必威官网 1

必威官网:压力/差压变送器的应用及选型

常见显示仪表零点检查和调整方法

1、概述

在诸类仪表中,变送器的应用最广泛、最普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器。变送器常用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等。变送器有两线制和四线制之分,两线制变送器尤多;有智能和非智能之分,智能变送器渐多;有气动和电动之分,电动变送器居多;另外,按应用场合有本安型和隔爆型之分;按应用工况变送器的主要种类如下:

压/低差压变送器;

中压/中差压变送器;

必威官网:压力/差压变送器的应用及选型。高压/高差压变送器;

绝压/真空/负压差压变送器;

高温/压力、差压变送器;

耐腐蚀/压力、差压变送器;

易结晶/压力、差压变送器。

变送器的选型通常根据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和应用介质等方面考虑。实际运用中分为直接测量和间接测量;其用途有过程测量、过程控制和装置联锁。常见的变送器有普通压力变送器、差压变送器、单法兰变送器、双法兰变送器、插入式法兰变送器等。

压力变送器和差压变送器单从名词上讲测量的是压力和两个压力的差,但它们间接测量的参数是有很多的。如压力变送器,除测量压力外,它还可以测量设备内的液位。在常压容器测量液位时,需用一台压变即可。当测量受压容器液位时,可用两台压变,即测量下限一台,测量上限一台,它们的输出信号可进行减法运算,即可测出液位,一般选用差压变送器。在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度。压力变送器的测量范围可以做的很宽,从绝压0开始可以到100MPa。

