壓力變送器的基本原理,安裝和使用

1、壓力變送器的安裝及使用壓力是重要的工業(yè)參數(shù)之一，正確測(cè)量和控制壓力對(duì)保證生產(chǎn)工藝過程的安 全性和經(jīng)濟(jì)性有重要意義。壓力及差壓的測(cè)量還廣泛地應(yīng)用在流量和液位的測(cè)量 中。壓力變送器的任務(wù)是將檢測(cè)出來的非電量（物理量）大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信 號(hào)，傳輸?shù)斤@示儀表中進(jìn)行監(jiān)視和控制，將非電量轉(zhuǎn)換為電量的方法有: 1電容式壓力變送器 2擴(kuò)散硅壓阻變送器 3電感式變送器 4振弦式變送器20世紀(jì)80年代中末期，國(guó)內(nèi)開始引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)的壓力變送器，主要是非智 能的，在選購(gòu)變送器時(shí)，要根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的不同壓力檢測(cè)點(diǎn)的壓力，來選擇 不同壓力變送器的量程，由于被測(cè)壓力點(diǎn)數(shù)量多，訂貨時(shí)，所定壓力變送器的規(guī) 格多，同時(shí)，在備

2、件上造成很大的資金積壓。由于早期的壓力變送器沒有微處理 器進(jìn)行各種性能的補(bǔ)償，容易受到環(huán)境的影響，造成儀表的漂移和測(cè)量不準(zhǔn)確。美國(guó)霍尼韋爾（HONEYWELL司于1983年獨(dú)家率先向全世界推出智能化現(xiàn) 場(chǎng)儀表ST3000 100系列全智能壓力變送器，這是對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)儀表的一次深刻變 革！它為工業(yè)自動(dòng)化儀表及其系統(tǒng)應(yīng)用， 向更高層次的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，全智能 變送器的問世，開創(chuàng)了現(xiàn)場(chǎng)儀表的新紀(jì)元。美國(guó)霍尼韋爾公司在92年4月向中國(guó)推出了 ST3000/900系列全智能變送器, 它具有數(shù)字式全智能變送器的全部?jī)?yōu)越性能，而價(jià)格接近傳統(tǒng)模擬式常規(guī)變送器。97年底，霍尼韋爾公司又推出可測(cè)高溫的壓力變送器，現(xiàn)

3、場(chǎng)環(huán)境溫度最高可達(dá) 150C。通過使用專用的手操器，可以對(duì)運(yùn)行中的變送器進(jìn)行零點(diǎn)、量程、變送器 的工作溫度、使用單位等很多參數(shù)的監(jiān)測(cè)和修改，非常的方便。20世紀(jì)90年代中末期，引進(jìn)的壓力變送器的幾乎是數(shù)字式全智能變送器, 在此基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)有不少?gòu)S家與國(guó)外的公司合作，生產(chǎn)智能儀表。智能型壓力變送器智能型壓力或差壓變送器是在普通壓力或差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器 電路而形成的智能檢測(cè)儀表，壓力或差壓變送器的精度為0.1級(jí)，量程范圍為100: 1或50:1，時(shí)間常數(shù)在036s可調(diào)，儀表的電壓范圍為1536VDC正常工作電壓為24VDC兩線制儀表，輸出電流420mA 般使用HARTS訊協(xié)議。智能型壓

4、力變送器不僅能輸出電流信號(hào)，還在電流信號(hào)的的基礎(chǔ)上傳輸雙向 數(shù)字通訊信號(hào)。模擬、數(shù)字兩種信號(hào)方式同時(shí)使用一對(duì)電纜，通過手持操作器, 可以非常方便地對(duì)1500m之內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)變送器進(jìn)行各種工作參數(shù)的設(shè)定、量程調(diào)整 以及向變送器加入信息數(shù)據(jù)。智能型壓力變送器具有自修正、自補(bǔ)償、自診斷及 錯(cuò)誤方式告警等多種功能，大大提高了變送器的精確度，簡(jiǎn)化了調(diào)整、校準(zhǔn)與維 護(hù)過程，通過通訊使變送器與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)直接組態(tài)。全智能變送器的主要特點(diǎn): *高安全、*高可靠性*高穩(wěn)定性、重復(fù)性*高精度*寬量程比*寬移率*寬域溫度 靜壓補(bǔ)償*過程組態(tài)*完善的自診斷功能*雙向數(shù)字通訊*模擬、數(shù)字兩種輸出 方式*全數(shù)字技術(shù)。電容式

