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技術(shù)文獻(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-08 12:29:28 人氣:327
1. 概述
在諸類儀表中,變送器的應(yīng)用最為廣泛、普遍,變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。變送器有兩線制和四線制之分,兩線制變送器尤多;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)用場合有本安型(本質(zhì)安全型)和隔爆型之分;按應(yīng)用工況,變送器的主要種類如下:
※ 低(微)壓/低(微)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)性和使用介質(zhì)等方面考慮。實(shí)際應(yīng)用中分為直接測量和間接測量兩種;其用途有過程測量、過程控制和裝置連鎖等。常見的變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單發(fā)蘭變送器、雙發(fā)蘭變送器、插入式發(fā)蘭變送器等。
2. 壓力/差壓變送器介紹
壓力變送器和差壓變送器單從名稱上講測量的是壓力和差壓(兩個(gè)壓力的差),但它們可以間接測量的量卻很多。如壓力變送器,除可以測量壓力外,還可以測量設(shè)備內(nèi)的液位。在常壓容器內(nèi)測量液位時(shí),需要一臺(tái)壓力變送器即可。當(dāng)測量受壓容器的液位時(shí),可考慮用兩臺(tái)壓力/差壓變送器,即測量下限一臺(tái),測量上限一臺(tái),它們的輸出信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算,即可測出液位,這時(shí)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測量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測量范圍可以做的很寬,從絕壓0開始可以到一百多兆帕(一般情況)。
差壓變送器除了測量兩個(gè)被測量壓力的差壓值外,它還可以配合各種節(jié)流元件來測量介質(zhì)流體的流量,可以直接測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/差壓變送器制作的結(jié)構(gòu)上來分有普通型和隔離型。普通型壓力/差壓變送器的測量膜盒為一個(gè),它直接感受被測介質(zhì)的壓力或差壓;隔離型的測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,直接接受被測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,從而可以測出外膜片所感受到的壓力。
隔離型壓力/差壓變送器主要是針對(duì)特殊的被測量介質(zhì)設(shè)計(jì)和使用的,如果被測介質(zhì)離開設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶,而使用普通型壓力/差壓變送器需要取出介質(zhì),會(huì)將導(dǎo)壓管膜盒室堵塞使其不能正常工作,所以必須選用隔離型。隔離型變送器通常作成發(fā)蘭式安裝,即在被測設(shè)備上開口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)取出被測介質(zhì),一般也不會(huì)造成結(jié)晶和堵塞。
當(dāng)被測介質(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,這樣測量是有保障的,即選用插入式發(fā)蘭變送器。
隔離型變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型之分。遠(yuǎn)傳型即外膜盒與測量膜盒之間用加強(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)的安裝支架上;另一種形式是外膜盒與變送器做成一體直接由發(fā)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)要求也較高,所以它的價(jià)格通常是普通型的3~4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。如果被測介質(zhì)為高黏度、易結(jié)晶、強(qiáng)腐蝕的,必須選用隔離型變送器。
在選型時(shí)要考慮被測流體介質(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,發(fā)蘭也會(huì)被腐蝕壞造成設(shè)備或人身事故,所以膜盒材質(zhì)的選擇非常關(guān)鍵。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316/316L不銹鋼、鉭材質(zhì)等。
在選型時(shí)要考慮到被測介質(zhì)的溫度,如果溫度高,達(dá)到200℃~400℃,要選用高溫型,否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹,使測量不準(zhǔn)確。
在選型時(shí)要考慮設(shè)備的工作壓力等級(jí),變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場合相符合。從經(jīng)濟(jì)角度上講,外膜盒及插入部分材質(zhì)比較重要,要選合適,但連接發(fā)蘭可以降低材質(zhì)要求,如選用碳鋼、鍍鉻等,這樣會(huì)節(jié)約很多資金。
隔離型壓力變送器最好選用螺紋連接形式,這樣既節(jié)約資金,安裝也方便。
對(duì)于普通型壓力和差壓變送器選型,也要考慮到被測介質(zhì)的腐蝕性問題,但使用的介質(zhì)溫度可以不予考慮,因?yàn)槠胀ㄐ褪且龎旱奖韮?nèi),長期工作時(shí)溫度是常溫,但普通型使用的維護(hù)量要比隔離型大。首先是保溫問題,氣溫零下時(shí)導(dǎo)壓管會(huì)結(jié)冰,變送器無法工作甚至損壞,這就要增加伴熱和保溫箱等裝置。
從經(jīng)濟(jì)角度上來講,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)來間接測量(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。維護(hù)時(shí)要注意硬件維護(hù)和軟維護(hù)相結(jié)合。
從選用變送器測量范圍上來說,一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍,最好將使用的量程范圍設(shè)定在它量程的1/4~3/4段,這樣精度會(huì)有所保證,對(duì)于微差壓變送器來說更是重要。實(shí)踐中有些應(yīng)用場合(液位測量)需要對(duì)變送器的測量范圍遷移,根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計(jì)算出測量范圍和遷移量進(jìn)行遷移,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,究竟采用氣動(dòng)變送器還是電動(dòng)變送器,因其各有特長,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)可供選型時(shí)參考:
※ 集中操作程度及響應(yīng)速度;
※ 是否與DCS計(jì)算機(jī)操作相配合;
※ 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。
一般來說,下列條件以選用氣動(dòng)變送器為宜:
※ 自變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離較短,通常以不超過150米較為合適;
※ 工藝物料是易燃易爆介質(zhì)及相對(duì)濕度很大的場合;
※ 要求儀表投資少、響應(yīng)速度要求不快的場合;
※ 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。
下列條件以選用電動(dòng)變送器為宜:
※ 變送器至顯示調(diào)節(jié)單元間的距離超過150米以上;
※ 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;
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