靜壓對差壓變送器性能影響

摘要：為研究差壓變送器在不同靜壓下的性能，采用差壓活塞式壓力計對多型差壓變送器在不同靜壓下的特征曲線進(jìn)行了實驗研究，結(jié)果表明，靜壓對差壓變送器性能有重大影響。隨著靜壓的增大差壓變送器的特征曲線明顯向負(fù)向彎曲，相關(guān)研究對差壓變送器的生產(chǎn)、檢驗和應(yīng)用有著重要的參考意義。
0引言
　　差壓變送器廣泛應(yīng)用于電力、化工和醫(yī)藥等行業(yè)中，這些儀表往往涉及到工業(yè)安全和貿(mào)易結(jié)算等，因此，客觀科學(xué)的評價它們的性能，確保計量性能的正確性和可靠性是非常重要的。由于受限于標(biāo)準(zhǔn)器的性能等諸多因素，目前針對差壓變送器的計量仍是按照表壓的形式進(jìn)行，即在高壓端(H端)施加壓力，低壓端(L端)通大氣，以大氣壓作為參考靜壓來測量;在某些情況下，通過從低壓端輸入正壓(高壓端通大氣)來模擬負(fù)壓測量。而實際使用工況為高壓端和低壓端同時施加不同的壓力值，在不同靜壓下輸出差壓值。由于傳統(tǒng)的表壓測量模式無法反映出差壓變送器的真實工況，也就不能反映差壓變送器的真實性能。因此我們利用DH.B249T型高靜壓差壓活塞式壓力計對選取的國內(nèi)外三家企業(yè)生產(chǎn)的差壓變送器進(jìn)行了一系列的試驗，分析在不同靜壓條件下差壓變送器的輸出特征曲線變化。
1.差壓變送器的穩(wěn)定性試驗
　　試驗所選取的差壓變送器的信息如表1所示。為了確定差壓變送器自身的穩(wěn)定性對試驗結(jié)果的影響，對所選取的差壓變送器的零點(diǎn)長期穩(wěn)定性和不同靜壓下零點(diǎn)穩(wěn)定性分別進(jìn)行了試驗。試驗數(shù)據(jù)均通過變送器顯示屏直接讀取壓力值以盡可能減小標(biāo)準(zhǔn)器對變送器輸出的影響。
 
1.1零點(diǎn)長期穩(wěn)定性
　　對A、B兩臺差壓變送器在大氣壓條件下進(jìn)行超過1周的零點(diǎn)穩(wěn)定性試驗，試驗結(jié)果如圖1所示。
 
　　結(jié)果表明:變送器A差壓測量范圍0~50kPa,零.點(diǎn)漂移小于0.008%FS;變送器B差壓測量范圍0~500kPa,零點(diǎn)漂移小于0.01%FS,均符合試驗要求。
1.2不同靜壓下的零點(diǎn)穩(wěn)定性
　　在不同的靜壓0、3、6、9、12MPa條件下對樣品的零點(diǎn)進(jìn)行了靜壓試驗”。每組分別進(jìn)行2次升壓和2次降壓試驗，測量連續(xù)進(jìn)行。變送器A和變送器B試驗結(jié)果分別如圖2和圖3所示。
 
　　結(jié)果表明:靜壓對零點(diǎn)輸出的影響趨勢是相同的，即隨著靜壓的增大,影響量也逐漸增加,并且特征曲線6逐漸向負(fù)誤差方向偏離。這應(yīng)是差壓變送器的典型特征。
　　變送器A在12MPa靜壓下零漂不大于0.015%FS;變送器B在12MPa靜壓下零漂不大于0.03%FS;變送器C由于顯示的分辨率只有0.1kPa,未能發(fā)現(xiàn)明顯的零漂。
2不同靜壓下的差壓變送器的特性
　　對所選取的差壓變送器,分別測量在靜壓0、3、6.9.12MPa條件下的差壓輸出值，并評定不同靜壓對差壓輸出值的誤差影響。
2.1變送器A
　　圖4是變送器A在靜壓0~12MPa的5次測量的平均值。可以看出，靜壓6MPa時曲線開始向下彎曲,即隨著靜壓的增加誤差在逐漸負(fù)向變大。靜壓12MPa時,特征曲線向下彎曲最明顯，在50kPa時差壓變送器的測量結(jié)果已經(jīng)超出最大允許誤差[7]。
 
2.2變送器B
　　變送器B差壓測量范圍是0~500kPa。結(jié)果如圖5顯示，隨著靜壓的增大,特征曲線向誤差負(fù)向彎曲明顯。只有在靜壓為0MPa時,測量誤差在企業(yè)提供的允許誤差范圍內(nèi)，當(dāng)靜壓12MPa時誤差已經(jīng)大于0.25%FS,達(dá)到了最大允許誤差的4倍。這種結(jié)果是測:量標(biāo)準(zhǔn)和變送器特性共同引起的
 
2.3變送器C
　　變送器C差壓測量范圍是0~250kPa,試驗結(jié)果見圖6。
 
　　特性曲線與前面的幾組類似。其中在靜壓9MPa時的測量誤差已經(jīng)超出了企業(yè)給出的精度要求(注:以上差壓變送器均未得到企業(yè)關(guān)于高靜壓條件下的特征曲線允許變化的信息,這里只按照實際測量結(jié)果進(jìn)行分析)
3結(jié)束語
　　對不同靜壓條件下多型差壓變送器的輸出特征曲線進(jìn)行了測量,實驗表明所有變送器都受到靜壓的影響,如果在靜壓影響下零點(diǎn)出現(xiàn)漂移，表明特征曲線也將改變,靜壓對差壓變送器特征曲線的影響表現(xiàn)出相同的作用，隨著靜壓的增大,差壓變送器的輸出特征曲線明顯的向誤差負(fù)向彎曲,甚至個別變送器在最大試驗靜壓時已經(jīng)超出其最大允許誤差。相關(guān)結(jié)論對差壓變送器的生產(chǎn)、檢測與應(yīng)用都有著重要的參考意義,需要給予足夠的重視。建議有條件的計量機(jī)構(gòu)增加差壓變送器的選型進(jìn)行試驗，以得到更加全面的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，為差壓變送器的計量標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的技術(shù)依據(jù)。