| 如何對(duì)差壓變送器、壓力變送器進(jìn)行合理選型及應(yīng)用 |
| 信息來源： 差壓變送器 | 2024-12-27 點(diǎn)擊量： 6092 |
在諸類儀表中，變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來測(cè)量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。變送器有兩線制和四線制之分，兩線制變送器尤其多；有智能和非智能之分，智能變送器漸多；有氣動(dòng)和電動(dòng)之分，電動(dòng)變送器居多；另外，按應(yīng)用場(chǎng)合有本安型和隔爆型之分；按照應(yīng)用工況變送器的主要種類如下幾種：低（微）壓/低差壓變送器；中壓/中差壓變送器；高壓/高差壓變送器；絕壓/真空/負(fù)壓差壓變送器；高溫/壓力、差壓變送器；耐腐蝕/壓力、差壓變送器；易結(jié)晶/壓力、差壓變送器。目前，智能變送器已相當(dāng)普及，應(yīng)用也*廣泛、*普遍，它的特點(diǎn)是精度高、可調(diào)范圍大，而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好。
2. 壓力/差壓變送器的簡(jiǎn)介
物理學(xué)角度看，任何一個(gè)物體上受到的壓力都應(yīng)包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力（一般稱為表壓）兩部分所組成。作用在被測(cè)物體上這兩部分壓力總和稱為*壓力。
測(cè)量壓力的儀表稱為絕壓表。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值，也就是*壓力與大氣壓的壓差值。當(dāng)*壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值，稱為正表壓；當(dāng)*壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值，稱為負(fù)表壓，即真空度。測(cè)量真空度的儀表稱為真空表。
差壓變送器除了測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)量壓力的差壓值外，它還可以配合其他各種節(jié)流儀表來測(cè)量流量，可以直接測(cè)量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負(fù)壓。
壓力和差壓變送器的制作可以從結(jié)構(gòu)上來分為普通型和隔離型。普通型壓力和差壓變送器的測(cè)量膜盒為一個(gè)，它可以直接感受到被測(cè)介質(zhì)的壓力和差壓；而隔離型壓力和差壓變送器的測(cè)量膜盒接受到的是一種穩(wěn)定液（一般為硅油）的壓力，而這種穩(wěn)定液是被密封在兩個(gè)膜片中間，接受被測(cè)壓力的膜片為外膜片。原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片，當(dāng)外膜片上接受壓力信號(hào)時(shí)通過硅油的傳遞原封不動(dòng)的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上，測(cè)出了外膜片所感受到的壓力。隔離型壓力和差壓變送器主要是針對(duì)特殊的被測(cè)量介質(zhì)使用的，如被測(cè)介質(zhì)離開設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，而使用普通型壓力和差壓變送器需要取出介質(zhì)，將會(huì)使導(dǎo)壓管和膜盒室堵塞導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，所以必須選用隔離型壓力和差壓變送器。隔離型壓力和差壓變送器通常制作成法蘭式安裝，即在被測(cè)設(shè)備上開口加法蘭使變送器安裝后它的感應(yīng)膜片是設(shè)備壁的一部分，這樣它就不必要取出被測(cè)介質(zhì)，因而也就不會(huì)造成結(jié)晶堵塞。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)結(jié)晶溫度要求較高時(shí)，則選用插入式法蘭變送器，即可選用將膜片凸出式的結(jié)構(gòu)，這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部，從而使感應(yīng)到的被測(cè)介質(zhì)的溫度不會(huì)降低，這樣才能使測(cè)量有保障。
隔離型壓力和差壓變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型兩種。遠(yuǎn)傳型即在外膜盒與測(cè)量膜盒之間用加強(qiáng)毛細(xì)管連接，一般毛細(xì)管長(zhǎng)度為 3~5米，這樣外膜盒安裝在設(shè)備上，內(nèi)膜盒及壓力和差壓變送器可以安裝在便于維護(hù)的支架上；一體型形式是將外膜盒與壓力和差壓變送器制作成一個(gè)整體直接由法蘭安裝在設(shè)備上。對(duì)于隔離型壓力和差壓變送器它還可以作成螺紋連接型，即外膜盒或外彈性元件可以安裝在螺紋的前面，只要在被測(cè)設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺(tái)，便可將壓力和差壓變送器直接擰到設(shè)備上，安裝起來非常方便。隔離型壓力/差壓變送器的制作工藝復(fù)雜，對(duì)材質(zhì)的要求較高，所以它的價(jià)格通常是普通型壓力和差壓變送器的3倍。