必威官网 1

仪表小知识 有关压力的一些解释: 1、
大气压:地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。
2、 差压:两个压力之间的相对差值。 3、
绝对压力:介质所处空间的所有压力。 绝对压力是相对零压力而言的压力。 4、
表压力:如果绝对压力和大气压的差值是一个正值,那么这个正值就是表压力,即表压力=绝对压力-大气压>0。
5、
负压:和“表压力“相对应,如果绝对压力和大气压的差值是一个负值,那么这个负值就是负压力,即负压力=绝对压力-大气压<0。
6、
静态压力:一般理解为“不随时间变化的压力,或者是随时间变化较缓慢的压力,即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。
7、
动态压力:和“静态压力”相对应,“随时间快速变化的压力,即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/2ρν2计算。式中ρ―流体密度;v―流体运动速度。”
HART协议和现场总线技术有哪些异同?
HART和现场总线技术都可以实现对现场设备的状态、参数等进行远程访问。同时,两种技术都支持在一条总线上连接多台设备的联网方式。HART和现场总线都采用设备描述,实现设备的互操作和综合运用。所以,它们之间有一定的相似之处。
它们之间的不同有以下四点:
1)现场总线采用真正的全数字通信,而HART是以FSK方式叠加在原有的4~20mA模拟信号上的,因此可以直接联入现有的DCS系统中而不需要重新组态;
2)现场总线多采用多点连接,HART协议一般仅在做监测运用的时候才会采用多点连接方式;
3)用现场总线组成的控制系统中,设备间可以直接进行通信,而不需要经过主机干预;
4)现场总线设备相对HART设备而言,可以提供更多的诊断信息。
所以现场总线设备适用于高速的网络控制系统中,而HART设备的优越性则体现在与现有模拟系统的兼容上。
智能压力/差压变送器较模拟变送器有什么优越性? 智能化仪表的优越性主要有:
对仪表制造过程――简化调校过程、补偿传感器缺陷(如线性化、环境因素补偿等)、提高仪表性能、降低制造成本、可形成多参数复合仪表。
对仪表安装调试过程――简化安装调试过程、降低安装调试成本。
对仪表运行过程――提高测量质量、有利于进行软测量、便于仪表的维护校验和资产管理(需要系统和设备管理软件的支持)。
压力/差压变送器有哪些选型原则?
在压力/差压变送器的选用上主要依据:以被测介质的性质指标为准,以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合,必须选用隔离型变送器。
在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀,一定要选好膜盒材质,变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。
在选型时要考虑被测介质的温度,如果温度高一般为200℃~400℃,要选用高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准。
在选型时要考虑设备工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设在它量程的1/4~3/4段,这样精度会有保证,对于微差压变送器来说更是重要。实践中有些应用场合需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量,迁移有正迁移和负迁移之分。
为何变送器输出固定在20.8mA?如何解决?
变送器输出固定在20.8mA,表示当前主过程变量大于传感器的设定量程上限,仪表处于输出饱和状态。可以进行以下几项检查:
1)检查设定的传感器量程上限或传感器极限量程是否大于或等于当前被测信号,确定所选的传感器型号和设定量程的正确性;
2)检查导压管是否存在泄漏或堵塞,如果使用引压阀,检查阀门是否完全打开;
3)确认引入的被测信号是稳定的输入量;如果被测量是液体,确认不存在残留气体;如果被测量事干燥气体,确认不存在液体;
4)检查传感器法兰测是否存在沉淀,法兰是否有被腐蚀现象;
5)如果是远传法兰型变送器,检查两个被测信号间是否存在位差,计算由位差所引起的差压是否大于传感器量程;
6)检查供电电源是否在12V~24VDC之间;
7)利用手持操作器对仪表进行自检和参数读取,检验是否智能电子部件故障或未经初始化。
变送器的维护包括哪些工作? 变送器的维护工作主要包括以下几个方面: 1)
巡回检查: 仪表指示情况,仪表示值有无异常; 气动变送器气源压力是否正常;
电动变送器电源电压是否正常;
环境温度、湿度、清洁状况;仪表和工艺接口、导压管和阀门之间有无泄漏、腐蚀。
2) 定期维护: 定期检查零点,定期进行校验; 定期进行排污、排凝、放空;
定期对易堵介质的导压管进行吹扫,定期灌隔离液。 3) 设备大检查:
检查仪表使用质量,达到准确、灵敏,指示误差、静压误差符合要求,零位正确;
仪表零部件完整无缺,无严重锈垢、损坏,铭牌清晰无误,紧固件不得松动,接插件接触良好,端子接线牢固;技术资料齐全、准确、符合管理要求。
质量流量控制器的工作压差范围是个什么概念?
质量流量控制器中设置有一个气体流量调节阀门,阀门能使通过控制器的流量从零调节到测量的满量程,在工作的过程当中,控制器的入口和出口之间会产生一个气压降,即压差。MFC的工作压差范围通常为0.1~0.3MPa,若压差低于最低值,有可能控制达不到满量程值;若高于最高值,有可能关闭时流量不能小于2%F.S。用户使用MFC时,无论用户工作的反应室是真空还是高压,应做到使MFC进出气两端的压差保持在所要求压差范围之内,并且要求气压要相对稳定。
电磁流量计常见故障现象有哪些? 电磁流量计常见故障现象有:
无流量信号;输出晃动;零点不稳;流量测量值与实际值不符;输山信号超满度值5类。
经常采用的检查手段或方法及其检查内容有哪些? 通用常规仪器检查 替代法
利用转换器和传感器间以及转换器内务线路板部件间的互换性,以替代法判别故障所在位置。
信号踪迹法
用模拟信号器替代传感器,在液体未流动条件下提供流量信号,以测试电磁流量转换器。
检查首先从显示仪表工作是否正常开始,逆流量信号传送的方向进行。用模拟信号器测试转换器,以判断故障发生在转换器及其后位仪表还足在转换器的上位传感器发生的。若足转换器故障,如有条件可方便地借用转换器或转换器内线路板作替代法调试;若是传感器故障需要试调换时,因必须停止运行,关闭管道系统,因涉及面广,常不易办到。特别是大口径流量传感器,试换工程量大,通常只有在作完其他各项检查,最后才下决心,卸下管道检查传感器测量管内部状况或调换。
使用超声波流量计应注意哪些问题?
根据介质、流量及工作场地的不同,选择合适的流量计型式;
根据不同型式的超声波流量计以合理的方式安装换能器;
定期维护,经常检查流量计工作状态、显示器的连接; 定期校准流量计。
我厂污水排放测量用的是电磁流量计,流量计安装前经过了检定,可计量数据一直和其他流量计指示的量值不一致,原因何在?
极有可能是安装位置不对。若流量计装于系统的最高处,管道中的气泡会严重影响计量精度;或流量计装在流体向下流动的垂直管道上,有可能产生非满管流。建议将流量计装在系统位置较低的水平管道上或向上流动的垂直管道上,最好在系统中安装消气器或排气阀
什么是质量流量计?什么是质量流量控制器? 质量流量计,即Mass Flow Meter,
是一种精确测量气体流量的仪表,其测量值不因温度或压力的波动而失准,不需要温度压力补偿。
质量流量控制器, 即Mass Flow Controller,
不但具有质量流量计的功能,更重要的是,它能自动控制气体流量,即用户可根据需要进行流量设定,MFC自动地将流量恒定在设定值上,即使系统压力有波动或环境温度有变化,也不会使其偏离设定值。简单地说,质量流量控制器就是一个稳流装置,
是一个可以手动设定或与计算机联接自动控制的气体稳流装置。
质量流量计/质量流量控制器的主要优点是什么?
流量的测量和控制不因温度或压力的波动而失准。
对于多数流量测控系统而言,很难避免系统的压力波动及环境和介质的温度变化。对于普通的流量计,压力及温度的波动将导致较大的误差;对于质量流量计/质量流量控制器,则一般可以忽略不计。
测量控制的自动化
质量流量计/质量流量控制器可以将流量测量值以输出标准电信号输出。这样很容易实现对流量的数字显示p累积流量自动计量p数据自动记录p计算机管理等。对质量流量控制器而言,还可以实现流量的自动控制。通常,
模拟的MFC/MFM输入输出信号为0~+5V或4~20mA,
数字式MFC/MFM还配有RS232或RS485数字串行通讯口, 能非常方便地与计算机连接,
进行自动控制。 精确地定量控制流量
质量流量控制器可以精确地控制气体的给定量,这对很多工艺过程的流量控制p对于不同气体的比例控制等特别有用。
