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浅谈三畅差压变送器的选型及应用研究

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 摘要:论文重点围绕差压变送器展开研究,对其工作原理进行了深入研究,并围绕其实际应用对其选型及相关注意事项进行了深入研究。

 
一、工作原理
测量差压的基本原理,即介质差压自硅油和隔离膜片向处于δ室中心位置的测量膜片进行传递,其中,测量膜片的作用等同于弹性元件,直接受到其两边差压的影响。测量膜片的位移随差压的增加而扩大,其上限值为 0.1毫米。测量膜片的位移直接对由感压膜片和固定电极所形成的差动电容器的电容量产生影响,进而通过电流 /电容转换电路实现向直流电流信号的转变,再由运算放大电路对转换而来的电流信号及调零信号进行转换,输出 4~ 20mADC的电流。
 
二、差压变送器的选型
随着社会生产力的不断进步,差压变送器逐渐成为大多数行业的选择,但同时在选用差压时,需要综合考虑截止温度、工作环境等因素的影响。必须严格根据工艺要求对仪表的类型进行选择,从而为仪表的正常工作以及生产活动的安全性提供有效保障。可以从以下几个标准出发选用差压式变送器
(一)被测介质的性质。观察被测介质的腐蚀性、粘度、温度等特性,确定所选仪表的标准和水平,从而提高对资金的使用效率,更便于安装和维护。若测量介质较为清洁,则在差压的选择上以标准差压即可。当测量介质呈粘稠状或易结晶时,则多选择外置膜片的差压,从而有效阻止压力测量孔被测量介质堵塞,更好地保护差压,延长使用期限[1]。
 
(二)测量的范围。通常而言,差压变送器的量程都是在一定范围内可调节的,其量程范围最优段为其量程的 1/3~ 2/3段,能够有效提高测量的精度,尤其对于微差变压器而言,量程范围的设定更为关键。对系统中测量压力的上限进行明确,并以此为依据对变送器进行选择,使其压力量程保持在压力上限的 1.5倍左右。这是由于大多数系统中的水压测量和加工处理受到峰值上下波动的影响,压力传感器往往受到瞬间峰值变动的影响。通常情况下,为有效降低压力毛刺,往往选用一个缓冲器进行缓冲,但也由此而对传感器的响应速度产生影响。因此需要在充分考虑压力的精度、范围及稳定性的基础上对变送器进行选择。
 
(三)精度等级。以工艺允许误差及测压范围为标准对量程进行选择,然后以工艺允许误差范围对仪表允许误差范围进行计算,将计算所得值的%和±号去掉,就可以得到精度。在缺乏相应等级标准的情况下,可以以精度等级为参照标准。在不同国家,对于微差压变送器的精度等级有着不同的标准。在美国和中国等国家,将传感器在线性最好的部分标注精度,我们常用的10%-90%测量范围精度就是采用的这种精度标注方法,而欧洲所采用的精度标注是对线性度最不好的部分进行标注,即指 90%-100%之间的精度以及反的0-10%之间的精度。用欧洲精度标注法标注的 1%等同于中国精度标注的 0.5%。
 
(四)输出信号。根据采集需要的不同,市场上存在众多的差压输出信号,常见的有 4mA~20mA、0mA~20mA、0V~10V、0V~5V几种。其中,4mA~20mA和0V~10V是最为常用的。而除了4mA~20mA为两线制信号外,其余信号都是三线制信号。
 
(五)介质温度。一般情况下,差压信号的转换是通过电子线路实现的,故差压的测量介质温度往往处于 -30℃~ +100℃之间。当温度过高时,常常采用冷凝弯对介质进行冷却,这对于由厂家直接对耐高温差压进行生产要少支出很多成本[2]。
 
(六)其他。根据实践需要,部分场合下的变送器测量范围需要根据现场的安装位置在测量范围内进行迁移。当前,智能变送器已在大范围内进行推广,具有高稳定性、调整简便、精度高等优良特点。另外,在某些特殊场合下,还需要充分考虑差压供电电压以及连接接口的防护和防爆。
 
三、差压变送器的应用
(一)智能式变送器。相比较于传统差压变送器,智能式差压变送器已经突破了对被测工艺参数的简单转换,同时具备了自诊断、A/D转换以及遥控操作等功能,逐步实现了机—电—仪一体化。运用复合传感器新技术可以由同一半导体芯片实现对温度、静压及差压传感器的综合集成,有效降低了变送器静压和温度的误差,极大地提高了变送器的精度。若系统对测量的精度要求较高,其精确度直接影响到计量结果的准确度,就需要选用智能式的变送器。
 
(二)向体积小型化方向发展。传统的差压变送器因体积偏大而较为笨重,必须附加一定的支撑才能进行有效安装。为改变这一现状,差压变送器逐步转向小型化发展。将较为稳定的集成电路传感器运用于变送器可以提高变送器的稳定性,实现变送器的小型化,实现变送器安装的经济性和便捷性。
(三)数字信号变送器。当前,4mA~ 20mA直流电流模拟信号已被广泛应用于过程工业的控制仪表。受微机控制系统发展的推动,快速实现了数字信号借口的建立,并由此而提出更高的变送器标准。
 
四、结语
要确保机械设备的稳定运行,就必须提高差压变送器监控的准确度。这就要求坚持正确的选型和使用方法选择合适的差压变送器,进而提高实际应用的灵活性,为自动化控制系统做出更大的贡献。

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