差壓變送器的各種應(yīng)用和使用的注意事項

差壓變送器，是當(dāng)下在化工領(lǐng)域、石油行業(yè)、鋼鐵鍛造、電力行業(yè)、輕工制造等場景下壓力測量或現(xiàn)場控制中被廣泛應(yīng)用的自動化儀表。其主要功能是測量液位、流量或差壓等工藝參數(shù)并將其轉(zhuǎn)換為4mA~20mA直流電流標(biāo)準(zhǔn)信號，測量介質(zhì)囊括液體、蒸汽、含雜質(zhì)液體、漿液、氣體等介質(zhì)。作為傳感器同PLC模塊一起組成控制回路，從而實現(xiàn)生產(chǎn)自動控制和連續(xù)檢測。

在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)均要予以嚴(yán)格控制。差壓變送器作為工業(yè)過程控制中重要的基礎(chǔ)自動化設(shè)備之一，對工程參數(shù)控制的穩(wěn)定性要求越來越高。同時，還具有工藝參數(shù)準(zhǔn)確傳遞、使用簡單、抗干擾能力強等功能，具有良好的市場前景。從差壓變送器的原理出發(fā)，詳細(xì)分析了差壓變送器在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，以供參考。

1差壓變送器的測量原理

差壓變送器與一般壓力變送器不同，它擁有分為正壓端和負(fù)壓端的兩個不同的壓力輸入接口，并且兩端壓力高低不能顛倒，必須在正壓段的壓力大于負(fù)壓端的壓力時才能測量。差壓變送器通過兩面的隔離膜片可以直接接收到來自不同取壓位置的壓力差值，其應(yīng)用原理統(tǒng)統(tǒng)是建立在這種現(xiàn)象的前提之下的。

當(dāng)壓力差為0時，僅有平衡的靜壓作用在差壓變送器的芯體上，只要靜壓大小在儀表使用允許范圍內(nèi)，差壓變送器此時輸出零。當(dāng)高壓側(cè)壓力大于低壓側(cè)時，測量部分受到的平衡力被打破，單向力使壓力芯體發(fā)生形變，通過一系列信號放大和電路處理，最終輸出4-20Ma的與差壓值線性相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)電信號，當(dāng)然也有有時會用來測量流量的冪函數(shù)對應(yīng)關(guān)系，這些都是可以通過電路處理得來的。

2 差壓變送器的應(yīng)用

2.1 液位測量
2.1.1 靜壓液位計
當(dāng)容器裝滿固定的物料或液體時，液體和物料在重力作用下在容器的側(cè)壁或底部產(chǎn)生相應(yīng)的靜壓。當(dāng)液體或材料的密度均勻時，靜壓將與液體的高度成正比。使用差壓變送器準(zhǔn)確測量容器底部的靜壓，它可以反應(yīng)液位的高度變化。測量密閉容器液位的靜壓式液位計主要有兩種：

（1）封閉式帶壓容器需要將參考壓力的取壓點連通罐體氣壓，只有雙法蘭壓力變送器可以做到。靜壓液位計可用于測量密閉容器的液位。變送器的指示與液位以上的氣體壓力有關(guān)，不限于液柱的靜壓。因此，變送器的輸出既受氣相壓力變化的影響，又受容器內(nèi)液位變化的影響，因此有必要采用差壓式液位計來消除氣相壓力的影響。

（2）用于測量敞開式容器液位的壓力式液位計，此狀況下一般使用的是差壓安裝式的表壓單法蘭壓力變送器，當(dāng)然，一般的直插式表壓法蘭壓力變送器也可以起到相同的作用。
2.1.2 雙室平衡容器差壓液位計