适用范围宽 有很宽的工作压力范围,我们的产品可以从真空直到10MPa;
可以适用于多种气体介质(包括一些腐蚀性气体,如HCL);有很宽的流量范围,我们的产品最小流量范围可达0~5
sccm,最大流量范围可达0~200 slm。流量显示的分辨率可达满量程的0.1%,
流量控制范围是满量程的2~100% (量程比为– 50:1),
因此在很多领域得到广泛应用。 雷达物位测量装置前景广阔
我国这些年工业发展迅速,种类逐渐齐全,而物位测量仪表作为工业生产不可缺少的重要仪表,需求量很大。巨大市吸引力也造成了激烈的竞争。虽然目前国内物位仪表生产厂家众多,但大多是技术含量较低、精度比较低的产品,即便销量可观,经济效益也不可观。怎样的产品才能有效的占领国内物位仪表市场呢,关键在于开发和生产先进,精确的高档产品。
根据有关机构的调查显示,在物位测量装置的选购标准中,最受人们关注的因素依次是:精度,可靠性,耐久性,操作简易度,价格,技术支持等。很明显,精度是人们关心的首要参数。而很多市场预测也验证了这一观点。
根据ARC咨询集团的研究报告显示,雷达物位测量装置将是连续物位测量领域前景最被看好的测量装置。当有效的控制成本和提高效益对于使用者越来越重要的时候,高精度的测量装置变得越来越受欢迎。随着价格的下降和人们对其技术的认可度不断提高,雷达测量装置在工业上的使用也变得越来越广泛,而不是仅仅在油箱中使用。因此,雷达物位测量装置以其技术上的不断革新而占领着越来越大的市场份额。ARC预计全球雷达式物位仪表市场到2007年将达到3.88亿美元,年增长率为10.3%。雷达式物位仪表取得这一可观增长率时,其他物位测量技术正奋力争取一位数的年增长率和许多传统的水平测量工艺不同,雷达测量装置具有非常高的精度,并能够适应各种非常恶劣的测量环境,测量时不依赖过程密度,压力和温度等环境因素,制造商们利用这些优点给使用者提供越来越好的产品。随着雷达式物位技术进入其生命周期成熟期,其广泛采用在很大程度上受其快速ROI、低维护及高可靠性特点的驱动。用户相信,雷达式物位仪表能提供高性价比,且即使在数量不断增加的情况下也能顺利实施。而作为一种首次用于罐储量测量的物位测量技术,标志着雷达物位装置已在更广阔的过程物位测量领域中取得了重大进展。
在ARC的研究报告中,接触式和非接触式物位测量装置总体被分为3类:高端产品,中端产品和低端产品。总的来说,雷达测量装置会有很好的市场前景,但仍然会受到传统测量装置的“挑战”,供应商们最好根据自己的市场份额和整个市场的增长速度来制定自己的市场策略。目前被过程控制行业看好的回路供电测量仪表(Loop
powered
devices),目前已经非常普遍。此外,电池供电及无线雷达式物位仪表亦开始在市场上出现。各种相关技术的不断进步和雷达式物位计的成本的有效控制,正有效的促进着雷达式物位仪表市场的不断增长。用雷达式物位仪表来取代传统物位测量技术,将为雷达供应商带来巨大的商机。
目前国内常用的气体传感器有哪些?
目前按照气敏特性来分,主要分为:半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器,又以前两种最为普遍。
请介绍一下半导体型气体传感器的优缺点。
自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来,半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。
半导体传感器为什么需要加热?
半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器可以加速氧化过程,这也是为什么有些低端传感器总是不稳定,其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。
电化学气体传感器是怎样工作的?
电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度,分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式,目前可以检测许多有毒气体和氧气,后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。
半导体传感器和电化学传感器的区别?
半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用,但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。
固态电解质气体传感器是怎样的?
顾名思义,固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性,灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学,所以也得到了很多的应用,不足之处就是响应时间过长。
接触燃烧式气体传感器是怎样的?
接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式,原理是气敏材料在通电状态下,可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧,由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。
光学式气体传感器是怎样的?
光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等,主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同,通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。
选择红外测温仪时要考虑哪些因素? 应考虑以下因素 a) 类型
根据现场要求,可选手持式或固定式。
手持式测温仪特点:体积小,重量轻,电池供电,适合随身携带,可随时进行温度的检测和记录,有光学瞄准或激光瞄准装置,操作非常简单,只需轻轻一扣扳机,就能进行温度测量。
固定式测温仪特点:固定安装在工业现场,可以24小时连续监测,与计算机相连,闭环控制。加装保护套和风冷、水冷装置,可以在恶劣环境及315℃的高温条件下工作。
b) 测温范围 测温仪量程要满足使用要求。 c) 距离系数
距离系数D:S是测温仪和被测物之间的距离与被测物直径的比值。此系数越大,表明测温仪的光学分辨率越高。即测同一物体,距离系数越大的测温仪,可以在更远的距离测量。
一般来说,距离系数大的测温仪,灵敏度高,价格也高一些。 d) 最小目标
当被测物较小时,就要考虑测温仪的最小测量目标能否满足使用要求。
分布式光纤温度传感器系统主要应用在什么领域?
目前分布式光纤温度传感器系统主要应用在 a)
水库大坝,主要是温度监控、混凝土大坝监控、渗漏检测及定位、水渗漏路径的定位、下沉过程的测量、变形测量、岩层研究。
b) 电力,主要是电线电缆的温度测量、火灾的早期探测、对电线及电缆的测量。
c)
地热发电厂,凿洞内部的温度检测、热反应测试、凿洞周围区域的环境监控、热液体设施的温度测量、高温、干燥地层设施的温度测量。
d) 隧道,收缩压力的测量、长期的测量、裂缝及损坏的监控、火灾检测。 e)
桥梁,安装过程的测量、变形测量、裂缝及损坏的监控、负荷试验的测量。 f)
热水管道原油管道等,温度监控、管道及渗漏的检测、渗漏处的定位、建筑物质量的控制。
分布式光纤温度传感器系统的技术原理是什么?
该技术主要依据光纤的光时域反射和光纤的背向喇曼散射温度效应。激光脉冲射入光纤内部,光子与光纤材料分子在内部相互作用,一部分光被反射回来,反射光携带着被散射光子运动的热信息。因此,被反射回来光的光谱携带了光纤的温度信息,可以测量沿光纤每一点的温度。
光谱的分析包括激光在光纤中的传播速率,通常和光的速度一样,用很短的时间间隔去扫描整个光纤的长度,根据这样沿光纤的温度分布就可以决定了。需要提出的是所测得的每一点温度是一段光纤上的平均温度。由于光的速度很快,因此一条数千米长的光纤可以在不到一秒的时间内扫描完毕。
分布光纤温度传感技术设备包括两部分:传感光缆和主机。光缆里面通常有若干根光纤组成,光纤是温度敏感材料,因此沿着光纤可以连续测量任意一点的温度。这就是一种研究温度变化的设备。
传感器
能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常有敏感元件和转换元件组成。
① 敏感元件是指传感器中能直接被测量的部分。 ②
转换元件指传感器中能较敏感元件感受的北侧量转换成是与传输和测量的电信号部分。
③ 当输出为规定的标准信号时,则称为变送器。 2.测量范围
在允许误差限内被测量值的范围。 3. 量程 测量范围上限值和下限值的代数差。

