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差壓變送器
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作時間蘆嫡蹭︰2013-03-02 17:03:45  來源申貿極︰  作者渾隸歧︰
   

【聲明】本文作者是蘭州城市學院實訓中心的王錫壽紅瞬。采用了【李東升“壓力變送器示值誤差測量不確定度評定”稗駒、張黎麗“高溫智能壓力變送器溫度補償的研究”季估、鄭黎明“智能模擬襪,數字式壓力變送器的研制”】三個參考文獻翁冗痘,如果轉載請注明作者和參考文獻以及網址來源弓捆番。

本文的相關文章有桓︰淺談壓力變送器選型中需注意的幾個問題里、介紹變送器常用分類與變送器選型原則簍壟灕。

       壓力變送器是工業實踐中非常為常用的一種傳感器捷辨,其廣泛應用于各種工業自控環境樸肋氰,涉及水利水電奠、鐵路交通誨麼叢、智能建築仇暑皚、生產自控絞幌、航空航天撈、軍工汲啊募、石化警氏、油井擱、電力富、船舶聘秦、機床椽澇換、管道等眾多行業糯砷肚。壓力變送器是一種能感受壓力趣詫,並將壓力信號轉換成可傳遞的統一輸出信號的儀表峰牧卉,而且其輸出信號與壓力信號之間潔,有一給定的連續線性函數關系(如圖1所示)匪。壓力變送器從一般意義上強冊咐,往往指壓力變送器和差壓變送器蓄盒,主要由測壓元件傳感器捶宋、測量電路和過程連接件等組成筋華此。它能將接收的氣體耙瑞、液體等壓力信號轉變成標準的電流電壓信號(4 20 mA DC)楞,以供給指示報警儀汐笨奪、記錄儀嚷秤、調節器等二次儀表進行測量免江、指示和過程調節沽狸煩。2007年叛,中國壓力變送器市場規模達到21億元宏呢醬,台套數達到60萬顴。由于工作環境渺膽疤、介質濰、介質溫度等等原因敝,所以我們選用壓力變送器一定要考慮這些問題巒恆。

1 工作原理
 
壓力變送器的測量原理圖如圖2所示稼乏遂。其測量原理為蔑島︰介質差壓(壓力)通過隔離膜片和 油攻訪匯,傳遞給位于8室中心的測量膜片兩膝鍛,測量膜片起著彈性元件作用惰,隨它兩邊的差壓而變形歪芳。測量膜片的位移捕擅,與差壓成正比胖,非常大位移為0.1 mm臀枯。測量膜片的位移蘿,使感壓膜片與兩固定電極所形成的差動電容器之電容量發生變化呈烙。此電容變化量由測量電路(電容剛,電流轉換電路)轉換成直流電流信號鈉閥鞋,這個電流信號與調零信號的代數經運算放大電路轉換為4—20 mA DC電流輸出苟膜。
                                            差壓變送器的測量原理圖
2 應用
 
壓力變送器是直接與被測介質接觸的現場儀表馬炕懊,常常在高溫黎吾祿、低溫孟、腐蝕懶、振動販辮僑、沖擊等環境中工作廓萌。壓力(差壓)變送器主要測量的參數擎,是壓力或差壓藐灸煞,但它們可以間接測量的參數卻很多墾套。如壓力變送器寶,除可以測量壓力外壕,還可以測量設備內的液位繕。在常壓容器內測量液位時晌,需要1台壓力變送器即可催屏。當測量受壓容器的液位時凜冕,可考慮用差壓變送器怖胯,通過對罐內即測量下限1台娠峽,測量上限1台會彩,它們的輸出信號進行減法運算蕊甘天,即可測出液位蘑擺舒,這時一般選用差壓變送器帽。在容器內液位與壓力值不變的情況下寥,它還可以用來測量介質的密度薯吩綠。差壓變送器除了測量兩個被測量壓力的差壓值外柔黔繡,它還可以配合各種節流元件來測量介質流體的流量(孔板流量計)涪,可以直接測量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和
負壓等距蒲卷。
 
3 選型
由于社會的發展江兢,很多行業逐漸采用壓力(差壓)變送器示屯廖,但是由于工作環境僻唬朵、介質溫度等等原因版,所以選用壓力變送器一定要考慮這些問題頑。儀表類型的選用必須滿足工藝要求嘩古,才能保證儀表正常工作及安全生產取俠。壓力(差壓)變送器的選用吶鞠力,
 
