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淺談三暢差壓變送器的選型及應用研究

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 摘要:論文重點圍繞差壓變送器展開研究,對其工作原理進行了深入研究,并圍繞其實際應用對其選型及相關注意事項進行了深入研究。

 
一、工作原理
測量差壓的基本原理,即介質差壓自矽油和隔離膜片向處于δ室中心位置的測量膜片進行傳遞,其中,測量膜片的作用等同于彈性元件,直接受到其兩邊差壓的影響。測量膜片的位移随差壓的增加而擴大,其上限值为 0.1毫米。測量膜片的位移直接對由感壓膜片和固定電極所形成的差动電容器的電容量産生影響,進而通過電流 /電容轉換電路實現向直流電流信号的轉變,再由運算放大電路對轉換而来的電流信号及調零信号進行轉換,輸出 4~ 20mADC的電流。
 
二、差壓變送器的選型
随着社會生産力的不斷進步,差壓變送器逐漸成为大多數行业的選擇,但同時在選用差壓時,需要綜合考慮截止溫度、工作環境等因素的影響。必須嚴格根據工藝要求對儀表的類型進行選擇,從而为儀表的正常工作以及生産活动的安全性提供有效保障。可以從以下幾個标準出發選用差壓式變送器
(一)被測介質的性質。觀察被測介質的腐蝕性、粘度、溫度等特性,确定所選儀表的标準和水平,從而提高對资金的使用效率,更便于安裝和維護。若測量介質較为清潔,則在差壓的選擇上以标準差壓即可。當測量介質呈粘稠狀或易結晶時,則多選擇外置膜片的差壓,從而有效阻止壓力測量孔被測量介質堵塞,更好地保護差壓,延長使用期限[1]。
 
(二)測量的範圍。通常而言,差壓變送器的量程都是在一定範圍内可調節的,其量程範圍最優段为其量程的 1/3~ 2/3段,能夠有效提高測量的精度,尤其對于微差變壓器而言,量程範圍的設定更为關鍵。對系統中測量壓力的上限進行明确,并以此为依據對變送器進行選擇,使其壓力量程保持在壓力上限的 1.5倍左右。这是由于大多數系統中的水壓測量和加工處理受到峰值上下波动的影響,壓力傳感器往往受到瞬間峰值變动的影響。通常情況下,为有效降低壓力毛刺,往往選用一個緩沖器進行緩沖,但也由此而對傳感器的響應速度産生影響。因此需要在充分考慮壓力的精度、範圍及穩定性的基礎上對變送器進行選擇。
 
(三)精度等級。以工藝允許誤差及測壓範圍为标準對量程進行選擇,然後以工藝允許誤差範圍對儀表允許誤差範圍進行計算,将計算所得值的%和±号去掉,就可以得到精度。在缺乏相應等級标準的情況下,可以以精度等級为參照标準。在不同國家,對于股票配资的精度等級有着不同的标準。在美國和中國等國家,将傳感器在線性最好的部分标注精度,我們常用的10%-90%測量範圍精度就是采用的这種精度标注方法,而歐洲所采用的精度标注是對線性度最不好的部分進行标注,即指 90%-100%之間的精度以及反的0-10%之間的精度。用歐洲精度标注法标注的 1%等同于中國精度标注的 0.5%。
 
(四)輸出信号。根據采集需要的不同,市場上存在衆多的差壓輸出信号,常見的有 4mA~20mA、0mA~20mA、0V~10V、0V~5V幾種。其中,4mA~20mA和0V~10V是最为常用的。而除了4mA~20mA为兩線制信号外,其餘信号都是三線制信号。
 
(五)介質溫度。一般情況下,差壓信号的轉換是通過電子線路實現的,故差壓的測量介質溫度往往處于 -30℃~ +100℃之間。當溫度過高時,常常采用冷凝彎對介質進行冷卻,这對于由廠家直接對耐高溫差壓進行生産要少支出很多成本[2]。
 
(六)其他。根據實踐需要,部分場合下的變送器測量範圍需要根據現場的安裝位置在測量範圍内進行遷移。當前,智能變送器已在大範圍内進行推廣,具有高穩定性、調整簡便、精度高等優良特點。另外,在某些特殊場合下,還需要充分考慮差壓供電電壓以及連接接口的防護和防爆。
 
三、差壓變送器的應用
(一)智能式變送器。相比較于傳統差壓變送器,智能式差壓變送器已经突破了對被測工藝參數的簡單轉換,同時具備了自診斷、A/D轉換以及遙控操作等功能,逐步實現了機—電—儀一體化。運用複合傳感器新技術可以由同一半導體芯片實現對溫度、靜壓及差壓傳感器的綜合集成,有效降低了變送器靜壓和溫度的誤差,極大地提高了變送器的精度。若系統對測量的精度要求較高,其精确度直接影響到計量結果的準确度,就需要選用智能式的變送器。
 
(二)向體積小型化方向發展。傳統的差壓變送器因體積偏大而較为笨重,必須附加一定的支撐才能進行有效安裝。为改變这一現狀,差壓變送器逐步轉向小型化發展。将較为穩定的集成電路傳感器運用于變送器可以提高變送器的穩定性,實現變送器的小型化,實現變送器安裝的经濟性和便捷性。
(三)數字信号變送器。當前,4mA~ 20mA直流電流模拟信号已被廣泛應用于過程工业的控制儀表。受微機控制系統發展的推动,快速實現了數字信号借口的建立,并由此而提出更高的變送器标準。
 
四、結語
要确保機械設備的穩定運行,就必須提高差壓變送器監控的準确度。这就要求堅持正确的選型和使用方法選擇合适的差壓變送器,進而提高實際應用的靈活性,为自动化控制系統做出更大的貢獻。

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