important;”>linkMacSystemFont, “Helvetica Neue”, “PingFang SC”,
“Hiragino Sans GB”, “Microsoft YaHei UI”, “Microsoft YaHei”, Arial,
sans-serif; font-size: 17px; font-variant-numeric: normal;
font-variant-east-asian: normal; letter-spacing: 0.48px; line-height:
27.2px; text-align: justify; widows: 1; background-color: rgb(118, 229,
123);”>概述

2、压力/差压变送器介绍

差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外,它还可以配合各种节流元件来测量流量,可以直接测量受压容器的液位和常压容器的液位以及压力和负压。

压力变送器主要用于工业过程自动化控制中的压力、流量、液位、真空度、密度等参数的测量,广泛应用于冶金、电力、化工、煤化工、核电、建材、船舶、机械制造、垃圾处理、高速公路、城市供热、军工、医药、食品等各个行业。

  1. 精确度 被测量的测量结果与真值间的一致程度。 5.重复性
    在所有下述条件下,对同一被测的量进行多次连续测量所得结果之间的符合程度:
    相同测量方法: 相同观测者: 相同测量仪器: 相同地点: 相同使用条件:
    在短时期内的重复。 6. 分辨力
    传感器在规定测量范围圆可能检测出的被测量的最小变化量。 7. 阈值
    能使传感器输出端产生可测变化量的被测量的最小变化量。 8. 零位
    使输出的绝对值为最小的状态,例如平衡状态。 9. 激励
    为使传感器正常工作而施加的外部能量。 10. 最大激励
    在市内条件下,能够施加到传感器上的激励电压或电流的最大值。 11. 输入阻抗
    在输出端短路时,传感器输入的端测得的阻抗。 12. 输出
    有传感器产生的与外加被测量成函数关系的电量。 13. 输出阻抗
    在输入端短路时,传感器输出端测得的阻抗。 14. 零点输出
    在市内条件下,所加被测量为零时传感器的输出。 15. 滞后
    在规定的范围内,当被测量值增加和减少时,输出中出现的最大差值。 16. 迟后
    输出信号变化相对于输入信号变化的时间延迟。 17. 漂移
    在一定的时间间隔内,传感器输出终于被测量无关的不需要的变化量。 18.
    零点漂移 在规定的时间间隔及室内条件下零点输出时的变化。 19. 灵敏度
    传感器输出量的增量与相应的输入量增量之比。 20. 灵敏度漂移
    由于灵敏度的变化而引起的校准曲线斜率的变化。 21.热灵敏度漂移
    由于灵敏度的变化而引起的灵敏度漂移。 22. 热零点漂移
    由于周围温度变化而引起的零点漂移。 23. 线性度
    校准曲线与某一规定只限一致的程度。 24. 菲线性度
    校准曲线与某一规定直线偏离的程度。 25.长期稳定性
    传感器在规定的时间内仍能保持不超过允许误差的能力。 26. 固有凭率
    在无阻力时,传感器的自由振荡凭率。 27. 响应 输出时被测量变化的特性。
    28.补偿温度范围 使传感器保持量程和规定极限内的零平衡所补偿的温度范围。
  2. 蠕变 当被测量机器多有环境条件保持恒定时,在规定时间内输出量的变化。
  3. 绝缘电阻
    如无其他规定,指在室温条件下施加规定的直流电压时,从传感器规定绝缘部分之间测得的电阻值。

important;”>
仪表零点的检查和调整是仪表工必须掌握技能,本文介绍压力变送器、差压变送器、热电偶显示仪表和热电阻显示仪表零点检查和调整方法,对仪表工提高技术水平大有帮助。当操作工对仪表的指示值有怀疑时,就需要对仪表进行检查,最常用的方法就是先检查仪表的零点是否正确。对压力变送器、差压变送器则大多采取停运后检查零点的方法。important;”>仪表的零点,是指仪表测量范围的下限(即仪表在其特定精度下所能测出的最小值)。

选型依据:

