1、變送器的主要種類(lèi)
變送器的應(yīng)用**、普遍,變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來(lái)測(cè)量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。變送器有兩線(xiàn)制和四線(xiàn)制之分,兩線(xiàn)制變送器尤多;有智能和非智能之分,智能變送器漸多;有氣動(dòng)和電動(dòng)之分,電動(dòng)變送器居多:另外,按應(yīng)用場(chǎng)合有本安型和隔爆型之分;按應(yīng)用工況變送器的主要種類(lèi)如下:
低(微)壓/低差壓變送器:中壓/中差壓變送器:高壓/高差壓變送器:絕壓/真空/負(fù)壓差壓變送器:高溫/壓力、差壓變送器:耐腐蝕/壓力、差壓變送器;易結(jié)晶/壓力、差壓變送器。變送器的選型通常根據(jù)安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用介質(zhì)等方面考慮。實(shí)際運(yùn)用中分為直接測(cè)量和間接測(cè)量;其用途有過(guò)程測(cè)量、過(guò)程控制和裝置聯(lián)鎖。常見(jiàn)的變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單法蘭變送器、雙法蘭變送器、插入式法蘭變送器等。壓力變送器和差壓變送器單從名詞上講測(cè)量的是壓力和兩個(gè)壓力的差,但它們間接測(cè)量的參數(shù)是有很多的。如壓力變送器,除測(cè)量壓力外,它還可以測(cè)量設(shè)備內(nèi)的液位。在常壓容器測(cè)量液位時(shí),需用一臺(tái)壓變即可。當(dāng)測(cè)量受壓容器液位時(shí),可用兩臺(tái)壓變,即測(cè)量下限一臺(tái),測(cè)量上限一臺(tái),它們的輸出信號(hào)可進(jìn)行減法運(yùn)算,即可測(cè)出液位,一般選用差壓變送器。在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來(lái)測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以做的很寬,從絕壓0開(kāi)始可以到100MPa(一般情況)。
2、壓力/差壓變送器介紹
差壓變送器除了測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)量壓力的差壓值外,它還可以配合各種節(jié)流元件來(lái)測(cè)量流量,可以直接測(cè)量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負(fù)壓。
2.1制作
從壓力和差壓變送器制作的結(jié)構(gòu)上來(lái)分有普通型和隔離型。普通型的測(cè)量膜盒為一個(gè),它直接感受被測(cè)介質(zhì)的壓力和差壓:隔離型的測(cè)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(gè)膜片中間,接受被測(cè)壓力的膜片為外膜片。原普通型膜盒的膜片為內(nèi)膜片,當(dāng)外膜片上接受壓力信號(hào)時(shí)通過(guò)硅油的傳遞原封不動(dòng)的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上,測(cè)出了外膜片所感受的壓力隔離型變送器主要是針對(duì)特殊被測(cè)量介質(zhì)使用的,如被測(cè)介質(zhì)離開(kāi)設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生結(jié)品,而使用普通型變送器需要取出介質(zhì),會(huì)將導(dǎo)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(cè)設(shè)備上開(kāi)口加法蘭使變送器安裝后它的感應(yīng)膜片是設(shè)備壁的一部分,這樣它不會(huì)取出被測(cè)介質(zhì),一般不會(huì)造成結(jié)晶堵塞。
當(dāng)被測(cè)介質(zhì)需求結(jié)晶溫度較高時(shí),可選用將膜片凸出的結(jié)構(gòu),這樣可將傳感膜片插入到設(shè)備內(nèi)部,從而感應(yīng)到的介質(zhì)溫度不會(huì)降低,這樣測(cè)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(yuǎn)傳型和一體型。遠(yuǎn)傳型即外膜盒與測(cè)量膜盒之間用加強(qiáng)毛細(xì)管連接,一般毛細(xì)管為3~5米,這樣外膜盒裝在設(shè)備上,內(nèi)膜盒及變送器可以安裝在便于維護(hù)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(shè)備上。對(duì)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(cè)設(shè)備上焊接上內(nèi)螺紋凸臺(tái),便可將變送器直接擰到設(shè)備上,安裝非常方便隔離型壓力/差壓變送器的制作復(fù)雜,材質(zhì)要求高,所以它的價(jià)格通常是普通型的3倍。
2.2選型原則
在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù):以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn),以節(jié)約資金、便于安裝和維護(hù)為參考。如被測(cè)介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合,必須選用隔離型變送器。