壓力變送器和差壓變送器單從名詞上來解釋就是測(cè)量的是壓力和兩個(gè)壓力的差，但是它們間接測(cè)量的參數(shù)是有很多的。如壓力變送器，除了測(cè)量壓力之外，它還可以測(cè)量容器設(shè)備內(nèi)部的液位。在常壓容器測(cè)量液位時(shí)，需用一臺(tái)壓力變送器即可。當(dāng)測(cè)量受壓容器液位時(shí)，則要用到兩臺(tái)壓力變送器，即一臺(tái)測(cè)量下限值，一臺(tái)測(cè)量上限值，將這兩臺(tái)壓力變送器的輸出信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，即可測(cè)量出液位，一般選用差壓變送器。在容器設(shè)備內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以做到很寬，一般情況下從絕壓0開始可以做到100M Pa。
3. 壓力/差壓變送器的選型原則以及方法
壓力和差壓變送器的選型通常要根據(jù)安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用介質(zhì)等多方面綜合考慮。實(shí)際應(yīng)用中可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量；其用途有過程測(cè)量、過程控制和裝置聯(lián)鎖。常見的壓力和差壓變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單法蘭變送器、雙法蘭變送器、插入式法蘭變送器等。在壓力/差壓變送器的選用上要充分注意參考以下幾點(diǎn)：
（1）以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為基準(zhǔn)，以節(jié)約資金、便于安裝和維護(hù)為參考。如被測(cè)介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合，則必須選用隔離型變送器。
?。?）在選型時(shí)還應(yīng)要考慮到被測(cè)物料的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕影響，一定要選好的膜盒材質(zhì)，否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕損壞，法蘭也會(huì)被腐蝕損壞造成設(shè)備和人身事故，所以壓力和差壓變送器的膜盒材質(zhì)的選擇尤其重要。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。
?。?）在選型時(shí)也要考慮到被測(cè)介質(zhì)的溫度，如果物料介質(zhì)的溫度高達(dá)200℃~400℃，則要選用高溫型壓力和差壓變送器，否則變送器中的硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹，使測(cè)量不準(zhǔn)確。
?。?） 在選型時(shí)還要考慮到設(shè)備工作壓力等級(jí)，壓力和差壓變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。從經(jīng)濟(jì)角度上來講，外膜盒及插入部分材質(zhì)比較合適，但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻，這樣會(huì)節(jié)約很多資金。隔離型壓力變送器選用*好是選用螺紋連接形式的，這樣既節(jié)約資金安裝又方便。
?。?）對(duì)于普通壓力和差壓變送器選型，也要考慮被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性問題，但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮，因?yàn)槠胀ㄐ蛪鹤兪且龎旱奖韮?nèi)，長(zhǎng)期工作溫度為常溫，但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型的大。首先是保溫問題，在北方的冬季溫度達(dá)到零下，會(huì)使得導(dǎo)壓管結(jié)冰，導(dǎo)致變送器無法工作甚至損壞，這就需要增加伴熱和保溫等措施。
?。?）從經(jīng)濟(jì)角度上來講，選用變送器時(shí)，只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器，而且對(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來間接測(cè)量（只要工藝允許用吹掃液或氣），應(yīng)用普通型變送器就是要求維護(hù)人員多進(jìn)行定時(shí)檢查，包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等等。只要維護(hù)得好，大量使用普通型變送器一次性投資會(huì)節(jié)約很多。
?。?）從選用壓力和差壓變送器測(cè)量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，*好將使用的量程范圍設(shè)定為變送器滿量程的1/4~3/4段，這樣準(zhǔn)確度會(huì)有所保證，對(duì)于微差壓變送器來說這將更為重要。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合（如液位測(cè)量）需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。
