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差压变送器工作原理及应用

  • 文章来源:北京力诺
  • 发布时间:2018-12-10 14:38
  • 阅读人数:
  • 文章作者:力诺传感器科技

差压变送器是一种典型的自平衡检测仪表,它利用负反馈的工作原理克服元件材料、加工工艺等不利因素的影响。

差压变送器

1.什么是压力

 
    在区域上施加力时会产生压力。这意味着我们可以通过增加力或减小面积来增加压力。我们也倾向于考虑重量方面的力(如果重力是恒定的,这只是真的)。例如,由重力作用在1英寸×1英寸(1平方英寸)上的1磅重量产生的力将产生1磅/平方英寸的压力,这通常写为1Psi(1磅/平方英寸)。如果相同的1lb仅向一半区域施加力,我们实际上会说压力等于2 Psi。在我们的日常工作中,我们可以将汽车轮胎泵送至26 Psi。我们还会遇到天气(或大气压力)的压力。这可以被认为是我们头上大气层的力量。随着大气压力的变化,天气也会变化。高压通常表示晴天,而低压则产生阴天。如果我们回头看一下我们的汽车轮胎,就会有两个压力作用在轮胎壁上。轮胎外侧的气压压力和轮胎上升时我们在压力表上读取的压力。

2.有哪些不同类型的压力测量


使用上面的例子,我们可以说明3种类型的压力测量。
(1)表压 - (轮胎中的压力)或(绝对压力与大气压之间的差值)
(2)绝对压力 - (组合的大气压和轮胎压力)
(3)压差 - (任意两个测量压力之间的差值)
但它们都是相互关联的

(a)压力表参考大气压力测量。


    测量大气压力与轮胎之间差异的压力测量称为表压。为避免混淆,我们通常将“g”添加到测量单位,例如。每平方英寸磅(Psig)。
 
差压变送器原理图1
 
    测量表压的所有压力表,传感器,传感器和变送器实际上测量了大气压力与待测压力之间的差异。

(b)参考真空测量绝对压力。


    在一些应用中,大气压的变化可能是重要的。在这种情况下,我们可以测量真空和轮胎之间的差异。这被称为绝对压力测量并且具有将大气压力加到轮胎压力上的效果。所以绝对压力等于表压和大气压。
 
差压变送器原理图2
 

(c)参考特定的参考压力不测量差压。

 
    与仪表或绝对压力变送器不同,差压变送器不会尝试固定参考。重要的是,差异的增加可能是增加一个压力或减少另一个压力的结果。  如果P1变小或者如果P2变大,则会出现压差的增加。以类似的方式,如果P1变大或者如果P2变小,则会发生压差的降低。差压测量不关心两个压力中的较低者是否处于真空,大气压或一些其他压力。它只关心两者之间的差异。
 
差压变送器原理图3
 
    建立差压测量的基础。并非所有测量压差的差压变送器,仪表,传感器和传感器实际上都测量了两个压力之间的差异。一些设备试图测量两个表压,然后在数学上计算差异。我们认为这种方法存在缺陷,因为它包含四种压力测量的不确定性。

3.在哪里使用差压(DP)测量

 
    差压测量主要用于家庭和工业应用。它通常是其他测量的基础,如流量,液位,密度,粘度甚至温度。最常见的是水平和流量。DP流量测量是差压变送器最常见的应用之一。通过在流体流过管道时测量流体压力的差异,可以计算流速。差压流量计具有主要和次要元件。一般而言,主要元件设计成随着流量增加而产生压力差。有许多不同类型的主要元素,最常见的是孔板,文丘里管,流动喷嘴和皮托管。流量计的次要元件是差压变送器。它旨在尽可能准确地测量主要元件产生的压差。特别重要的是,差压测量不受流体压力,温度或诸如环境温度的其他性质的变化的影响。一个好的dp变送器将确保精确测量压差,与其他变化参数无关,并可靠地传输信号以表示压差。在dp流发射器的情况下,输出信号还可以包括平方根提取。虽然这些日子通常在Dcs系统的流量计算机中进行此功能。来自和工业DP变送器的输出信号可能是4-20mA,但它也可能包括数字通信,如HART,Profibusm现场总线,Modbus 485 RTU或许多其他通信协议之一。目的是提供用于传输到远程过程控制仪器的电信号。
 
差压测量使用
 
    现在我们已经发现了差压是什么以及如何使用我们现在可以将注意力集中在差压变送器本身上。

4.什么是差压变送器

 
    最常见和最有用的工业压力测量仪表是差压变送器。该设备将检测两个端口之间的压力差,并参考校准的压力范围产生输出信号。工业差压变送器由两个外壳组成。压力传感元件安装在下半部分,电子元件安装在上半部分。它将有两个标记为“高”和“低”的压力端口。高端口始终处于高压状态,低端口始终处于低压状态,这不是强制性的。该标记与端口对输出信号的影响有关。

5.差压变送器结构

 
差压变送器有三个功能部件。
 

(a)直接压力传感元件(位于下壳体内)。
 

大多数工业DP变送器都配有隔膜作为压力传感元件。该隔膜是一种机械装置。它位于两个压力入口之间。隔膜将通过施加的压力偏转。该偏转被转换成电信号。这通常由传感器完成。常用的传感器是(a)应变计(b)差动电容(c)振弦。传感器输出与施加的压力成比例。
 

(b)电子单元:传感器在下腔室产生的电信号仅在毫伏范围内。
 

该信号将被放大到0-5V或0-10V范围,或者被转换为4-20mA,以便向前传输到远程仪器。该上壳体是DP发射器的发射器部分,其容纳电子单元。
 
差压变送器内部结构图
 
 

(c)2线4-20mA电流发送器
 

产生直流输出电流,该电流与差压变送器的压力范围成正比。较低范围为4mA,上限为20mA。该受控电流输出不受负载阻抗变化和电源电压波动的影响。该4-20mA输出与BRAIN或HART FSK协议的数字通信叠加。

6.差压变送器的工业应用:
 

(a)陆上,海上和海底应用中的石油和天然气流量计量。
 

(b)水和污水处理厂。它主要用于监控这些工厂的过滤器。
 

(c)它用于监控喷水灭火系统。
 

(d)用于蒸汽或热水的加热系统的遥感。
 

(e)可以监控阀门上的压降。
 

金誉彩票官网 (f)泵控制监控。


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