические или электрические паразитные влияния.