智能差壓變送器在工業(yè)測(cè)量上應(yīng)用

［摘要］智能差壓變送器是廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的測(cè)量設(shè)備，它除了用于測(cè)量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的差壓、壓力參數(shù)外，還可和多種傳感元件配套，測(cè)量流體流量，測(cè)量容器中的介質(zhì)液位、料位、密度和藏量，以及在監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)中作為一個(gè)環(huán)節(jié)，參與各種運(yùn)算。本文重點(diǎn)對(duì)智能差壓變送器在使用范圍內(nèi)的測(cè)量運(yùn)用進(jìn)行探討。
1智能差壓變送器的特點(diǎn)
       智能差壓變送器采用了當(dāng)今不少高新技術(shù)，如傳感技術(shù)，微電子數(shù)字處理技術(shù)等,與?，F(xiàn)變送器相比,具有精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、測(cè)量范圍寬、量程比大等特點(diǎn)。更具優(yōu)勢(shì)的是它實(shí)現(xiàn)了數(shù)字通訊功能,通過(guò)通訊協(xié)議可對(duì)智能變送器的各種參數(shù)進(jìn)行變更、設(shè)定,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試、人機(jī)對(duì)話(huà)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)各種數(shù)據(jù),和所有智能儀表一樣，智能差壓變送器也擁有完善的自診斷功能。
       合理地選擇智能變送器,它能幫助自控人員提高生產(chǎn)效率,降低儀表工作量,減少儀表備品備件,拓展工作思路,降低生產(chǎn)成本，提供解決問(wèn)題新方法、新思路,最終提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平。
2智能差壓變送器的工作原理.
       壓力和差壓變送器作為過(guò)程控制系統(tǒng)的檢測(cè)變換部分,將液體、氣體或蒸汽的差壓(壓力)、流量、液位等工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(如DC4mA~20mA電流),作為顯示儀表、運(yùn)算器和調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào),以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)檢測(cè)和自動(dòng)控制。
       差動(dòng)電容式壓力變送器由測(cè)量部分和轉(zhuǎn)換放大電路組成。差動(dòng)電容式壓力變送器的測(cè)量部分常采用差動(dòng)電容結(jié)構(gòu),如圖1所示。

3智能差壓變送器的使用范圍
3.1智能差壓變送器測(cè)量流量
3.1.1節(jié)流式流量計(jì)(如圖2)

       在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,測(cè)量流量的儀表很多,但差壓式流量計(jì)所占的比例最大,用的最為廣泛,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠,無(wú)可動(dòng)部件，不怕振動(dòng),能耐高溫、低溫和其他惡劣條件;差壓式流量計(jì)既能測(cè)液體,又能測(cè)氣體和蒸氣流量;由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置組成的差壓流量計(jì)不用標(biāo)定。
3.1.2測(cè)速管流量計(jì)
       測(cè)速管流量計(jì)是以測(cè)速管為傳感元件，測(cè)量流體的全壓和靜壓之差,以獲得流體的流速，再乘以管道截面積而得流體體積流量的流量計(jì)。
3.1.3內(nèi)藏孔板流量計(jì)
       內(nèi)藏孔板流量計(jì)是將節(jié)流元件設(shè)計(jì)在差壓變送器的檢測(cè)部件內(nèi)部,用以測(cè)量微小流量的一-種變送器。
3.1.4靶式流量計(jì)
       將力平衡式氣動(dòng)或電動(dòng)差壓變送器的膜盒部件卸下，換成一塊圓板,固定在下杠桿末端,便可構(gòu)成靶式流量計(jì)。
3.2智能差壓變送器測(cè)量液位
3.2.1靜壓液位計(jì)
       通過(guò)測(cè)靜壓來(lái)測(cè)量容器液位的靜壓液位計(jì),可分為兩類(lèi):用于測(cè)量開(kāi)口容器液位的壓力式液位計(jì)，如圖3;用于測(cè)量閉口容器液位的差壓式液位計(jì),如圖4。

