1. 概述cuz壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
目前,智能變送器已相當(dāng)普及,應(yīng)用也#廣泛、#普遍,它的特點(diǎn)是精度高、可調(diào)范圍大,而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好。在諸類儀表中,變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來測(cè)量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。變送器有兩線制和四線制之分,兩線制變送器尤其多;有智能和非智能之分,智能變送器漸多;有氣動(dòng)和電動(dòng)之分,電動(dòng)變送器居多;另外,按應(yīng)用場(chǎng)合有本安型和隔爆型之分;按照應(yīng)用工況變送器的主要種類如下幾種:低(微)壓/低差壓變送器;中壓/中差壓變送器;高壓/高差壓變送器;絕壓/真空/負(fù)壓差壓變送器;高溫/壓力、差壓變送器;耐腐蝕/壓力、差壓變送器;易結(jié)晶/壓力、差壓變送器。
2. 壓力/差壓變送器的簡介
物理學(xué)角度看,任何一個(gè)物體上受到的壓力都應(yīng)包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力(一般稱為表壓)兩部分所組成。作用在被測(cè)物體上這兩部分壓力總和稱為覺對(duì)壓力。
測(cè)量覺對(duì)壓力的儀表稱為絕壓表。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值,也就是覺對(duì)壓力與大氣壓的壓差值。當(dāng)覺對(duì)壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值,稱為正表壓;當(dāng)覺對(duì)壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值,稱為負(fù)表壓,即真空度。測(cè)量真空度的儀表稱為真空表。
差壓變送器除了測(cè)量兩個(gè)被測(cè)量壓力的差壓值外,它還可以配合其他各種節(jié)流儀表來測(cè)量流量,可以直接測(cè)量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負(fù)壓。
壓力和差壓變送器的制作可以從結(jié)構(gòu)上來分為普通型和隔離型。普通型壓力和差壓變送器的測(cè)量膜盒為一個(gè),它可以直接感受到被測(cè)介質(zhì)的壓力和差壓;而隔離型壓力和差壓變送器的測(cè)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(gè)膜片中間,接受被測(cè)壓力的膜片為外膜片。原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片,當(dāng)外膜片上接受壓力信號(hào)時(shí)通過硅油的傳遞原封不動(dòng)的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上,測(cè)出了外膜片所感受到的壓力。隔離型壓力和差壓變送器主要是針對(duì)特殊的被測(cè)量介質(zhì)使用的,如被測(cè)介質(zhì)離開設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶,而使用普通型壓力和差壓變送器需要取出介質(zhì),將會(huì)使導(dǎo)壓管和膜盒室堵塞導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作,所以必須選用隔離型壓力和差壓變送器。隔離型壓力和差壓變送器通常制作成法蘭式安裝,即在被測(cè)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,這樣它就不必要取出被測(cè)介質(zhì),因而也就不會(huì)造成結(jié)晶堵塞。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)結(jié)晶溫度要求較高時(shí),則選用插入式法蘭變送器,即可選用將膜片凸出式的結(jié)構(gòu),這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部,從而使感應(yīng)到的被測(cè)介質(zhì)的溫度不會(huì)降低,這樣才能使測(cè)量有保障。
隔離型壓力和差壓變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型兩種。遠(yuǎn)傳型即在外膜盒與測(cè)量膜盒之間用加強(qiáng)毛細(xì)管連接,一般毛細(xì)管長度為 3~5米,這樣外膜盒安裝在設(shè)備上,內(nèi)膜盒及壓力和差壓變送器可以安裝在便于維護(hù)的支架上;一體型形式是將外膜盒與壓力和差壓變送器制作成一個(gè)整體直接由法蘭安裝在設(shè)備上。對(duì)于隔離型壓力和差壓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以安裝在螺紋的前面,只要在被測(cè)設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺(tái),便可將壓力和差壓變送器直接擰到設(shè)備上,安裝起來非常方便。隔離型壓力/差壓變送器的制作工藝復(fù)雜,對(duì)材質(zhì)的要求較高,所以它的價(jià)格通常是普通型壓力和差壓變送器的3倍。
壓力變送器和差壓變送器單從名詞上來解釋就是測(cè)量的是壓力和兩個(gè)壓力的差,但是它們間接測(cè)量的參數(shù)是有很多的。如壓力變送器,除了測(cè)量壓力之外,它還可以測(cè)量容器設(shè)備內(nèi)部的液位。在常壓容器測(cè)量液位時(shí),需用一臺(tái)壓力變送器即可。當(dāng)測(cè)量受壓容器液位時(shí),則要用到兩臺(tái)壓力變送器,即一臺(tái)測(cè)量下限值,一臺(tái)測(cè)量上限值,將這兩臺(tái)壓力變送器的輸出信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算,即可測(cè)量出液位,一般選用差壓變送器。在容器設(shè)備內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以做到很寬,一般情況下從絕壓0開始可以做到100M Pa。
3. 壓力/差壓變送器的選型原則以及方法
壓力和差壓變送器的選型通常要根據(jù)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)等多方面綜合考慮。實(shí)際應(yīng)用中可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量;其用途有過程測(cè)量、過程控制和裝置聯(lián)鎖。常見的壓力和差壓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。在壓力/差壓變送器的選用上要充分注意參考以下幾點(diǎn):
(1)以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為基準(zhǔn),以節(jié)約資金、便于安裝和維護(hù)為參考。如被測(cè)介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合,則必須選用隔離型變送器。
(2)在選型時(shí)還應(yīng)要考慮到被測(cè)物料的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕影響,一定要選好的膜盒材質(zhì),否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕損壞,法蘭也會(huì)被腐蝕損壞造成設(shè)備和人身事故,所以壓力和差壓變送器的膜盒材質(zhì)的選擇尤其重要。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。
(3)在選型時(shí)也要考慮到被測(cè)介質(zhì)的溫度,如果物料介質(zhì)的溫度高達(dá)200℃~400℃,則要選用高溫型壓力和差壓變送器,否則變送器中的硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹,使測(cè)量不準(zhǔn)確。