以被测介质的性质指标为准,以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合,必须选用隔离型变送器。

压力变送器是一种将检测到的压力转换为与压力成正比的电信号,再经过放大、输出标准信号,为控制系统、二次仪表提供显示、记录、调节、测量、通讯等信号的设备。压力变送器的核心是压力传感器和信号处理电路两部分。

important;”>调整的目的,是使变送器输出信号的上限值与测量范围的上限值相对应,相当于改变变送器的输出输出特性的斜率。零点调整和零点迁移的目的,都是使变送器的输出下限值与测量范围的下限值相对应。零点调整使变送器
的测量起始点为零,而零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值。进行零点迁移,再辅以调整,可以提高仪表的测量精度。零点调整的调整量通常比较小,而零点迁移的调整量比较大,可以提高仪表的测量精度。零点调整的调整量通常比较小,而零点迁移的调整量比较大,可达量程的一倍或数倍。

应考虑的问题:

1.介质对膜盒金属的腐蚀。

一定要选好膜盒材质,否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏,法兰也会被腐蚀坏造成设备和人身事故,所以材质选择非常重要。变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。

2.被测介质的温度。

如果温度高一般为200℃~400℃,要选用高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准。

3.设备工作压力等级。

变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从经济角度上讲,外膜盒及插入部分材质比较合适,但连接法兰可以选用碳钢、镀铬,这样会节约很多资金。

隔离型压力变送器选用最好是选用螺纹连接形式的,这样既节约资金安装又方便。对于普通压力和差压变送器选型,也要考虑被测介质的腐蚀性问题,但使用的介质温度可以不考虑,因为普通型压变是引压到表内,长期工作温度为常温,但普通型使用的维护量要比隔离型大。首先是保温问题,在北方冬季零下,导压管会结冰,变送器无法工作甚至损坏,这就需要增加伴热和保温箱等。

从经济角度上来讲,选用变送器时,只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器,而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量(只要工艺允许用吹扫液或气),应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查,包括各种导压管是否泄漏、吹扫介质是否正常、保温是否良好等,只要维护好,大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多。

从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设在它量程的1/4~3/4段,这样精度会有保证,对于微差压变送器来说更是重要。实践中有些应用场合需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量,迁移有正迁移和负迁移之分。

随着计算机、电子技术的发展,压力变送器在技术、功能、性能上得到了快速提升,也促进了工业自动化水平的发展与应用。

1:压力变送器 检查零点时,要先把压力卸除,使变送器处于没有受压的状态。对于导压管较长,变送器安装位置低于取样点的蒸汽或液体压力的测量,即使压力卸除了,在导压管内仍会有冷凝水或液体存在,由于液柱静压力的影响,压力变送器的输出电流将大于零点电流,这是需要注意的,可采取排污来解决。还有就是要落实,原来是否采取过正迁移措施来抵消静压力的影响,以免出现错误判断,而把正常零点调乱了 2:差压变送器 检查差压变送器的零点时,要先关闭三阀组的负压阀;再开平衡阀;后关正压阀。打开平衡阀的作用就是使差压变送器的正、负测量室的压差等于零。对于没有迁移的差压变送器,观察其输出是否是4mA,否则应凋零。 3:检查热电偶显示仪表的方法 在使用现场热电偶的冷端温度是不可能等于0℃,显示仪表大多具有冷端温度自动补偿功能。所以,通常采用的检查方法是短接显示仪表的输入端,观察仪表的显示值是否为室温,如果指示为室温,说明仪表基本是正常的。当然室温只是通俗的说法,严格讲短接输入端后仪表的显示值是仪表输入端子附近的环境温度。 当操作工对仪表显示的温度值有疑问时,可使用直流电位差计或其他标准表,先测量热电偶的热电势Ux,然后再根据参比端、或者室温的温度值,查热电偶分度表,得到该温度所对应的热电势U0,然后把Ux和U0相加,得到总的热电势,再查热电偶分度表就得到被测量的真实温度了。如有一支S分度的热电偶,测得热电偶的热电势Ux为12.94mV;室温28℃,查表得U0=0.161mv,则Ux+U0=12.94+0.161=13.101mV,查热电偶分度表知,实际温度为1295.2℃。 4:检查热电阻显示仪表的方法 当操作工对显示仪表显示的温度值有疑问时,可使用直流电阻电桥或其他标准表,测量热电阻的电阻值,再查热电阻分度表,得到该电阻值所对应的温度,就可以判断仪表的误差了。也可以用直流电阻电桥代替热电阻,向显示仪输入电阻值来检查显示仪表,以判断仪表是否正常。当热电阻或导线接触不良时,仪表的显示温度将是偏高的。如果出现偏低则可能有短路现象。

3、差压变送器的选型

差压变送器根据以下几点选型:

测量范围、需要的精度及测量功能;

测量仪表面对的环境,如石油化工的工业环境,有可燃和爆炸危险气氛的存在,有较高的环境温度等;

被测介质的物理化学性质和状态,如强酸、强碱、粘稠、易凝固结晶和气化等工况;

操作条件的变化,如介质温度、压力、浓度的变化。有时还要考虑到从开车到参数达到正常生产时,气相和液相浓度和密度的变化;

被测对象容器的结构、形状、尺寸、容器内的设备附件及各种进出口料管口都要考虑,如塔、溶液槽、反应器、锅炉汽包、立罐、球罐等;

其他要求,如环保及卫生等要求;

工程仪表选型要有统一的考虑,要求尽可能地减少品种规格,减少备品备件,以利管理;