5、壓差傳感器:電容式壓差傳感器的核心部分如圖所示。14I相It檢跛雉631 高壓側(cè)進(jìn)氣口2 低壓側(cè)進(jìn)氣口3 過濾片4 空腔5 柔性不銹鋼波紋隔離膜片6 導(dǎo)壓硅油7 凹形玻璃圓片8 鍍金凹形電極9 彈性平膜片10-腔它主要由測(cè)量膜片（金屬?gòu)椥阅て?、金屬凹形玻璃球面及基座組成。測(cè)量膜片左右空間被分隔成兩個(gè)室。在兩室中充滿硅油，當(dāng)左右兩室分別承受高壓P2和低壓P1時(shí)，硅油的不可壓縮性和流動(dòng)性，便能將壓差 P= P2-P1傳遞到測(cè)量膜片的左右面上。 因?yàn)闇y(cè)量膜片在焊接前加有預(yù)張力，所以當(dāng) P =0時(shí)處于 中間平衡位置并十分平整，此時(shí)定極板左右兩電容的電容值完全相等， 即CH=CL 電容量的差值 c=a

6、 當(dāng)有壓差作用時(shí)， 測(cè)量膜片發(fā)生變形， 也就是動(dòng)極板向 低壓側(cè)定極板靠近，同時(shí)遠(yuǎn)離高壓側(cè)定極板， 使得電容CHkCL通過引出線將 這個(gè)電容變化輸送到電子轉(zhuǎn)換電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力或壓差的測(cè)量。弋0分逹、壓差變送器外形圖壓力變送器的工作原理比壓差變送器簡(jiǎn)單，只有一個(gè)測(cè)量端，另一端不接壓力管，參考?jí)毫榄h(huán)境壓力。壓力變送器外形圖壓力的單位介紹:在國(guó)際單位制中， 壓力的單位是帕斯卡， 簡(jiǎn)稱帕，代號(hào)為Pa。它的定義是在每平方米面積上垂直作用1牛頓的力，即1Pa 1N/m2實(shí)際使用中，常常有巴、毫米水柱、毫米汞柱、工程大氣壓等壓力單位，它 們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系見下表:標(biāo)Hl大弋壓帕簫卡工8犬Pt巴米;柱兀）ff

7、l岳優(yōu)號(hào)utmbrrsmml堆mmltfOLaIdi1lrH3251 一的奴31.613251.嗣hu血11口32iPn11.9IQ7X l(r(xir4.50肺* l(r0. h) 11971tmy” 芒噸MX 10JE 的 cj6aI J.225旳,.37IX letIhib強(qiáng)巒21 K1,019?IIJ,*0591.侗JtliyPM6.N(iirx i(r剛丄一麗(ijiTwminh.KMJTx UO可乩1也luim Hl； 3.32j(r1.3J52X UF1.孕33WXir J口.驅(qū)Q,員粕 K inrQ鞘8jx nrI4,：25X i(r 1沖：1壓力變送器的接線:目前，壓力變送器

8、更多的用于 DCS控制系統(tǒng)中，在現(xiàn)場(chǎng)安裝的壓力變送器均帶有420mA輸出和數(shù)字通訊功能，通過屏蔽電纜連接到現(xiàn)場(chǎng)電力室模件柜 AI模 件的輸入端。AI壓力變送器和手操器的接線手操器使用非常方便，可以在現(xiàn)場(chǎng)電力室內(nèi)的 DCS莫件柜相應(yīng)的端子上使用。通過手操器，可以檢查和設(shè)置壓力變送器的零點(diǎn)、量程、變送器工作點(diǎn)的溫度、 工程壓力單位的選擇，如Pa Bar等工作情況，例如某一壓力點(diǎn)的零點(diǎn)或量程需 要改變，在電力室就可以通過使用手操器輕松改變。壓力變送器的安裝:壓力變送器的安裝有幾種，目前經(jīng)常用到的有:(1)直接管道安裝方式，這種安裝方式簡(jiǎn)單，用材少。(2)法蘭安裝1J0LrL 匸 口直接管道安裝壓力變