(4) 在選型時(shí)還要考慮到設(shè)備工作壓力等級(jí),壓力和差壓變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。從經(jīng)濟(jì)角度上來講,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(huì)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。
(5)對(duì)于普通壓力和差壓變送器選型,也要考慮被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性問題,但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮,因?yàn)槠胀ㄐ蛪鹤兪且龎旱奖韮?nèi),長期工作溫度為常溫,但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型的大。shou先是保溫問題,在北方的冬季溫度達(dá)到零下,會(huì)使得導(dǎo)壓管結(jié)冰,導(dǎo)致變送器無法工作甚至損壞,這就需要增加伴熱和保溫等措施。
(6)從經(jīng)濟(jì)角度上來講,選用變送器時(shí),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(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來間接測(cè)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(hù)人員多進(jìn)行定時(shí)檢查,包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等等。只要維護(hù)得好,大量使用普通型變送器一次性投資會(huì)節(jié)約很多。
(7)從選用壓力和差壓變送器測(cè)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)定為變送器滿量程的1/4~3/4段,這樣準(zhǔn)確度會(huì)有所保證,對(duì)于微差壓變送器來說這將更為重要。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合(如液位測(cè)量)需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量,遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。
(8)按照設(shè)計(jì)規(guī)范,在工程設(shè)計(jì)選型中,究竟采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器,因根據(jù)其各自具有的特長,應(yīng)該根據(jù)設(shè)備裝置的具體條件:如集中操作程度; 是否與DCS計(jì)算機(jī)相操作配合; 響應(yīng)速度; 經(jīng)濟(jì)性; 可靠性及使用維護(hù)方面;安全性(如防爆、停電、氣源故障等);環(huán)境條件及傳輸距離等等。來進(jìn)行綜合考慮和分析。一般來說,下列條件以選用氣動(dòng)變送器為宜: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(duì)濕度很大的場(chǎng)合;要求儀表投資少; 一般中小型企業(yè)要求易維修,經(jīng)濟(jì)可靠;在以電動(dòng)儀表為主的大型裝置里,有些現(xiàn)場(chǎng)就地調(diào)節(jié)回路不要求引入中央控制室集中操作。而對(duì)于變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過150m 以上的; 大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制的; 設(shè)置有DCS計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制及管理為對(duì)象的; 要求響應(yīng)速度快的;信息處理及運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)合的,則應(yīng)以選擇電動(dòng)變送器為宜。實(shí)際工作中,在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選用的。因此在壓力/差壓變送器的選型上就應(yīng)當(dāng)注意以下問題:
(1)測(cè)量范圍、需要的精度及測(cè)量的功能上:為了保證壓力測(cè)量精度,#小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3;對(duì)需遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合,應(yīng)選擇壓力傳感器或壓力和差壓變送器;在測(cè)量精度要求不高時(shí),可選擇電阻或電感式、霍爾效應(yīng)式遠(yuǎn)傳壓力表;氣動(dòng)基地式壓力指示調(diào)節(jié)器適宜作就地壓力指示調(diào)節(jié);
(2)測(cè)量儀表面對(duì)的環(huán)境:如石油化工的工業(yè)環(huán)境,有可燃(有毒)和爆炸危險(xiǎn)氣氛的存在,有較高的環(huán)境溫度等;壓力變送器、壓力開關(guān)應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所防爆要求合理選擇。
(3)被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài):如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、粘稠、易凝固結(jié)晶和氣化等工況;
(4)操作條件的變化:如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化。有時(shí)還要考慮到從開車到參數(shù)達(dá)到正常生產(chǎn)時(shí),氣相和液相濃度和密度的變化;
(5)被測(cè)對(duì)象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮:如塔、溶液槽、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立罐、球罐等;
(6)工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮:要求盡可能地減少品種規(guī)格,減少備品備件,以利管理;
(7)實(shí)際的工藝情況:應(yīng)當(dāng)考慮被測(cè)對(duì)象是屬于哪一類設(shè)備。如槽、罐類,槽的容積較小,測(cè)量范圍不會(huì)太大,罐的容積較大,測(cè)量范圍可能較大;
(8)還要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度,shou選常規(guī)的差壓式變送器及浮筒式液位變送器,還要對(duì)接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇;而對(duì)于有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器。有些易析出、易結(jié)晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器;
(9)對(duì)于某些高黏度介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位,由于設(shè)備無法開孔,可選用放射液位計(jì)來測(cè)量;
(10)其他要求,如環(huán)保及衛(wèi)生等要求,工藝轉(zhuǎn)li商的具體要求。當(dāng)然除了測(cè)量方法上和技術(shù)上問題外,還有儀表投資問題。
5. 結(jié)束語
隨著智能壓力/差壓變送器技術(shù)的不斷發(fā)展,其也越來越多地被廣泛普及應(yīng)用。因此綜上所述,壓力表以及壓力/壓差變送器的選型,從技術(shù)上要可行,經(jīng)濟(jì)上要合理,管理上要方便。
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