工艺专利商的具体要求。

1 压力变送器的技术现状

4、压力变送器的选型方法

从物理学角度看,任何一个物体上受到的压力都应包括大气压力和被测介质的压力两部分。作用在被测物体上这两部分压力总和称为绝对压力。

P绝 = P表 + 大气

压测量绝对压力的仪表称为绝压表。对于普通的工业压力表测量的都是表压值,也就是绝对压力与大气压的压差值。当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值,称为正表压;当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值,称为负表压,即真空度。测量真空度的仪表称为真空表。

经过多年的建设与发展,我国仪器仪表已经初步形成产品门类品种比较齐全,具有一定生产规模和开发能力的产业体系,我国仪器仪表发展很快,形势很好,很多三资企业和民营企业都得以迅速发展和崛起,如今已经成为仪器仪表产业的主体。另外国家支持,推动功能新材料的产业发展,产业布局由低级向高级阶段发展的整体战略布局也渐渐浮现。

注意事项:

① 为了保证压力测量精度,最小压力测量值应高于压力表测量量程的1/3;

② 对需远距离测量或测量精度要求较高的场合,应选择压力;

③压力/差压变送器的应用及选型。

虽然我国仪器仪表产业有了较大的发展,但还远远不能满足国民经济、科学研究、国防建设以及社会发展等各个方面日益增长的迫切需求。我国仪器仪表产品大部分属于中低端产品,高精度变送器几乎全部依赖进口。我国仪器仪表落后于国际先进水平,差距是全方位的,包括产品技术方面的差距和企业综合实力上的差距。主要体现在以下几个方面:

相关文章推荐

link=”>防爆型压力变送器的工作原理

link=”>变送器与传感器的区别

link=”>智能压力变送器的四个案例故障分析

link=”>一体式温度变送器如何调教

1)基础材料研究,未列入国家层面的研究项目。

2)标准化工作差距大。

3)技术差距:见表1。

4)产业水平差距:中小企业占多数,制造技术水平不高。

2 压力仪表概述

2.1 压力表的分类

既然自然界以及现代社会有压力存在,我们就需要对压力进行测量。而压力表就是一种用于测量压力的仪表。

压力表按其测量精确度,可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级;一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。

压力表按其指示压力的基准不同,分为一般压力表、绝对压力表、差压表。一般压力表以大气压力为基准;绝压表以绝对压力零位为基准;差压表测量两个被测压力之差。

压力表按其测量范围,分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值;压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;微压表用于测量小于60000
Pa的压力值;低压表用于测量0~6MPa压力值;中压表用于测量10~60MPa压力值;高压表用于测量100MPa以上压力值。

压力变送器是工业实践中最为常用的一种压力测量仪器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

2.2 压力变送器的组成和测量原理

作为一个转换为电信号的测量仪表,图1-2-1是压力变送器有一个基本的工作框图:压力传感器检测到压力后,输出一个电信号,这个信号可以是电压,也可以是频率或脉冲。信号处理电路会把这个信号放大或者整形,若是智能变送器会把这个信号转换为数字量,进行非线性及温度的补偿,然后再转换为模拟量,送给变送输出部分,变成4~20mA电流信号。若是非智能变送器,则直接把模拟的电信号送变送输出。一般的变送器均为2线制仪表,即供电和测量信号的输出使用相同的2根导线。

2.3 压力传感器

压力传感器的作用是将压力的物理信号转换为电信号。通常使用的压力传感器主要有3类。

2.3.1 陶瓷电容传感器

以三氧化二铝陶瓷构成,当传感器感受压力后,两导电极板间距离发生变化,引起电容量发生变化。通过振荡电路可以将这个电容变化转换为电压信号,就可以测量出电容量也就是压力大小。

陶瓷电容压力传感器的特点是热稳定性好,抗过载能力可达量程的百倍以上,没有液体传递压力,无任何填充液,不会产生工艺污染,因此在食品、医药等行业有着广泛的应用,加之是干式陶瓷膜片,也没有安装位置影响。有的陶瓷压力传感器带有专用调理电路,可直接输出0.5~4.5V的电压信号。虽然压力传感器的量程范围不同,但是输出信号的幅值都相同。即0.5V对应传感器测量的最小压力,4.5V对应最大压力,其余中间各点与测量压力成线性关系。例如,-0.1~1MPa的压力传感器,在压力为0时的理论输出为0.86V。

2.3.2 金属电容差压传感器

图1-2-2 金属电容差压传感器

罗斯蒙特公司使用金属电容传感器制成了1151差压变送器,现在国内很多厂家的差压变送器都是参考1151制造的。金属电容差压传感器的原理是:被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在敏感元件的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充的硅油传送到测量膜片两侧。由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。这个信号可以是电压,或者频率及脉冲。

金属电容传感器的优点是结构简单,灵敏度高,过载能力强,动态响应特性好,对高温、辐射等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性,有压力迟滞,寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大,很难做高精度。

2.3.3 扩散硅传感器

扩散硅传感器的核心测量元件是采用扩散工艺形成电阻并连接成惠斯通电桥,并施加一个供电给电桥。当压力作用在敏感元件上时,电阻值发生变化并且产生一个与作用压力成正比的线性输出信号。有的厂家传感器使用硅油传递压力。当外界压力作用在不锈钢隔离膜片上,通过隔离硅油传递到扩散硅压力敏感元件上引起电桥输出电压变化。