在選型時(shí)要考慮它的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕,一定要選好膜盒材質(zhì),否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕壞,法蘭也會(huì)被腐蝕壞造成設(shè)備和人身事故,所以材質(zhì)選擇非常重要。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。
在選型時(shí)要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度,如果溫度高一般為200℃~400℃,要選用高溫型,否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹,使測(cè)量不準(zhǔn)。
在選型時(shí)要考慮設(shè)備工作壓力等級(jí),變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。從經(jīng)濟(jì)角度上講,外膜盒及插入部分材質(zhì)比較合適,但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻,這樣會(huì)節(jié)約很多資金隔離型壓力變送器選用zui好是選用螺紋連接形式的,這樣既節(jié)約資金安裝又方便。
對(duì)于普通壓力和差壓變送器選型,也要考慮被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性問(wèn)題,但使用的介質(zhì)溫度可以不考慮,因?yàn)槠胀ㄐ蛪鹤兪且龎旱奖韮?nèi),長(zhǎng)期工作溫度為常溫,但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型大。先是保溫問(wèn)題,在北方冬季零下,導(dǎo)壓管會(huì)結(jié)冰,變送器無(wú)法工作甚至損壞,這就需要增加伴熱和保溫箱等。
從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)講,選用變送器時(shí),只要不是易結(jié)晶介質(zhì)都可以采用普通型變送器,而且對(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)也可以加吹掃介質(zhì)來(lái)間接測(cè)量(只要工藝允許用吹掃液或氣),應(yīng)用普通型變送器就是要求維護(hù)人員多進(jìn)行定時(shí)檢查,包括各種導(dǎo)壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等,只要維護(hù)好,大量使用普通型變送器一次性投資會(huì)節(jié)約很多。
從選用變送器測(cè)量范圍上來(lái)說(shuō),一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍,zui好將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4~3/4段,這樣精度會(huì)有保證,對(duì)于微差壓變送器來(lái)說(shuō)更是重要。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合(液位測(cè)量)需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量,遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。目前,智能變送器已相當(dāng)普及,它的特點(diǎn)是精度高、可調(diào)范圍大,而且調(diào)整非常方便、穩(wěn)定性好,選型時(shí)應(yīng)多考慮。
按照設(shè)計(jì)規(guī)范,在工程設(shè)計(jì)選型中,究競(jìng)采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器,因其各有特長(zhǎng),應(yīng)該根據(jù)裝置的具體條件進(jìn)行綜合考慮和分析。以下幾點(diǎn)可供選用時(shí)參考:
集中操作程度:是否與DCS計(jì)算機(jī)相操作配合:響應(yīng)速度:經(jīng)濟(jì)性:可靠性及使用維護(hù)方面:安全性(防爆、停電、氣源故障等):環(huán)境條件及傳輸距離。
一般來(lái)說(shuō),下列條件以選用氣動(dòng)儀表為宜:
自變送器至顯示調(diào)節(jié)儀表間的距離較短,通常以不超過(guò)150m較為合適:工藝物料是易燃易爆介質(zhì)及相對(duì)濕度很大的場(chǎng)合:要求儀表投資少:一般中小型企業(yè)要求易維修,經(jīng)濟(jì)可靠:在以電動(dòng)儀表為主的大型裝置里,有些現(xiàn)場(chǎng)就地調(diào)節(jié)回路不要求引入中央控制室集中操作。下列條件以選擇電動(dòng)儀表為宜變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過(guò)150m以上:大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制:設(shè)置有DCS計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制及管理的對(duì)象:要求響應(yīng)速度快,信息處理及運(yùn)算復(fù)雜的場(chǎng)合。實(shí)際中,在現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選用的。
3、差壓變送器的選型
(1)測(cè)量范圍、需要的精度及測(cè)量功能:
(2)被測(cè)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài),如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、粘稠、易凝固結(jié)晶和氣化等工況:
(3)測(cè)量?jī)x表面對(duì)的環(huán)境,如石油化工的工業(yè)環(huán)境,有可燃(有毒)和危險(xiǎn)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(shí)還要考慮到從開(kāi)車(chē)到參數(shù)達(dá)到正常生產(chǎn)時(shí),氣相和液相濃度和密度的變化:
(5)被測(cè)對(duì)象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮,如塔、溶液槽、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立罐、球罐等:
(6)工藝的具體要求
(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)其他要求,如環(huán)保及衛(wèi)生等要求:
(9)實(shí)際的工藝情況
①考慮被測(cè)對(duì)象是屬于哪一類(lèi)設(shè)備。如槽、罐類(lèi),槽的容積較小,測(cè)量范圍不會(huì)太大,罐的容積較大,測(cè)量范圍可能較大:
②要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度,選常規(guī)的差壓式變送器及浮筒式液位變送器,還要對(duì)接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇:
③對(duì)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(jié)晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器:
④對(duì)高黏度的介質(zhì)的液位及高壓設(shè)備的液位,由于設(shè)備無(wú)法開(kāi)孔,可選用放射液位計(jì)來(lái)測(cè)量:
⑤除了測(cè)量方法上和技術(shù)上問(wèn)題外,還有儀表投資問(wèn)題。
綜上所述,變送器的選型,從技術(shù)上要可行,經(jīng)濟(jì)上要合理,管理上要方便。
從物理學(xué)角度看,任何一個(gè)物體上受到的壓力都應(yīng)包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力(一般稱(chēng)為表壓)兩部分。作用在被測(cè)物體上這兩部分壓力總和稱(chēng)為**壓力。P絕=P表+大氣壓,測(cè)量**壓力的儀表稱(chēng)為絕壓表。對(duì)于普通的工業(yè)壓力表測(cè)量的都是表壓值,也就是**壓力與大氣壓的壓差值。當(dāng)**壓力大于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為正值,稱(chēng)為正表壓;當(dāng)**壓力小于大氣壓值時(shí)測(cè)得的表壓值為負(fù)值,稱(chēng)為負(fù)表壓,即真空度。測(cè)量真空度的儀表稱(chēng)為真空表。
1.為了保證壓力測(cè)量精度,zui小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3:
2.對(duì)需遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合,應(yīng)選擇壓力傳感器或壓力變送器:
3.在測(cè)量精度要求不高時(shí),可選擇電阻或電感式、霍爾效應(yīng)式遠(yuǎn)傳壓力表;
4.壓力變送器、壓力開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所防爆要求合理選擇;
5.氣動(dòng)基地式壓力指示調(diào)節(jié)器適宜作就地壓力指示調(diào)節(jié)。
5、壓力表的選型
(1)量程選擇
在測(cè)穩(wěn)定壓力時(shí),一般壓力表zui大量程選擇接近或大于正常壓力測(cè)量值的1.5倍:
在測(cè)脈動(dòng)壓力時(shí),一般壓力表zui大量程選擇接近或大于正常壓力測(cè)量值的2倍;
在測(cè)機(jī)泵出口壓力時(shí),一般壓力表zui大量程選擇接近機(jī)泵出口zui大壓力值:
在測(cè)高壓壓力時(shí),一般壓力表zui大量程選擇應(yīng)大于zui大壓力測(cè)量值的1.7倍:
為了保證壓力測(cè)量精度,zui小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量量程的1/3。
(2)型式選擇
測(cè)壓>0.4MPa時(shí),可選用彈簧管壓力表;
測(cè)壓<0.04MPa時(shí),可選用波紋管和膜盒壓力表;
測(cè)粘稠、易結(jié)晶、腐蝕性、含固體顆粒的場(chǎng)合,可采用膜片壓力表或附帶化學(xué)密封裝置:
測(cè)蒸汽或高于60℃的介質(zhì)壓力測(cè)量應(yīng)選擇不銹鋼壓力表或安裝冷凝圈:
脈動(dòng)壓力測(cè)量應(yīng)附加阻尼器或耐震壓力表:
測(cè)含有粉塵氣體時(shí)應(yīng)設(shè)置除塵器:
測(cè)含有液體的氣體壓力時(shí)應(yīng)設(shè)置氣液分離器:
測(cè)某些化工介質(zhì)應(yīng)選用專(zhuān)用壓力表:對(duì)含氨介質(zhì)壓力測(cè)量采用氨用壓力表,對(duì)含氧氣壓力測(cè)量采用氧氣壓力表,對(duì)乙炔壓力測(cè)量采用乙炔壓力表,對(duì)含硫介質(zhì)壓力采用抗硫壓力表高壓壓力表(大于1MPa)應(yīng)有泄壓安全設(shè)施。
上一條：
分析雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理與故障處理
下一條：
電磁流量計(jì)干擾影響因素
