差壓變送器的各種應用和使用的注意事項

差壓變送器，是當下在化工領域、石油行業、鋼鐵鍛造、電力行業、輕工制造等場景下壓力測量或現場控制中被廣泛應用的自動化儀表。其主要功能是測量液位、流量或差壓等工藝參數并將其轉換為4mA~20mA直流電流標準信號，測量介質囊括液體、蒸汽、含雜質液體、漿液、氣體等介質。作為傳感器同PLC模塊一起組成控制回路，從而實現生產自動控制和連續檢測。

在工業自動化控制系統中，溫度、壓力、流量、液位等工藝參數均要予以嚴格控制。差壓變送器作為工業過程控制中重要的基礎自動化設備之一，對工程參數控制的穩定性要求越來越高。同時，還具有工藝參數準確傳遞、使用簡單、抗干擾能力強等功能，具有良好的市場前景。從差壓變送器的原理出發，詳細分析了差壓變送器在自動化系統中的應用，以供參考。

1差壓變送器的測量原理

差壓變送器與一般壓力變送器不同，它擁有分為正壓端和負壓端的兩個不同的壓力輸入接口，并且兩端壓力高低不能顛倒，必須在正壓段的壓力大于負壓端的壓力時才能測量。差壓變送器通過兩面的隔離膜片可以直接接收到來自不同取壓位置的壓力差值，其應用原理統統是建立在這種現象的前提之下的。

當壓力差為0時，僅有平衡的靜壓作用在差壓變送器的芯體上，只要靜壓大小在儀表使用允許范圍內，差壓變送器此時輸出零。當高壓側壓力大于低壓側時，測量部分受到的平衡力被打破，單向力使壓力芯體發生形變，通過一系列信號放大和電路處理，最終輸出4-20Ma的與差壓值線性相關的標準電信號，當然也有有時會用來測量流量的冪函數對應關系，這些都是可以通過電路處理得來的。

2 差壓變送器的應用

2.1 液位測量
2.1.1 靜壓液位計
當容器裝滿固定的物料或液體時，液體和物料在重力作用下在容器的側壁或底部產生相應的靜壓。當液體或材料的密度均勻時，靜壓將與液體的高度成正比。使用差壓變送器準確測量容器底部的靜壓，它可以反應液位的高度變化。測量密閉容器液位的靜壓式液位計主要有兩種：

（1）封閉式帶壓容器需要將參考壓力的取壓點連通罐體氣壓，只有雙法蘭壓力變送器可以做到。靜壓液位計可用于測量密閉容器的液位。變送器的指示與液位以上的氣體壓力有關，不限于液柱的靜壓。因此，變送器的輸出既受氣相壓力變化的影響，又受容器內液位變化的影響，因此有必要采用差壓式液位計來消除氣相壓力的影響。

（2）用于測量敞開式容器液位的壓力式液位計，此狀況下一般使用的是差壓安裝式的表壓單法蘭壓力變送器，當然，一般的直插式表壓法蘭壓力變送器也可以起到相同的作用。
2.1.2 雙室平衡容器差壓液位計

雙室平衡容器多測量工業鍋爐的汽包水位，由于汽鍋內壓力大、溫度高，一旦不采取特殊裝置，將無法恒定兩引壓導管內的溫度。而實際上，雙室平衡容器是一個水位一差壓的轉換裝置，它借用連通器原理將汽包水位轉換為兩個容室中的壓力差并借此壓力差對汽包水位進行測量。
　　2.2 流量測量
　　2.2.1 測速管流量計的傳感元件是測速管。流量計測量流體的總壓和靜壓之差，得到流體的流量，再乘以管道的橫截面積，得到流體的流量。差壓變送器的高壓室和低壓室用于檢測測速管的總壓和靜壓。孔板流量計與速度計相同，通過差壓變送器的輸出直接反映流體的流量。然而，孔板流量計和測速儀雖然是測速儀器，但測量原理不同。流速儀的流體流速是管道上某一點或幾個點的平均流速，孔板的流體流速是管道橫截面積的平均流速。因此，流速儀的流體分布規律大于孔板的流體分布規律，有利于提高測量精度。
　　2.2.2 節流式流量計
　　差壓變送器與節流裝置配合使用廣泛。它可以測量各種流體的流量，主要包括壓力導向裝置、節流元件和上下游連接的直管三部分。節流元件包括噴嘴、節流孔板和文丘里管，它們是原裝置的基本附件。在工業生產過程中，流量測量儀表種類繁多。但是，差壓流量計所占比重大，應用廣泛，它不怕振動，可靠性高，結構簡單，能承受高低溫等不利條件，因此受到了很多好評。
　　2.2.3 內藏孔板流量計
差壓變送器的檢測部分設計了節流元件，主要用于微流量的測量。這種流量計適用于測量50℃以下管道中的流體流量。它是差壓流量計的一種。孔板安裝在變送器內部，與變送器一體，變送器外部無需導壓裝置，安裝非常簡單。差壓變送器穩定性好，精度高，屬于成熟的儀表類型。此外，它與小直徑節流裝置集成，沒有活動部件。它結構堅固、簡單，能測量氣體、液體和蒸汽
 
　　3 使用差壓變送器時的注意事項

　　3.1 在安裝差壓變送器后應該對其量程的設定值、零點遷移量等參數進行校準，以使儀表可以適應實際工況
　　3.2 開啟和停用時，應避免儀表承受單向靜壓。
　　單向受壓時，相當于儀表承受了靜壓加測量壓力的壓力值，這時的壓力急劇增大，恒容易對差壓變送器造成損傷，為了避免使用差壓變送器時單向受壓，每臺差壓變送器應附帶一套三閥組件，通常情況下他們被裝于差壓變送器的正上方，其中有一對成對的閥門分別為高壓側和低壓側的切斷閥，中間會有一個單獨的閥名為平衡閥。平衡閥會連通高低壓側，通過這種方式來保護差壓變送器同時制造差壓為零的情況便于現場調零操作。在啟用差壓變送器時，首先應打開平衡閥，使壓力變送器兩側的壓力值相等，然后打開兩個單側閥，當兩側閥門全被打開后，才可以關閉平衡閥。在需要停用差壓變送器進行維護時，也應首先打開平衡閥，然后關閉兩個單側閥。每次操作前都先打開平衡閥，按以上順序開啟和停用差壓變送器，使差壓變送器兩側壓力相等，這種做法就可以避免使差壓變送器單側受壓過載而發生的故障了。
　　3.3 防止振蕩發生
當電阻不相等時，差壓變送器將突出微分器的特性。流量管道的主要輸送方式一般是泵或壓縮機。這兩種模式在管道中都有規律的脈動和流體的伸縮，在輸送過程中引起振蕩。為此，在管道流量測量中對取樣點的位置有著嚴格的要求，取樣點必須位于有足夠長度的直管段上，以獲得流體介質的穩定流速。取樣點上游直管段應大于下游直管段，具體要求由設計定標；另外，測量管線上可放置0。五一。5孔徑緩沖，增加阻力，減少流量管道脈動的影響。
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