（8）按照設(shè)計(jì)規(guī)范，在工程設(shè)計(jì)選型中，究竟采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器，因根據(jù)其各自具有的特長(zhǎng)，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備裝置的具體條件：如集中操作程度； 是否與DCS計(jì)算機(jī)相操作配合； 響應(yīng)速度； 經(jīng)濟(jì)性； 可靠性及使用維護(hù)方面；安全性（如防爆、停電、氣源故障等）；環(huán)境條件及傳輸距離等等。來進(jìn)行綜合考慮和分析。一般來說，下列條件以選用氣動(dòng)變送器為宜：自變送器至顯示調(diào)節(jié)儀表間的距離較短，通常以不超過150m 較為合適；工藝物料是易燃易爆介質(zhì)及相對(duì)濕度很大的場(chǎng)合；要求儀表投資少； 一般中小型企業(yè)要求易維修，經(jīng)濟(jì)可靠；在以電動(dòng)儀表為主的大型裝置里，有些現(xiàn)場(chǎng)就地調(diào)節(jié)回路不要求引入中央控制室集中操作。而對(duì)于變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過150m 以上的； 大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制的； 設(shè)置有DCS計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制及管理為對(duì)象的； 要求響應(yīng)速度快的；信息處理及運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)合的，則應(yīng)以選擇電動(dòng)變送器為宜。實(shí)際工作中，在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選用的。
在壓力/差壓變送器的選型上就應(yīng)當(dāng)注意以下問題：
（1）測(cè)量范圍、需要的精度及測(cè)量的功能上：為了保證壓力測(cè)量精度，*小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3；對(duì)需遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)選擇壓力傳感器或壓力和差壓變送器；在測(cè)量精度要求不高時(shí)，可選擇電阻或電感式、霍爾效應(yīng)式遠(yuǎn)傳壓力表；氣動(dòng)基地式壓力指示調(diào)節(jié)器適宜作就地壓力指示調(diào)節(jié)；（2）測(cè)量?jī)x表面對(duì)的環(huán)境：如石油化工的工業(yè)環(huán)境，有可燃（有毒）和爆炸危險(xiǎn)氣氛的存在，有較高的環(huán)境溫度等；壓力變送器、壓力開關(guān)應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所防爆要求合理選擇。
?。?）被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)：如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、粘稠、易凝固結(jié)晶和氣化等工況；（4）操作條件的變化：如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化。有時(shí)還要考慮到從開車到參數(shù)達(dá)到正常生產(chǎn)時(shí)，氣相和液相濃度和密度的變化；（5）被測(cè)對(duì)象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮：如塔、溶液槽、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立罐、球罐等；（6）工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮：要求盡可能地減少品種規(guī)格，減少備品備件，以利管理；（7）實(shí)際的工藝情況：應(yīng)當(dāng)考慮被測(cè)對(duì)象是屬于哪一類設(shè)備。如槽、罐類，槽的容積較小，測(cè)量范圍不會(huì)太大，罐的容積較大，測(cè)量范圍可能較大；（8）還要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度，*常規(guī)的差壓式變送器及浮筒式液位變送器，還要對(duì)接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇；而對(duì)于有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器。有些易析出、易結(jié)晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器；（9）對(duì)于某些高黏度介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位，由于設(shè)備無法開孔，可選用放射液位計(jì)來測(cè)量；（10）其他要求，如環(huán)保及衛(wèi)生等要求，工藝專利商的具體要求。當(dāng)然除了測(cè)量方法上和技術(shù)上問題外，還有儀表投資問題。
5. 結(jié)束語(yǔ)
隨著智能壓力/差壓變送器技術(shù)的不斷發(fā)展，其也越來越多地被廣泛普及應(yīng)用。因此綜上所述，壓力表以及壓力/壓差變送器的選型，從技術(shù)上要可行，經(jīng)濟(jì)上要合理，管理上要方便。
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