1概述
在各種儀表中，變送器的應(yīng)用非常廣泛。變送器一般分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用于測(cè)量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。有兩線(xiàn)制和四線(xiàn)制變送器，特別是兩線(xiàn)制變送器。有智能變送器，也有非智能變送器，智能變送器越來(lái)越多。有氣動(dòng)的，也有電動(dòng)的，大部分是電動(dòng)的；另外，根據(jù)應(yīng)用情況有本質(zhì)安全型和隔爆型；根據(jù)應(yīng)用條件，變送器的主要類(lèi)型如下:
變送器的選擇通常基于安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用介質(zhì)。在實(shí)踐中，分為直接計(jì)量和間接計(jì)量；其應(yīng)用包括過(guò)程測(cè)量、過(guò)程控制和設(shè)備聯(lián)鎖。常見(jiàn)的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。
壓力變送器和差壓變送器只測(cè)量壓力和兩個(gè)壓力的差值，但它們間接測(cè)量很多參數(shù)。例如，除了壓力之外，壓力變送器還可以測(cè)量設(shè)備中的液位。當(dāng)測(cè)量大氣壓容器中的液位時(shí)，需要一個(gè)壓力變壓器。測(cè)量壓力容器的液位時(shí)，可以使用兩個(gè)壓力互感器，即一個(gè)用于下限，一個(gè)用于上限。可以減去它們的輸出信號(hào)來(lái)測(cè)量液位。通常，使用差壓變送器。當(dāng)容器中的液位和壓力恒定時(shí)，它也可用于測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以很寬，從壓力0到100MPa(一般)。
壓力/差壓變送器介紹
差壓變送器除了測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)壓力的壓差外，還可以測(cè)量帶有各種節(jié)流元件的流量，可以直接測(cè)量壓力容器和正常壓力容器的液位，以及壓力和負(fù)壓。
2.1生產(chǎn)
從壓力和差壓變送器的結(jié)構(gòu)來(lái)看，有普通型和隔離型兩種。一般的測(cè)量膜盒是一種，直接感應(yīng)被測(cè)介質(zhì)的壓力和差壓；隔離式測(cè)量隔膜盒接收穩(wěn)定液體(一般為硅油)的壓力，液體密封在兩個(gè)隔膜之間，接收被測(cè)壓力的隔膜為外隔膜。普通振膜箱的振膜是內(nèi)振膜。當(dāng)外膜片上接收到壓力信號(hào)時(shí)，通過(guò)硅油的傳輸將外膜片的壓力原封不動(dòng)地傳輸?shù)狡胀て兄校瑴y(cè)量外膜片感受到的壓力。
隔離變送器主要用于特殊的被測(cè)介質(zhì)，如被測(cè)介質(zhì)離開(kāi)設(shè)備后會(huì)結(jié)晶，而普通變送器需要取出介質(zhì)，會(huì)堵塞導(dǎo)壓管和隔膜室，使其無(wú)法正常工作，所以必須選用隔離變送器。隔離型通常安裝有法蘭，即被測(cè)設(shè)備上的開(kāi)口帶有法蘭，使其傳感膜片在變送器安裝后成為設(shè)備壁的一部分，這樣就不會(huì)帶出被測(cè)介質(zhì)，一般也不會(huì)造成結(jié)晶堵塞。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)所需的結(jié)晶溫度較高時(shí)，可選擇凸形膜片結(jié)構(gòu)，使傳感膜片插入設(shè)備中，使被測(cè)介質(zhì)的溫度不會(huì)降低，從而保證測(cè)量，即選擇插入式法蘭變送器。
隔離變送器有遠(yuǎn)傳型和集成型。遠(yuǎn)傳式是指外膜箱和測(cè)量膜箱用加強(qiáng)毛細(xì)管連接，一般毛細(xì)管為3 ~ 5m，這樣外膜箱就放在設(shè)備上，內(nèi)膜箱和變送器可以安裝在便于維修的支架上；另一種形式是將外膜盒和變送器集成在一起，通過(guò)法蘭直接安裝在設(shè)備上。對(duì)于隔離式壓力變送器，也可以做成螺紋連接式，即外膜片盒或外彈性元件可以在安裝螺紋的前面。只要在被測(cè)設(shè)備上焊接內(nèi)螺紋凸臺(tái)，就可以直接將變送器擰到設(shè)備上，安裝非常方便。
隔離式壓力/差壓變送器制造復(fù)雜，材料要求高，所以其價(jià)格通常是普通的三倍。
2.2選擇原則
壓力/差壓變送器的選擇主要是根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的性能指標(biāo)，以節(jié)約資金和方便安裝維護(hù)為參考。如果被測(cè)介質(zhì)粘度大、易結(jié)晶、腐蝕性強(qiáng)，必須選用隔離式變送器。選型時(shí)要考慮其介質(zhì)對(duì)波紋管金屬的腐蝕，必須選擇波紋管材料，否則使用后短時(shí)間內(nèi)外膜片會(huì)被腐蝕，法蘭也會(huì)被腐蝕，造成設(shè)備和人身事故，所以選材很重要。變送器的膜片由普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜片等制成。選型時(shí)，應(yīng)考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度。如果溫度一般在200℃~400℃，應(yīng)選擇高溫型；否則，硅油會(huì)蒸發(fā)膨脹，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。
選型時(shí)應(yīng)考慮設(shè)備的工作壓力等級(jí)，變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合一致。從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)說(shuō)，外膜盒和插入部分的材料是合適的，但是連接法蘭可以采用碳鋼和鍍鉻，這樣會(huì)節(jié)省很多錢(qián)。
隔離式壓力變送器選的很好，而且是螺紋連接的形式，既省錢(qián)又方便安裝。
