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)濟性和應用介質(zhì)等多方面綜合考慮。
實際應用中可分為直接測量和間接測量;其用途有過程測量、過程控制和裝置聯(lián)鎖。
選型要點:
(1)被測介質(zhì)的物理化學性質(zhì)和狀態(tài),如強酸、強堿、粘稠、易凝固結晶和氣化等工況;
(2)測量范圍、需要的精度及測量功能;
(3)測量儀表面對的環(huán)境,如石油化工的工業(yè)環(huán)境,有可燃(有毒)和爆炸危險氣氛的存在,有較高的環(huán)境溫度等;
(4)操作條件的變化,如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化。
有時還要考慮到從開車到參數(shù)達到正常生產(chǎn)時,氣相和液相濃度和密度的變化;
(5)被測對象容器的結構、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設備附件及各種進出口料管口都要考慮,如塔、溶液槽、反應器、鍋爐汽包、立罐、球罐等;
(6)其他要求,如環(huán)保及衛(wèi)生等要求;
(7)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;
(8)工藝專利商的具體要求。
(9)實際的工藝情況:
①考慮被測對象是屬于哪一類設備。
如槽、罐類,槽的容積較小,測量范圍不會太大,罐的容積較大,測量范圍可能較大;
②要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度,常規(guī)的差壓式變送器及浮筒式液位變送器,還要對接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進行選擇;
③對有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器。有些易析出、易結晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器;
④對高黏度的介質(zhì)的液位及高壓設備的液位,由于設備無法開孔,可選用放射液位計來測量;
⑤除了測量方法上和技術上問題外,還有儀表投資問題。
綜上所述,差壓變送器的選型,從技術上要可行,經(jīng)濟上要合理,管理上要方便。
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第一:確認測量壓力的最大值壓力變送器時,要充分考慮壓力范圍,精度與其穩(wěn)定性。
第二:確定所測量的介質(zhì).
變送器選型時,我們要考慮的是壓力變送器所測量的介質(zhì),黏性液體、泥漿會堵上壓力接口,溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會不會破壞壓力變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料,以上這些因素將決定是否選擇直接的隔離膜及直接與介質(zhì)接觸的材料。
一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼,如果你的介質(zhì)對316不銹鋼沒有腐蝕性,那么基本上所有的壓力變送器都適合你對介質(zhì)壓力的測量。如果你的介質(zhì)對316不銹鋼有腐蝕性,那么我們就要采用化學密封,這樣不但起到可以測量介質(zhì)的壓力,也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器的接液部分的接觸,從而起到保護壓力變送器,延長了壓力變送器的壽命。
第三:確定變送器的精度。
決定變送器精度的有,非線性,遲滯性,機電商務網(wǎng)非重復性,溫度、零點偏置刻度,溫度的影響。但主要由非線性,遲滯性,非重復性,精度越高,價格也就越高。
每一種電子式的測量計都會有精度誤差的,但是由于各個國家所標的精度等級是不一樣的,比如,中國和美國等國家標的精度是傳感器在線度可以的部分,也就是我們通常所說的測量范圍的10%到90%之間的精度;而歐洲標的精度則是線性度最不好的部分,也就是我們通常所說的測量反的0到10%以及90%到100%之間的精度。如歐洲標的精度為1%,則在中國標的精度就為0.5%。
第四:變送器溫度范圍的確定。
通常一個變送器會標定兩個溫度范圍,即正常操作的溫度范圍和溫度可補償?shù)姆秶?。正常操作溫度范圍是指變送器在工作狀態(tài)下不被破壞的時候的溫度范圍,在超出溫度補范圍時,可能會達不到其應用的性能指標。
溫度補償范圍是一個比操作溫度范圍小的典型范圍。在這個范圍內(nèi)工作,變送器肯定會達到其應有的性能指標。溫度變從兩方面影響著其輸出,一是零點漂移;二是影響滿量程輸出。如:滿量程的+/-X%/℃,讀數(shù)的+/-X%/℃,在超出溫度范圍時滿量程的+/-X%,在溫度補償范圍內(nèi)時讀數(shù)的+/-X%,如果沒有這些參數(shù),會導至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的,還是由溫度變化引起的。溫度影響是了解如何使用變送器時最復雜的一部分。
第五:確定變送器的輸出信號。
輸出的信號,選擇怎樣的輸出取決于多種因素,包括變送器與系統(tǒng)控制器或顯示器間的距離,是否存在“噪聲”或其他電子干擾信號。是否需要放大器,放大器的位置等。
對于許多變送器和控制器間距離較短的OEM設備,采用mA輸出的變送器較為經(jīng)濟而有效的解決方法,如果需要將輸出信號放大,可以采用具有內(nèi)置放大的變送器。對于遠距離傳輸出或存在較強的電子干擾信號,可以采用mA級輸出或頻率輸出。如果在RFI或EMI指標很高的環(huán)境中,除了要注意到要選擇mA或頻率輸出外,還要考慮到特殊的保護或過濾器。
目前由于各種采集的需要,現(xiàn)在市場上的壓力變送器的輸出信號有很多種,主要有4-20mA,0-20mA,0-10V,0-5V等等,但是比較常用的是4-20mA和0-10V兩種,在我上面舉的這些輸出信號中,只有4-20mA為兩線制,我們所說的輸出為幾線制不包含接地或屏蔽線,其他的均為三線制。
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。
結構原理
從壓力和差壓變送器制作的結構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)離開設備后會產(chǎn)生結晶,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,即在被測設備上開口加法蘭使變送器安裝后它的感應膜片是設備壁的一部分,這樣它不會取出被測介質(zhì),一般不會造成結晶堵塞。
當被測介質(zhì)需求結晶溫度較高時,可選用將膜片凸出的結構,這樣可將傳感膜片插入到設備內(nèi)部,從而感應到的介質(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,只要在被測設備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺,便可將變送器直接擰到設備上,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。