       用靜壓式液位計(jì)測(cè)量閉口容器液位時(shí),變送器的示值除了與液柱的靜壓力有關(guān)外,還與液位上面的氣相壓力有關(guān),所以變送器的輸出既受液位的變化影響,還受氣相壓力的變化影響。為了消除氣相壓力的影響，需要采用差壓式液位計(jì)測(cè)量。
3.2.2吹氣液位計(jì)
       吹氣氣體-般是空氣,但如果被測(cè)液體是易燃、易氧化的介質(zhì),也可以用氮?dú)饣蚨趸嫉榷栊詺怏w。
3.2.3雙室平衡容器差壓液位計(jì)
       雙室平衡容器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)水位差壓的轉(zhuǎn)換裝.置,它根據(jù)連通器原理,將汽鼓水位轉(zhuǎn)換為兩個(gè)容室中的壓力差,并通過(guò)測(cè)此壓力差來(lái)測(cè)量汽鼓水位。除測(cè)量流量和液位外,用差壓變送器還可以測(cè)量介質(zhì)的密度和重量。
4智能差壓變送器的安裝
4.1信號(hào)壓力的引入
       變送器的輸入信號(hào)壓力一般有三種方法引入:通過(guò)直通終端接頭,通過(guò)腰形法蘭及通過(guò)閥組。
4.1.1通過(guò)直通終端接頭
       直通終端接頭如圖5。接頭體上有外螺紋,它擰到變送器的導(dǎo)壓口。螺紋有各種規(guī)格,以適應(yīng)不同型號(hào)的變送器的需要。接管和引壓導(dǎo)管相焊,它也有多種規(guī)格，以配不同直徑和壁厚的引壓導(dǎo)管。拆卸時(shí)，只要把外套螺母擰下,就可以使變送器和導(dǎo)壓管分開(kāi)。

4.1.2通過(guò)腰形法蘭
       腰形法蘭是一個(gè)小法蘭,形如腰子，有時(shí)也叫橢圓法蘭。它用兩螺釘固定在變送器的導(dǎo)壓口上,法蘭的一端和變送器相通,另一端有內(nèi)螺紋接口,直通終端接頭或引壓導(dǎo)管即擰在此接口上。
4.1.3通過(guò)閥組相連

       變送器閥組有三閥組、二閥組、五閥組等三種。.
       變送器輸入壓力的引入采用了三閥組。差壓變送器和導(dǎo)壓管的連接也可以通過(guò)三閥組。一體化三閥組由兩個(gè)引壓閥1和一個(gè)平衡閥2組成。一體化三閥組比單獨(dú)的三個(gè)閥結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方便。
五閥組是在三閥組的基礎(chǔ)上又增加了兩個(gè)排污閥3(放空)。正常工作時(shí),將兩組排污閥和平衡閥關(guān)閉;儀表對(duì)零位時(shí),則將高低壓閥切斷,打開(kāi)平衡閥即可。
兩閥組一般用于壓力變送器,通過(guò)它將過(guò)程壓力和變送器的導(dǎo)壓口相連接,其工作原理示于圖7(c)。其中A接工藝導(dǎo)管,B接壓力變送器導(dǎo)壓口，C用于排污或吹掃,D為校驗(yàn)口。兩閥組有時(shí)也可和差壓變送器配套使用。
4.2常用輔助容器
       常用的輔助容器有冷凝器、隔離器、集氣器和沉降器被測(cè)流體是蒸氣時(shí),在引壓管內(nèi)以凝結(jié)水的形態(tài)傳給變送器,為了使兩引壓管內(nèi)的液位高度不變，常在靠近節(jié)流裝置的導(dǎo)壓管.上安裝冷凝器。另外，為了防止液體中析出的沉淀堵塞導(dǎo)管,又在導(dǎo)管最低處安裝沉降器及排污閥以便定期排出污物。集氣器和沉降器是一個(gè)空罐,體積盡可以設(shè)計(jì)得大一些，以便放氣排污的周期加長(zhǎng)。
5總結(jié)
       伴隨著自動(dòng)化設(shè)備日新月異的發(fā)展,智能差壓變送器在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用,占有不可或缺的位置，廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域,是獲取、處理、傳送各種信息的硬件。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高,其運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。在諸類(lèi)智能儀器表現(xiàn)中,差壓變送器的運(yùn)用最為廣泛,可用來(lái)測(cè)量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。在工業(yè)現(xiàn)代化興隆的今天，智能差壓變送器在工業(yè)控制系統(tǒng)中扮演著重要角色。