摘要:介紹了差壓變送器的發展概況,闡述了差壓變送器的基本應用和擴展應用,并對差壓變送器的發展趨勢作了展望。
美鍵詞:差壓變送器;一般應用;擴展應用發展趨勢
1差壓變送器的發展概況
同其他各種電動調節儀表一樣,差壓變送器正處于一個嶄新的變革時代。過去二十多年一直沿用的力平衡式差壓變送器,是人們熟知的。它是利用深度負反饋原理來減小彈性元件模量隨溫度變化、彈性滯后以及非線性變形等因素的影響,從而保證測量精度的因此,力平衡式變送器結構復雜、笨重,且存在著難以消除的靜壓誤差。由于新材料的發展出現了彈性模數和溫度系數很小的彈性材料。特別是電子檢測技術的發展使微小位移的檢測成為可能,因而允許彈性材料變形小,這使非線性和彈性滯后所引起的變差進一步減小。這些都為開環式新型變送器的出現創造了條件。目前,被廣泛地應用于現場的電容式差壓變送器就是其中的一種。這種變送器不僅在原理上發生了由閉環到開環的根本變化,而且具有結構簡單、運行可靠、無靜壓誤差、維護方便的特點。隨著新技術的不斷發展,其他各種新型的變送器和振弦式、擴散硅式變送器等也已研制成功,并應用于生產近幾年,又相繼推出了智能變送器這些智能變送器中有的是新開發的測量機構,再配上微處理機;有的則是在原有變送器的基礎上,配上微處理機,因此它們是微機和通訊技術進入變送儀表的產物。智能變送器的信號轉換精度高,環境溫度變化的影響小,靜壓和振動的影響小,且量程比特別大因此,一種規格儀表可滿足各種測量范圍的需要,使備表、備件數量大大減少智能變送器的另一突出特點是具有通訊功能,通過對智能現場通訊器的簡單鍵盤操作,可實現遠程設定、變更和調校,除此之外,它還具有自診斷功能,這些都給使用和維護帶來了極大的方便。
2差壓變送器的一般應用
2.1流量測量
在流量測量和計量中用差壓變送器,簡單可靠,使用方便。例如,冶金廠結晶器冷卻水檢測系統的流量測量就是用差壓變送器的。在流體流過的管道上安裝一個節流裝置,流體流過時,在它的前后產生差壓,差壓的大小與流過的流體流量有關。因此可以用節流裝置(孔板、噴嘴或文丘利管)配用差壓變送器來測量流量。
流量與差壓的關系為

,一般在用差壓變送器測量流量時,都在輸出串接一個開方器,加人開方器后流量與開方器的輸出信號成正比關系。
2.2用于液位測量
差壓變送器的另一典型應用是檢測液位,△p=λH,λ=常數時,△P和H成正比。所以在重度幾乎不變的場合,利用差壓變送器可以測量液位日。差壓變送器測量液位只能在重度比較穩定的情況下使用,重度的變化對測量精度有影響。
3差壓變送器的擴展應用
3.1用作徽正壓或徽負壓測量儀襄
差壓變送器有兩個取壓室,當負壓室通大氣,正壓室接取壓點,可以用于壓力測量,而正壓室通大氣,負壓室接取壓點,可以用于負壓測量。
3.1.1差壓變送器用于測量鍋爐妒膛微負壓
鍋爐由于燃料臺理燃燒的需要,要求爐膛壓力控制在一50Pa的范圍以內,這個微負壓可以用差壓變送器進行測量。
3.1.2加熱妒爐膛微正壓的測量
加熱爐除了考慮燃料的合理燃燒因素外,還需要保護燃燒過程的欠氧狀態,因為富氧容易造成被加熱件表面的氧化皮增多,導致損耗,所以一般控制在微正壓狀態。差壓變送器可用于加熱爐微正壓測量。
3.2利用差壓變送器作用固體重量流量計
在發電廠球磨機原煤裝入量測量系統中,可用差壓變送器,原煤經煤斗、給煤機,在熱風門的推動下進入球磨機研磨,每臺球磨機都有一定的裝煤量,在這個額定的裝煤量下,研磨的效率最高,一般采用測量球磨機進出口的風壓差來做為裝入量的間接計量。當裝入量增加時,熱風通過球磨機的阻力增加,因而△P也增加,反之當裝入量減少時,△P也減少,因此通過測量△P可以間接知道裝入量的多少。
3.3利用差壓變送囂測量重度
從差壓變送器測量液位的原理知道,在重度等于常數的情況下,差壓變送器的輸出正比于液位;同樣在液位等于常數的情況下,差壓變送器的輸出正比于重度,所以可以利用差壓變送器來測量重度。
4差壓變送器使用中需要注意的問題
4.1防止振蕩產生
差壓變送器的測量敏感元件是膜盒(或膜片),前后為正負測壓室,這兩個測壓室在測量過程中,如同蕩秋千一樣來回推拉,使輸出信號始終在抖動,形成固有的振蕩持性,一般流量輸送管道都是通過泵或壓氣機進行傳輸的,本身就有規則的脈動現象,加上流體管道中的收縮和擴張,形成傳輸過程中的振蕩??梢哉{整差壓變送器取壓閹的阻力消除振蕩,還可以在兩個測量管線上各放人一個0.5mm~1.5mm孔徑的墊片,增加阻尼,減少流量管線的脈動影響,以消除震蕩。
4.2不要在1/3以下范圍工作
用差壓變送器測量流量在10以內△P的變化幾乎反映不出來。量程越低精度越差,一般差壓式流量計在1/3量程以下是不標精度的。
5差壓變送器的新進展
隨著現代化工業的發展,自動化系統不斷的大型化和復雜化,從過去以生產過程運行的穩定性為目的轉變為今天大規模集中和最佳化控制,加上應用領域的擴展,對差壓變送器提出越來越高的要求。具體而言就是高精度,對測量對象和使用環境的適應性強,小型化,安裝維護簡便,尤其是可靠性商,因為變送器性能的穩定可靠將關系到整個自動化系統的可靠和安全。新型的差壓變送器就是為了滿足這樣的要求而研制的。
5.1智能式變送器
智能式差壓變送器不再像原來那樣僅僅是將被測工藝參數轉換成標準信號的儀表,它還具有遙控操作、A/D轉換、自診斷等功能,向著機電一儀一體化方向發展。采用復合傳感器新技術將差壓、靜壓、溫度傳感器集成在同一半導體芯片上,顯著減少了變送器的溫度和靜壓誤差,精度大大提高。在測量精度要求高的系統中,如用于流量計量回路中的變送器,其精確度對計量結果準確與否有相當大的影響,使用智能式變送器是很有必要的。
5.2向體積小型化方向發展
一般差壓變送器,體積較大,顯得笨重,現場安裝時要附加支撐才能固定?,F在差壓變送器正朝著小型化方向發展。在變送器中使用經過穩定處理的集成電路傳感器,使之性能穩定、體積小,可以直接安裝在測量管道上,既方便又節約了安裝費用。
5.3數字信號變送器
目前,過程工業控制儀表中已基本確立了4mA~20mA直流電流的模擬信號傳送標準。隨著微機控制系統的發展,一方面建立了數字信號接口,另一方面對數字信號輸出的變送器將提出新的更高的要求。