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壓力/差壓變送器的結(jié)構(gòu)原理和選型方法

日期：2025-05-10 18:04
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摘要：
 差壓變送器除了測量兩個被測量壓力的差壓值外，它還可以配合各種節(jié)流元件來測量流量，可以直接測量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負壓。
 
1 結(jié)構(gòu)原理
 
從壓力和差壓變送器制作的結(jié)構(gòu)上來分有普通型和隔離型。普通型的測量膜盒為一個，它直接感受被測介質(zhì)的壓力和差壓；隔離型的測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膜片中間，接受被測壓力的膜片為外膜片。原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片，當外膜片上接受壓力信號時通過硅油的傳遞原封不動的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上，測出了外膜片所感受的壓力。
 
隔離型變送器主要是針對特殊的被測量介質(zhì)使用的，如被測介質(zhì)離開設(shè)備后會產(chǎn)生結(jié)晶，而使用普通型變送器需要取出介質(zhì)，會將導壓管和膜盒室堵塞使其不能正常工作，所以必須選用隔離型。隔離型通常作成法蘭式安裝，即在被測設(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，這樣它不會取出被測介質(zhì)，一般不會造成結(jié)晶堵塞。
 
當被測介質(zhì)需求結(jié)晶溫度較高時，可選用將膜片凸出的結(jié)構(gòu)，這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部，從而感應(yīng)到的介質(zhì)溫度不會降低，這樣測量是有保障的，即選用插入式法蘭變送器。
 
隔離型變送器有遠傳型和一體型。遠傳型即外膜盒與測量膜盒之間用加強毛細管連接，一般毛細管為 3~5米，這樣外膜盒裝在設(shè)備上，內(nèi)膜盒及變送器可以安裝在便于維護的支架上；另一種形式是外膜盒與變送器作成一體直接由法蘭安裝在設(shè)備上。對于隔離型壓力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在安裝螺紋的前面，只要在被測設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺，便可將變送器直接擰到設(shè)備上，安裝非常方便。
 
隔離型壓力/差壓變送器的制作復雜，材質(zhì)要求高，所以它的價格通常是普通型的3倍。
 
2 選型方法
 
在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測介質(zhì)的性質(zhì)指標為準，以節(jié)約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強腐蝕的場合，必須選用隔離型變送器。
 
在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，否則使用后很短時間就會將外膜片腐蝕壞，法蘭也會被腐蝕壞造成設(shè)備和人身事故，所以材質(zhì)選擇非常重要。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。
 
在選型時要考慮被測介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200℃~400℃，要選用高溫型，否則硅油會產(chǎn)生汽化膨脹，使測量不準。
 
在選型時要考慮設(shè)備工作壓力等級，變送器的壓力等級必須與應(yīng)用場合相符合。從經(jīng)濟角度上講，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。
 
對于普通壓力和差壓變送器選型，也要考慮被測介質(zhì)的腐蝕性問題，但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮，因為普通型壓變是引壓到表內(nèi)，長期工作溫度為常溫，但普通型使用的維護量要比隔離型大。首先是保溫問題，在北方冬季零下，導壓管會結(jié)冰，變送器無法工作甚至損壞，這就需要增加伴熱和保溫箱等。
 
從經(jīng)濟角度上來講，選用變送器時，只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器，而且對于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來間接測量（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人員多進行定時檢查，包括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等，只要維護好，大量使用普通型變送器一次性投資會節(jié)約很多。
 
從選用變送器測量范圍上來說，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)在它量程的1/4~3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應(yīng)用場合（液位測量）需要對變送器的測量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負遷移之分。
 
目前，智能變送器已相當普及，它的特點是精度高、可調(diào)范圍大，而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好，選型時應(yīng)多考慮。川儀橫河EJA、北京遠東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等，使用都非常可靠。
 
按照設(shè)計規(guī)范，在工程設(shè)計選型中，究竟采用氣動變送器還是電動變送器，因其各有特長，應(yīng)該根據(jù)裝置的具體條件進行綜合考慮和分析。以下幾點可供選用時參考：
 
集中操作程度；
是否與DCS計算機相操作配合；
響應(yīng)速度；
經(jīng)濟性；
可靠性及使用維護方面；
**性（防爆、停電、氣源故障等）；
環(huán)境條件及傳輸距離。
一般來說，下列條件以選用氣動儀表為宜：
 
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)及相對濕度很大的場合；
要求儀表投資少；
一般中小型企業(yè)要求易維修，經(jīng)濟可靠；
在以電動儀表為主的大型裝置里，有些現(xiàn)場就地調(diào)節(jié)回路不要求引入中央控制室集中操作。
下列條件以選擇電動儀表為宜：
 
變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過150m以上；
大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制；
設(shè)置有DCS計算機進行控制及管理的對象；
要求響應(yīng)速度快，信息處理及運算復雜的場合。
實際中，在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點進行混合選用的。