主要依據為鼓切︰
(1)是否遠傳摧煤、自動記錄或報警吃。
(2)以被測介質的性質指標為準牛,以節約資金豆焚、便于安裝和維護為參考銻純。被測介質性質(溫度妮加沏、粘度聯說撅、腐蝕性侵橙、易燃易爆等)是否對儀表有特殊要求(彈簧管材料)迫。如果測量的是相對比較清潔的流體藏贍,直接采用標準的壓力變送器就可以了瓦梆面。如果所測量的介質是易結晶的或粘稠的匣澎夏,一般采用的是外置膜片的或和化學密封共同使用幢,這樣會有效的阻止介質堵住壓力測量孔笛撬,從而起到保護壓力變送器的作用泊,延長使用壽命郊翠。
 
(3)選用測量範圍賴枷。一般壓力(差壓)變送器都具有一定的量程可調範圍桅駝辦,非澈門奔 好將使用的量程範圍設定在它量程的1/3∼2/3段屜抹,這樣精度會有所保證鹿,對于微差壓變送器來說更是重要陸。確定系統中測量壓力的非常大值程飯奸,一般而言需要選擇一個具有比非常大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器蟲副泄。這主要是在許多系統中膛,尤其是水壓測量和加工處理中梁渤程,有峰值和持續不規則的上下波動切呻,這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器磷販絞。于是可以用一個緩沖器來降低壓力毛刺和憾鞭,但這樣會降低傳感器的響應速度南問奶。所以在選擇變送器時要充分考慮壓力範圍分捎絹、精度與其穩定性狄儒金。
 
(4)精度等級漸凱烙。根據測壓範圍湘湘,根據工藝上允許的非常大絕對誤差恫,先選出量程揮,再根據工藝上允許的非常大絕對誤差晌,計算出儀表允許的非常大引用誤差跨構,去掉± 號和% 駝詩鋅,其數值就是
精度氖。若沒有這個等級紊,就靠精度等級(往高精度靠)皚桔居。壓力(差壓)變送器在各個國家所標的精度等級是不一樣的洗棠諧。比如中國和美國等國家乘,標的精度是傳感器在線性度非趁希好的部分迪啪,也就是我們通常所說的測量範圍的10% 一90% 之間的精度;而歐洲標的精度拷,則是線性度非常不好的部分酚乒墳,也就是我們通常所說的測量反的0—10% 以及90% ∼100%之間的精度榮托。如歐洲標的精度為1%估,則在中國標的精度就為0.5%投蹲抬。
 
(5)輸出信號耐醒。目前由于各種采集的需要謙,現在市場上壓力變送器的輸出信號有很多種孤俱。主要4∼20 mA梆、0∼2O mA碴、0∼10 V朵五、0∼5 V等等駛婚。但是比較常用的是4 20 mA和0∼
l0V兩種饒。上面列舉的這些輸出信號中刀幾,只有4∼20mA為兩線制 包含接地或屏蔽線)情鋸,其他的均為三線制帝募。
 
(6)介質溫度泰崔。由于壓力變送器的信號是通過電子線路部分轉換的凸。所以一般情況下慨始,壓力變送器的測量介質溫度為一30∼+100 oC看頌。如果溫度過高汀,我們一般采用的是冷凝彎來
冷卻介質諱,這樣相對讓廠家特地生產一個耐高溫的壓力變送
器檔耿,成本會降低很多P-I翟。
 
(7)其他戊攀受。實踐中有些應用場合(液位測量)需要對變送器的測量範圍遷移怠此,根據現場安裝位置計算出測量範圍和遷移量進行遷移寞鷗卯。目前搐污,智能變送器已相當普及局廠黑,其特點是精度高擺、可調範圍大薊,而且調整非常方便莫烤,穩定性好等,選型時應多考慮勘凌。此外挫山古,壓力(差壓)變送器的過程連接接口灌墳,以及壓力變送器的供電電壓鉀磷具,如果在特殊的場合下使用搏普宦,還要考慮防爆以及防護等級杯拐賭。
 
4 結束語
在諸類儀表中全,變送器的應用非常為廣泛蘑、普遍顴牡。變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器戲,常用來測量壓力霞、差壓勸、真空該嘩茸、液位遍、流量和密度等剃。與傳感器不同搜鈕,變送器除了能將非電量轉換成可測量的電量外茄罐,一般還具有一定的放大作用副誨。在工業現代化發達的今天隆,壓力變送器在工業控制系統中扮演著重要的角色必霸,不僅實現了控制畫面上顯示系統的壓力家喜,而且也參與重要的邏輯計算和參數報警功能蠶聳輯。

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