9、送器L、,法蘭安裝主要應(yīng)用于液位測(cè)量，利用液體的靜壓力對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量。(3)支架安裝(管裝平支架)大多采用此種安裝方式，安裝維護(hù)方便，以往在露天的位置使用儀表箱作為保護(hù)壓力變送器免遭粉塵、雨淋，但現(xiàn)在的壓力變送器的防護(hù)做的很好，防護(hù)等 級(jí)在IP65,工作的環(huán)境溫度40+ 75C,耐震動(dòng)、防塵、防雨，5年免維護(hù)。壓力變送器的取氣方式：壓力變送器的取氣分兩種，第一種是壓力變送器取氣，見示意圖:壓力變送器取氣管道實(shí)際連接圖壓差變送器的取氣L壓差變送器取氣管道實(shí)際連接圖壓力變送器不是直接安裝在管道上，是通過直徑14毫米的取氣管道連接到壓 力變速器的連接接頭，壓力變送器本體安裝在設(shè)備的旁邊。在管道上安裝

10、的取氣裝置（實(shí)際上是一個(gè)5075mm勺金屬管）焊接此管時(shí), 焊接角度最好在45。左右，這樣不容易造成積灰，另外，在金屬管的頭部有管螺 紋，用絲堵擰緊不能漏氣，在檢查取氣管時(shí)便于打開，檢查取氣管是否有積灰。儀表取氣管焊接在取氣管的上部，不容易造成積灰。壓力變送器的取氣管道上應(yīng)裝有4個(gè)儀表閥門，（如果是被測(cè)壓力低的空氣 管道，可以省去取氣管上部的儀表閥門。這個(gè)閥門一般稱作一次閥門，但是測(cè)量 高壓氣體和水的測(cè)量不能省去此閥門）。壓力變送器工作時(shí)打開取氣管道上部的 閥門，打開三通上部的閥門，一般稱為二次門，關(guān)閉最下部的閥門，一般稱為排 氣閥門，緩慢打開接壓力變送器的閥門，使壓力變送器充壓工作。壓差變送

11、器的安裝，由于被測(cè)的是兩個(gè)管路的壓力差，所以要用兩套取氣裝 置，關(guān)鍵是在與壓差變送器的連接上，連接壓差變送器必須使用三閥組，壓差變 送器安裝在三閥組上，壓差變送器的兩個(gè)進(jìn)氣管分為高壓進(jìn)氣（H 口和低壓進(jìn)氣 口（ L），不要接錯(cuò)，否則測(cè)量不正確，三閥組的外形圖如下圖。 1盒滬工& 一一 三閥組外形圖壓差變送器的投入使用比壓力變送器稍微復(fù)雜，因?yàn)樗鶞y(cè)量的氣體或液體在 流經(jīng)測(cè)量元件上（變徑測(cè)量裝置，如文丘里管），在變徑處的兩邊會(huì)產(chǎn)生不同的 壓力，通過壓差變送器測(cè)量變徑管兩端的壓力。投入壓差變送器前，須先將連接三閥組兩端的儀表閥門關(guān)緊，不得讓被測(cè)氣體 或液體流入，三閥組中間的儀表閥門打開，然后緩慢地打開取氣管上部?jī)蓚€(gè)一次 門、二次閥門，管道壓力通過中間的閥門使被測(cè)壓力兩端的壓力平衡。之后分別 打開連接三閥組兩邊的閥門，最后關(guān)閉中間的儀表閥門，最后壓差變送器投入正 常使用。日常維護(hù)如果由于粉塵、雜物等原因造成儀表取氣管道堵塞，造成壓力變送器不能正 常工作，就要對(duì)儀表取氣管道進(jìn)行清理，處理過程如下:將接在變送器處的閥門關(guān)閉，將工廠用的0.4MPa左右的壓縮空氣接在排氣管 上，緩慢打開排氣閥門，用空氣清掃取氣管道。如果堵塞發(fā)生在取氣管處（一般 容易發(fā)生在此處），可以松開絲堵，直接用棍棒物清堵。如