扩散硅压力传感器的优点是非线性误差小,压力迟滞小,缺点是对温度变化敏感,为此,154N传感器使用激光调阻技术进行温度及量程补偿,改善了输出信号的温度特性。

2.4 智能压力变送器技术特点

压力变送器是工业自动化控制的关键设备,了解变送器行业的技术特点,也有利于工程设计的优化。随着科学技术的发展,信息传输与处理技术已取得突破性进展,智能压力变送器充分利用了微处理器的运算和存储能力,对传感器的数据进行处理,包括对测量信号的调理、自动校正、自动补偿和数据显示等,使产品性能得到很大提升。虽然各个品牌的产品特点有所不同,但整个变送器行业总的技术特点如下:

1)量程比宽,达到100:1。可以减少项目压力变送器备件采购数量。

2)精度高,最通用的是0.075%FS。可满足现有工业生产系统的控制需求。

3)稳定性好。稳定性是变送器非常重要的指标,是生产系统稳定运行的关键参考之一。现阶段,高端压力变送器的长期漂移量一般小于0.1%FS/5年。

4)测量范围大,差压最高可达20MPa,压力最高达到70MPa。解决了高差压、高压力的测量问题。

5 ) 输出信号有4 ~ 2 0 m A 叠加H A R T 6 . 0
、PROFIBUS-PA、FF等多种协议可选。

6)耐温能力强。变送器本体适用于-40℃~80℃的环境温度;普通变送器可直接接触-40℃~120℃介质;法兰变送器可承受-90℃~400℃的介质,解决了煤化工、化工、石化行业中的超高、超低温介质的测量难题。

7)防腐材质多样化。随着电子束、激光焊接技术的应用,可以制造多种特殊材质的变送器。可选择的防腐材质有:316L、哈氏C、哈氏B、蒙乃尔、钽材、镀金、钛材、双相钢、尿素级316L、特氟龙膜片,可解决不同腐蚀介质及混合物腐蚀的测量难题。镀金膜片主要用于高温高压氢气或含氢介质的测量,减少氢离子的渗透,延长产品寿命。

8)功能更加强大。本地组态和远程组态功能相结合,提高了设备的管理、调试与维护效率和方便性。仿真、故障自诊断、模块化设计功能增加了变送器使用的方便性和实用性。

9)产品种类齐全,针对不同的工艺条件、参数,可选择不同类型的压力变送器,如压力型变送器、绝对压力变送器、微差压力变送器、差压变送器、液位变送器、造纸型变送器、卫生型变送器、远传压力变送器、远传差压变送器、真空专用法兰变送器等等。

2.5 压力变送器的一些基本参数和指标

每一台压力变送器,都有其性能指标、使用功能、适用范围等参数,下面列举一些主要的性能指标和必要的工作参数:

2.5.1 测量精度

压力变送器的输出值随压力的变化,理论上是线性的,而实际上的输出与理论值之间是有误差的,测量精度就是表示变送器的最大测量误差,精度=/量程×100%,取3次测量行程的最大值,是一个相对量。目前各公司生产的智能变送器基本上测量精度为±0.1%,非智能变送器为±0.5%。

2.5.2 回差

当使用变送器测量压力时,压力变化从小到大和从大到小,经过同一个压力点时,按理论讲,变送器所测量出的压力值是一样的,但实际情况是,变送器所测量出的压力值是不同的,为说明这个问题,我们定义变送器上升行程与下降行程经过同一个压力点时,测量压力的差值为压力回差。若与量程比,就用相对值表示。一般金属电容变送器的回差相对大些,扩散硅及陶瓷电容变送器的回差相对小些。

2.5.3 测量范围

测量范围是指一台变送器所能测量的最大压力范围。这实际上是变送器所使用的压力传感器的测量范围。本公司压力变送器的测量范围一般最大约0~60MPa,即量程=60-0=60MPa,最小约0~1kPa,即量程=1kPa。量程并不是越大越好,量程大说明其检测压力范围宽,量程小说明其检测微小压力的能力强。实际变送器的设定量程有时候不一定需要其最大量程,这就需要进行量程迁移。

2.5.4 量程迁移比

假如实际工况需要测量的压力范围为0~3kPa,但是我们压力传感器没有这个档,这就需要我们使用0~10kPa的传感器来制作变送器,然后,通过量程迁移,使得变送器可以在测量0~3kPa的压力时,输出4~20mA电流,并且精度等指标满足使用要求。量程迁移比=传感器量程/实际需要量程,在上面例子中,量程迁移比为10/3=3.3,表示为
3.3:1。变送器的迁移实际是改变信号放大电路的增益,非智能表一般通过改变电阻值来改变增益,智能表可以通过按键或HART通信直接改变其量程。量程迁移比对每种变送器来说,其允许的最大迁移量是有限定的,超过最大迁移比,变送器的性能变差,不能正常工作。

2.5.5 阻尼时间

阻尼时间是指当有阶越输入时,输出达到阶越值63.2%时的时间。它表示了变送器的输出随被测压力变化的响应速度。例如在测量介质波动比较厉害时,仪表输出就会随之波动,不利于人员观察和操作,后续设备如调节阀电机等也会频繁剧烈动作,易损坏设备。把阻尼调大就可使输出信号尽量平缓柔和。一般智能变送器出厂时阻尼时间设定为0秒,即无阻尼。