雙室平衡容器多測量工業(yè)鍋爐的汽包水位，由于汽鍋內(nèi)壓力大、溫度高，一旦不采取特殊裝置，將無法恒定兩引壓導(dǎo)管內(nèi)的溫度。而實際上，雙室平衡容器是一個水位一差壓的轉(zhuǎn)換裝置，它借用連通器原理將汽包水位轉(zhuǎn)換為兩個容室中的壓力差并借此壓力差對汽包水位進行測量。
　　2.2 流量測量
　　2.2.1 測速管流量計的傳感元件是測速管。流量計測量流體的總壓和靜壓之差，得到流體的流量，再乘以管道的橫截面積，得到流體的流量。差壓變送器的高壓室和低壓室用于檢測測速管的總壓和靜壓?？装辶髁坑嬇c速度計相同，通過差壓變送器的輸出直接反映流體的流量。然而，孔板流量計和測速儀雖然是測速儀器，但測量原理不同。流速儀的流體流速是管道上某一點或幾個點的平均流速，孔板的流體流速是管道橫截面積的平均流速。因此，流速儀的流體分布規(guī)律大于孔板的流體分布規(guī)律，有利于提高測量精度。
　　2.2.2 節(jié)流式流量計
　　差壓變送器與節(jié)流裝置配合使用廣泛。它可以測量各種流體的流量，主要包括壓力導(dǎo)向裝置、節(jié)流元件和上下游連接的直管三部分。節(jié)流元件包括噴嘴、節(jié)流孔板和文丘里管，它們是原裝置的基本附件。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，流量測量儀表種類繁多。但是，差壓流量計所占比重大，應(yīng)用廣泛，它不怕振動，可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，能承受高低溫等不利條件，因此受到了很多好評。
　　2.2.3 內(nèi)藏孔板流量計
差壓變送器的檢測部分設(shè)計了節(jié)流元件，主要用于微流量的測量。這種流量計適用于測量50℃以下管道中的流體流量。它是差壓流量計的一種?？装灏惭b在變送器內(nèi)部，與變送器一體，變送器外部無需導(dǎo)壓裝置，安裝非常簡單。差壓變送器穩(wěn)定性好，精度高，屬于成熟的儀表類型。此外，它與小直徑節(jié)流裝置集成，沒有活動部件。它結(jié)構(gòu)堅固、簡單，能測量氣體、液體和蒸汽
 
　　3 使用差壓變送器時的注意事項

　　3.1 在安裝差壓變送器后應(yīng)該對其量程的設(shè)定值、零點遷移量等參數(shù)進行校準(zhǔn)，以使儀表可以適應(yīng)實際工況
　　3.2 開啟和停用時，應(yīng)避免儀表承受單向靜壓。
　　單向受壓時，相當(dāng)于儀表承受了靜壓加測量壓力的壓力值，這時的壓力急劇增大，恒容易對差壓變送器造成損傷，為了避免使用差壓變送器時單向受壓，每臺差壓變送器應(yīng)附帶一套三閥組件，通常情況下他們被裝于差壓變送器的正上方，其中有一對成對的閥門分別為高壓側(cè)和低壓側(cè)的切斷閥，中間會有一個單獨的閥名為平衡閥。平衡閥會連通高低壓側(cè)，通過這種方式來保護差壓變送器同時制造差壓為零的情況便于現(xiàn)場調(diào)零操作。在啟用差壓變送器時，首先應(yīng)打開平衡閥，使壓力變送器兩側(cè)的壓力值相等，然后打開兩個單側(cè)閥，當(dāng)兩側(cè)閥門全被打開后，才可以關(guān)閉平衡閥。在需要停用差壓變送器進行維護時，也應(yīng)首先打開平衡閥，然后關(guān)閉兩個單側(cè)閥。每次操作前都先打開平衡閥，按以上順序開啟和停用差壓變送器，使差壓變送器兩側(cè)壓力相等，這種做法就可以避免使差壓變送器單側(cè)受壓過載而發(fā)生的故障了。
　　3.3 防止振蕩發(fā)生
當(dāng)電阻不相等時，差壓變送器將突出微分器的特性。流量管道的主要輸送方式一般是泵或壓縮機。這兩種模式在管道中都有規(guī)律的脈動和流體的伸縮，在輸送過程中引起振蕩。為此，在管道流量測量中對取樣點的位置有著嚴(yán)格的要求，取樣點必須位于有足夠長度的直管段上，以獲得流體介質(zhì)的穩(wěn)定流速。取樣點上游直管段應(yīng)大于下游直管段，具體要求由設(shè)計定標(biāo)；另外，測量管線上可放置0。五一。5孔徑緩沖，增加阻力，減少流量管道脈動的影響。
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