智能差壓變送器在工業測量上應用

［摘要］智能差壓變送器是廣泛應用在工業生產中的測量設備，它除了用于測量工業生產過程中的差壓、壓力參數外，還可和多種傳感元件配套，測量流體流量，測量容器中的介質液位、料位、密度和藏量，以及在監測和控制系統中作為一個環節，參與各種運算。本文重點對智能差壓變送器在使用范圍內的測量運用進行探討。
1智能差壓變送器的特點
       智能差壓變送器采用了當今不少高新技術，如傳感技術，微電子數字處理技術等,與常現變送器相比,具有精度高、穩定性好、可靠性高、測量范圍寬、量程比大等特點。更具優勢的是它實現了數字通訊功能,通過通訊協議可對智能變送器的各種參數進行變更、設定,實現遠程調試、人機對話、在線監測各種數據,和所有智能儀表一樣，智能差壓變送器也擁有完善的自診斷功能。
       合理地選擇智能變送器,它能幫助自控人員提高生產效率,降低儀表工作量,減少儀表備品備件,拓展工作思路,降低生產成本，提供解決問題新方法、新思路,最終提高生產過程的自動化水平。
2智能差壓變送器的工作原理.
       壓力和差壓變送器作為過程控制系統的檢測變換部分,將液體、氣體或蒸汽的差壓(壓力)、流量、液位等工藝參數轉換成統一的標準信號(如DC4mA~20mA電流),作為顯示儀表、運算器和調節器的輸入信號,以實現生產過程的連續檢測和自動控制。
       差動電容式壓力變送器由測量部分和轉換放大電路組成。差動電容式壓力變送器的測量部分常采用差動電容結構,如圖1所示。

3智能差壓變送器的使用范圍
3.1智能差壓變送器測量流量
3.1.1節流式流量計(如圖2)

       在工業生產過程中,測量流量的儀表很多,但差壓式流量計所占的比例最大,用的最為廣泛,其結構簡單、可靠,無可動部件，不怕振動,能耐高溫、低溫和其他惡劣條件;差壓式流量計既能測液體,又能測氣體和蒸氣流量;由標準節流裝置組成的差壓流量計不用標定。
3.1.2測速管流量計
       測速管流量計是以測速管為傳感元件，測量流體的全壓和靜壓之差,以獲得流體的流速，再乘以管道截面積而得流體體積流量的流量計。
3.1.3內藏孔板流量計
       內藏孔板流量計是將節流元件設計在差壓變送器的檢測部件內部,用以測量微小流量的一-種變送器。
3.1.4靶式流量計
       將力平衡式氣動或電動差壓變送器的膜盒部件卸下，換成一塊圓板,固定在下杠桿末端,便可構成靶式流量計。
3.2智能差壓變送器測量液位
3.2.1靜壓液位計
       通過測靜壓來測量容器液位的靜壓液位計,可分為兩類:用于測量開口容器液位的壓力式液位計，如圖3;用于測量閉口容器液位的差壓式液位計,如圖4。

       用靜壓式液位計測量閉口容器液位時,變送器的示值除了與液柱的靜壓力有關外,還與液位上面的氣相壓力有關,所以變送器的輸出既受液位的變化影響,還受氣相壓力的變化影響。為了消除氣相壓力的影響，需要采用差壓式液位計測量。
3.2.2吹氣液位計
       吹氣氣體-般是空氣,但如果被測液體是易燃、易氧化的介質,也可以用氮氣或二氧化碳等惰性氣體。
3.2.3雙室平衡容器差壓液位計
       雙室平衡容器實質上是一個水位差壓的轉換裝.置,它根據連通器原理,將汽鼓水位轉換為兩個容室中的壓力差,并通過測此壓力差來測量汽鼓水位。除測量流量和液位外,用差壓變送器還可以測量介質的密度和重量。
4智能差壓變送器的安裝
4.1信號壓力的引入
       變送器的輸入信號壓力一般有三種方法引入:通過直通終端接頭,通過腰形法蘭及通過閥組。
4.1.1通過直通終端接頭
       直通終端接頭如圖5。接頭體上有外螺紋,它擰到變送器的導壓口。螺紋有各種規格,以適應不同型號的變送器的需要。接管和引壓導管相焊,它也有多種規格，以配不同直徑和壁厚的引壓導管。拆卸時，只要把外套螺母擰下,就可以使變送器和導壓管分開。

4.1.2通過腰形法蘭
       腰形法蘭是一個小法蘭,形如腰子，有時也叫橢圓法蘭。它用兩螺釘固定在變送器的導壓口上,法蘭的一端和變送器相通,另一端有內螺紋接口,直通終端接頭或引壓導管即擰在此接口上。
4.1.3通過閥組相連

       變送器閥組有三閥組、二閥組、五閥組等三種。.
       變送器輸入壓力的引入采用了三閥組。差壓變送器和導壓管的連接也可以通過三閥組。一體化三閥組由兩個引壓閥1和一個平衡閥2組成。一體化三閥組比單獨的三個閥結構緊湊,安裝方便。
五閥組是在三閥組的基礎上又增加了兩個排污閥3(放空)。正常工作時,將兩組排污閥和平衡閥關閉;儀表對零位時,則將高低壓閥切斷,打開平衡閥即可。
兩閥組一般用于壓力變送器,通過它將過程壓力和變送器的導壓口相連接,其工作原理示于圖7(c)。其中A接工藝導管,B接壓力變送器導壓口，C用于排污或吹掃,D為校驗口。兩閥組有時也可和差壓變送器配套使用。
4.2常用輔助容器
       常用的輔助容器有冷凝器、隔離器、集氣器和沉降器被測流體是蒸氣時,在引壓管內以凝結水的形態傳給變送器,為了使兩引壓管內的液位高度不變，常在靠近節流裝置的導壓管.上安裝冷凝器。另外，為了防止液體中析出的沉淀堵塞導管,又在導管最低處安裝沉降器及排污閥以便定期排出污物。集氣器和沉降器是一個空罐,體積盡可以設計得大一些，以便放氣排污的周期加長。
5總結
       伴隨著自動化設備日新月異的發展,智能差壓變送器在自動化領域的應用,占有不可或缺的位置，廣泛運用于工業生產和科學研究等領域,是獲取、處理、傳送各種信息的硬件。隨著工業自動化水平的不斷提高,其運用也越來越廣泛。在諸類智能儀器表現中,差壓變送器的運用最為廣泛,可用來測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。在工業現代化興隆的今天，智能差壓變送器在工業控制系統中扮演著重要角色。