2.5.6 输出特性

对于二线制的压力变送器来说,其输出通常就是4~20mA电流,即压力量程下限对应4mA,上限对应20mA,上下限之间的压力与电流呈线性关系。例如一个量程0~100kPa的变送器,其零点输出为4.001mA,满量程输出为20.005mA,当测量压力为50kPa时,理论输出电流=零点电流+测量压力值/量程×电流最大变化量=4.001+50/100×=12.003mA对于差压变送器来说,在其用于测量流量时,由于流量与压力的开方成线性关系,因此,差压变送器有开方输出模式,对于上面例子来说,当测量压力为50kPa时,理论输出电流=零点电流+1/2×电流最大变化量=
4 . 0 0 1 + 1 / 2 × =15.317mA

3 压力变送器的应用

压力变送器工作时,必须直接与被测介质相接触,常常在高温、低温、腐蚀、振动、冲击等环境中运行,在工程现场能否正常、可靠运行,不仅取决于产品质量,还取决于优化的工程设计、合理的型号配置、正确的现场维护3个方面。

压力变送器产品广泛应用于钢铁、化工、造纸、污水处理、自来水、热力、电力、食品、有色等行业。

压力变送器除了可以测量压力外,还可以衍生出很多用途,比如利用差压变送器测量流量,利用液体的重力测量液位。

3.1 测量流量

差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外,它还可以配合各种节流元件来测量介质流体的流量。

3.2 测量液位

静压液位变送器的工作原理是:液体中某一点的静压力与该点到液面的距离成正比,即:P=ρgh。其中:P-被测点的压力、ρ-介质密度、g-重力加速度、h-被测点到液面的高度。对已确定的被测介质ρ,g为常数,故被测点到液面的位置的变化只与被测的P压力有关。

在敞开容器内测量液位时,需要一台压力变送器即可。当测量密闭受压容器的液位时,可考虑用两台压力或者一台差压变送器,即测量下限一台,测量上限一台,它们的输出信号进行减法运算,即可测出液位,这时一般选用差压变送器。

在容器内液位与压力值不变的情况下,它还可以用来测量介质的密度。

4 压力变送器的发展趋势

为适应工业及自动化控制的发展,未来压力变送器的在技术层面的发展趋势将是实现产品低功耗、数字化、智能化、
网络化、专业化、高精度、高适应性和高安全性。

4.1 高性能压力变送器日趋成熟

采用先进的微型计算机技术,设计低功耗、快速响应、高分辨率的处理和控制电路,以降低系统硬件所产生的误差,提升系统的可靠性和稳定性。对放大、滤波、线性与温度复合补偿算法进行深入的研究,提高算法的准确性,以减小系统的综合误差。未来0.04%精度等级的压力变送器将成为市场的主流。

4.2 无线压力变送器市场前景广阔

随着无线通讯技术在行业应用的逐渐推广,无线压力变送器也受各大厂商和各行业用户的关注,成为继现场总线和工业以太网又一热点技术。在现场使用硬线连接成本过高的工业现场,无线压力变送器将发挥明显优势,消除变送器和控制电路之间的连接,从而节约能源,减少配线和维护费用。随着工业信息化、智能化建设的大力推进,无线压力变送器产品优势在中国市场逐渐被用户认可,市场进入快速成长时期。特别是在油气、化工、市政等行业,无线智能压力变送器应用较为广泛。智能化由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得变送器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。

4.3 集成化成为行业应用新趋势

压力变送器已经越来越多的与其他测量用变送器集成,以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化系统中可提高操作速度和效率。

4.4 小型化市场需求进一步扩大

目前市场对小型压力变送器的需求越来越大,小型压力变送器可以工作在窄小的空间。集成技术在一定程度上支持了变送器产品小型化的发展。并且这种小型变送器可以工作在极端恶劣的环境下,并且只需要很少的保养和维护,对周围的环境影响也很小。

5 专业化需求更加突出,应用领域更加宽广

随着工业自动控制水平的提高,各行业尤其是精细化工、石油石化、煤化工的大力发展,对变送器的要求也越来越高,针对不同工艺条件,需研发专用的智能变送器,以解决压力、流量、液量测量中的工艺难题。

如:在煤制油、煤制气工艺中,需解决高温、高压、氢渗透、固体杂质冲刷与堵塞难题的专用法兰变送器。在大化肥尿素合成、精细化工中,需解决高温、高压、强腐蚀、易结晶,以及高温真空测量的专用变送器。在深海油田中,需研发耐海水腐蚀、海底高压力防护等级和高可靠性的专用压力变送器,确保变送器在海底石油开采中长期稳定的工作。在液体、气体计量中,需要专用的多参量智能压力变送器,提高微小流量计量的精度与可靠性等。

标准化变送器的设计与制造已经形成了一定的行业标准,但是我国的仪器仪表行业正面临着巨大的挑战。只有提高国产品牌的性能,才能在与洋品牌的竞争中有一席之地。

针对我国传感器与仪表元器件产品的使用寿命、稳定性、可靠性与国外先进技术与产品存在较大差距,建立元器件可靠性服务平台,传感器、仪器仪表元器件可靠性设计与分析;可靠性试验与评估;环境适应性测试技术与仿真;可靠性数据库构建技术,建设统一的可靠性数据库,实现数据共享;可靠性筛选试验和可靠性管理。一点点的积累,一步步的前进,才能造就将来的行业良好发展。