對(duì)于普通壓力和差壓變送器的選擇，還應(yīng)考慮被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性，但所用介質(zhì)的溫度可以忽略，因?yàn)槠胀▔毫ジ衅饕雰x表，長(zhǎng)期工作溫度為常溫，但普通型的維護(hù)比隔離型大。首先是保溫的問(wèn)題。北方冬季，氣溫零下，風(fēng)管會(huì)結(jié)冰，變送器無(wú)法工作甚至損壞，需要增加伴熱保溫箱。
從經(jīng)濟(jì)角度考慮，在選擇變送器時(shí)，只要不容易結(jié)晶就可以使用普通變送器，低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以通過(guò)加入吹掃液體或氣體間接測(cè)量(只要工藝允許吹掃液體或氣體)。應(yīng)用普通變送器需要維修人員定期檢查，包括各種壓力管道是否泄漏，吹掃介質(zhì)是否正常，保溫是否良好。只要維護(hù)好，普通發(fā)射機(jī)的大量一次性投資會(huì)節(jié)省很多。
就所選變送器的量程而言，一般的變送器都有一定的可調(diào)范圍。把使用范圍設(shè)定在它的測(cè)量范圍的1/4~3/4就很好了，這樣就能保證精度，對(duì)于微差壓變送器來(lái)說(shuō)就更重要了。在實(shí)際應(yīng)用中，有些應(yīng)用(液位測(cè)量)需要傳遞變送器的量程，量程和傳遞量是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算的。遷移可分為正遷移和負(fù)遷移。
3差壓變送器的選擇
根據(jù)以下幾點(diǎn)選擇差壓變送器:
(1)測(cè)量范圍、要求的精度和測(cè)量功能；
(2)測(cè)量?jī)x表所面對(duì)的環(huán)境，如石油化工行業(yè)的工業(yè)環(huán)境，有易燃(毒)易爆的危險(xiǎn)氣氛，環(huán)境溫度高等。
(3)被測(cè)介質(zhì)的理化性質(zhì)和狀態(tài)，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、粘稠、易凝固、結(jié)晶、氣化等；
(4)操作條件的變化，如介質(zhì)溫度、壓力和濃度的變化。有時(shí)，需要考慮從啟動(dòng)到正常生產(chǎn)過(guò)程中氣液濃度和密度的變化；
(5)應(yīng)考慮被測(cè)對(duì)象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸，容器內(nèi)的設(shè)備附件和各種進(jìn)出口物料管口，如塔、溶液罐、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立式罐、球罐等。
4壓力變送器的選擇方法
從物理的角度來(lái)說(shuō)，任何物體上的壓力都應(yīng)該包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力(一般稱(chēng)為表壓)。作用在被測(cè)物體上這兩個(gè)壓力之和稱(chēng)為壓力。P =P米+大氣壓力
測(cè)量壓力的儀器叫做壓力計(jì)。普通工業(yè)壓力表測(cè)量的是表壓，即壓力與大氣壓之間的壓差。當(dāng)壓力大于大氣壓時(shí)，測(cè)得的表壓為正，稱(chēng)為正表壓；當(dāng)壓力小于大氣壓時(shí)，測(cè)得的表壓為負(fù)，稱(chēng)為負(fù)表壓，即真空度。測(cè)量真空度的儀器叫做真空計(jì)。
①為保證壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性，非常小的壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表量程的1/3；
②對(duì)于需要遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求高的場(chǎng)合，應(yīng)選用壓力傳感器或壓力變送器；
③當(dāng)測(cè)量精度不高時(shí)，可選用電阻或電感型和霍爾效應(yīng)型遠(yuǎn)傳壓力表；
④氣動(dòng)底座壓力指示調(diào)節(jié)器適用于就地壓力指示調(diào)節(jié)；
5壓力表的選擇
(1)范圍選擇
測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，一般壓力表的量程非常大，接近或大于正常壓力測(cè)量值的1.5倍；
測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，一般壓力表的量程非常大，接近或大于正常壓力測(cè)量值的2倍；
測(cè)量泵的出口壓力時(shí)，一般壓力表選擇接近泵出口的非常大的壓力值，量程非常大；
測(cè)量高壓時(shí)，一般壓力表的超大量程選擇應(yīng)大于超大壓力測(cè)量值的1.7倍；
為了保證壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性，非常小的壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表量程的1/3。
(2)選型
壓力測(cè)量> > 0.4MPa時(shí)，可選用彈簧管壓力表；
當(dāng)壓力測(cè)量小于< 0.04MPa時(shí)，可選用波紋管和波紋管壓力表；
當(dāng)測(cè)量粘稠、易結(jié)晶、有腐蝕性和含有固體顆粒時(shí)，可采用膜片壓力表或附加化學(xué)密封裝置；
測(cè)量蒸汽或高于60℃的介質(zhì)壓力應(yīng)選用不銹鋼壓力表或冷凝環(huán)；
壓力測(cè)量應(yīng)附有阻尼器或耐沖擊壓力表；
測(cè)量含塵氣體時(shí)應(yīng)設(shè)置除塵器；
測(cè)量含有液體的氣體壓力時(shí)，應(yīng)設(shè)置氣液分離器；
有些化學(xué)介質(zhì)要用專(zhuān)用壓力表測(cè)量:含氨介質(zhì)的壓力。
測(cè)量氨用壓力表，測(cè)量含氧壓力用氧氣壓力表，測(cè)量乙炔壓力用乙炔壓力表，測(cè)量含硫介質(zhì)壓力用耐硫壓力表；
高壓表(大于10MPa)應(yīng)配備泄壓安全設(shè)施。
⑤根據(jù)安裝場(chǎng)所的防爆要求，合理選擇壓力變送器和壓力開(kāi)關(guān)。
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