壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。
壓力變送器有電動(dòng)式和氣動(dòng)式兩大類。電動(dòng)式的統(tǒng)一輸出信號(hào)為0~10mA、4~20mA或1~5V等直流電信號(hào)。氣動(dòng)式的統(tǒng)一輸出信號(hào)為20~100Pa的氣體壓力。
壓力變送器按不同的轉(zhuǎn)換原理可分為力(力矩)平衡式、電容式、電感式、應(yīng)變式和頻率式等,下面簡(jiǎn)單介紹幾種壓力(差壓)變送器的原理、結(jié)構(gòu)、使用、檢修和校驗(yàn)等知識(shí)。
壓力變送器的發(fā)展大體經(jīng)歷了四個(gè)階段:
(1)早期壓力變送器采用大位移式工作原理,如水銀浮子式差壓計(jì)及膜盒式差壓變送器,這些變送器精度低且笨重。
(2)20世紀(jì)50年代有了精度稍高的力平衡式差壓變送器,但反饋力小,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性、穩(wěn)定性和抗振性均較差。
(3)20世紀(jì)70年代中期,隨著新工藝、新材料、新技術(shù)的出現(xiàn),尤其是電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,出現(xiàn)體積小巧,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的位移式變送器。
(4)20世紀(jì)90年代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,變送器測(cè)量精度提高而且逐漸向智能化發(fā)展,數(shù)字信號(hào)傳輸更有利于數(shù)據(jù)采集,出現(xiàn)了擴(kuò)散硅壓阻式變送器、電容式變送器、差動(dòng)電感式變送器和陶瓷電容式變送器等不同類型。 [3]
(5)進(jìn)入21世紀(jì),第三代變送器——數(shù)字智能式變送器又逐步進(jìn)入我們的視野,其代表性的產(chǎn)品是羅斯蒙特的3051S變送器、ABB的2600T265系列變送器、橫河的EJX變送器等。第三代變送器由于采用了先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù),消除了濕氣、粉塵及其他現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境對(duì)變送器測(cè)量的影響,度更高;穩(wěn)定性達(dá)到5年以上;通訊協(xié)議更全,新的變送器還通過(guò)了論證,能保證在工藝條件超過(guò)臨界值時(shí)停機(jī)。
7.根據(jù)測(cè)量介質(zhì)與接觸材質(zhì)的兼容性
在某些測(cè)量場(chǎng)合,測(cè)量介質(zhì)具有腐蝕性,此時(shí)需選用與測(cè)量介質(zhì)兼容的材料或進(jìn)行特殊的工藝處理,確保變送器不被損壞。
8.根據(jù)壓力接口形式
通常以螺紋連接(M20×1.5)為標(biāo)準(zhǔn)接口形式。
9.根據(jù)供電電源和輸出信號(hào)
通常壓力變送器采用直流電源供電,提供多種輸出信號(hào)選擇,包括4~20mA.DC;、0~5V.DC、1~5V.DC、0~10mA.DC等,可以有232或485數(shù)字輸出。
10.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境情況及其他
是否存在振動(dòng)及電磁干擾等,選型時(shí)應(yīng)提供相關(guān)信息,以便采取相應(yīng)處理。在選型時(shí),其他如電氣連接方式等也可以根據(jù)具體情況予以考慮。
壓力變送器的作用。
壓力變送器通常是指壓力變送器和差壓變送器,主要由壓力測(cè)量元件傳感器、測(cè)量電路和過(guò)程連接器組成。它可以將接收到的氣體、液體和其他壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號(hào)4~20mADC,以供應(yīng)指示報(bào)警器、記錄儀、調(diào)節(jié)器和其他二次儀器進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)整。壓力變送器可分為一般壓力變送器(0.001mpa~20mp3)和微差壓力變送器(0~1.5kpa)。將壓力信號(hào)傳輸?shù)诫娮釉O(shè)備上,然后在計(jì)算機(jī)上顯示壓力。其原理大致是將水壓的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓或電流(通常為0-5V或4-20ma)等電子信號(hào),壓力與電壓或電流大小成線性關(guān)系,一般成正比,因此變送器輸出的電壓或電流隨著壓力的增加而增加,從而得到壓力或電流之間的關(guān)系。
測(cè)量頭保持衛(wèi)生條件,防止污染。壓力變送器根據(jù)測(cè)壓范圍可分成一般壓力變送器(~35MPa)和微差壓變送器(0~),負(fù)壓變送器三種。壓力變送器的主要作用把壓力信號(hào)傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在計(jì)算機(jī)顯示壓力其原理大致是:將水壓這種壓力的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流(4-20mA)這樣的電子信號(hào)壓力和電壓或電流大小成線性關(guān)系,一般是正比關(guān)系。所以,變送器輸出的電壓或電流
由于硅材料的強(qiáng)性,所以輸出信號(hào)的線性度及變差指標(biāo)均很高。工作時(shí),壓力變送器將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成mV級(jí)的電壓信號(hào),并送往放大倍數(shù)很高而又可以互相抵消溫度漂移的差動(dòng)式放大器。放大后的信號(hào)經(jīng)電壓電流轉(zhuǎn)換變換成相應(yīng)的電流信號(hào),再經(jīng)過(guò)非線性校正,后產(chǎn)生與輸入壓力成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電流電壓信號(hào)。壓力變送器根據(jù)測(cè)壓范圍可分成一般壓力變送器(.1MPa~2MP3)和微差壓變送器(~3kPa)兩種。
壓力變送器是一種接受壓力變量,經(jīng)傳感轉(zhuǎn)換后,將壓力變化量按一定比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表.差壓變送器的輸出信號(hào)傳輸?shù)街锌厥疫M(jìn)行壓力指示、記錄或控制.當(dāng)壓力直接作用在測(cè)量膜片的表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,測(cè)量膜片上的高精度電路將這個(gè)微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào),然后采用專用芯片將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-2OmA電流信號(hào)或者1-5V電壓信號(hào).