| 壓力/差壓變送器選型和應(yīng)用的詳細(xì)方法和產(chǎn)品介紹 |
| 信息來(lái)源： 壓力/差壓變送器 | 2022-10-12 點(diǎn)擊量： 9535 |
變送器的選擇通常根據(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)來(lái)考慮。在實(shí)踐中，分為直接計(jì)量和間接計(jì)量；其應(yīng)用包括過(guò)程測(cè)量、過(guò)程控制和設(shè)備聯(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。
2壓力/差壓變送器介紹
壓力變送器和差壓變送器只測(cè)量壓力和兩個(gè)壓力的差值，但它們間接測(cè)量許多參數(shù)。如壓力變送器，除了測(cè)量壓力外，還可以測(cè)量設(shè)備內(nèi)的液位。當(dāng)測(cè)量大氣容器中的液位時(shí)，需要一個(gè)壓力互感器。測(cè)量壓力容器的液位時(shí)，可以使用兩個(gè)壓力傳感器，即一個(gè)測(cè)量下限，一個(gè)測(cè)量上限。可以減去它們的輸出信號(hào)來(lái)測(cè)量液位。通常，使用差壓變送器。也可用于在容器內(nèi)液位和壓力不變的情況下測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以很寬，從絕對(duì)壓力0到100MPa(一般)。
差壓變送器除了測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)壓力的壓差外，還可以測(cè)量帶有各種節(jié)流元件的流量，可以直接測(cè)量壓力容器的液位、常壓容器的液位、壓力和負(fù)壓。
2.1生產(chǎn)
從壓力和差壓變送器的結(jié)構(gòu)來(lái)看，可分為普通型和隔離型。有普通的測(cè)量波紋管，直接感受被測(cè)介質(zhì)的壓力和壓差；隔離的測(cè)量波紋管接收穩(wěn)定液體(通常是硅油)的壓力，液體密封在兩個(gè)隔膜之間，接收測(cè)量壓力的隔膜是外隔膜。原來(lái)普通波紋管的膜是內(nèi)膜。當(dāng)外膜接收到壓力信號(hào)時(shí)，通過(guò)硅油的傳輸，將外膜的壓力原封不動(dòng)地傳遞給普通波紋管，測(cè)量外膜感受到的壓力。
隔離變送器主要用于特殊測(cè)量介質(zhì)。比如被測(cè)介質(zhì)離開(kāi)設(shè)備后會(huì)結(jié)晶，而普通變送器需要取出介質(zhì)，會(huì)堵塞壓力管和波紋管室，使其無(wú)法正常工作，所以必須選擇隔離式變送器。隔離型通常采用法蘭安裝，即被測(cè)設(shè)備的開(kāi)口采用法蘭連接，使變送器的傳感膜片在安裝后成為設(shè)備壁的一部分，這樣就不會(huì)帶出被測(cè)介質(zhì)，一般也不會(huì)造成晶體堵塞。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)所需結(jié)晶溫度較高時(shí)，可選擇凸形膜片結(jié)構(gòu)，使傳感膜片插入設(shè)備中，使被測(cè)介質(zhì)溫度不會(huì)降低，從而保證測(cè)量，即選擇插入式法蘭變送器。
隔離變送器有遠(yuǎn)傳型和集成型。遠(yuǎn)傳式是指外膜箱與測(cè)量膜箱之間用加強(qiáng)毛細(xì)管連接，一般為3~5米，這樣外膜箱安裝在設(shè)備上，內(nèi)膜箱和變送器可以安裝在支架上，方便維修；另一種形式是外膜盒與變送器一體化，通過(guò)法蘭直接安裝在設(shè)備上。對(duì)于隔離式壓力變送器，也可以做成螺紋連接式，即外波紋管或外彈性元件可以在安裝螺紋的前面，通過(guò)在被測(cè)設(shè)備上焊接內(nèi)螺紋凸臺(tái)，將變送器直接擰到設(shè)備上，安裝非常方便。隔離式壓力/差壓變送器制造復(fù)雜，材料要求高，所以其價(jià)格通常是普通型的3倍。
2.2選擇原則
在選擇壓力/差壓變送器時(shí)，主要依據(jù)是被測(cè)介質(zhì)的性能指標(biāo)，參考是節(jié)省資金和方便安裝維護(hù)。如果被測(cè)介質(zhì)粘度大、易結(jié)晶、腐蝕性強(qiáng)，必須選用隔離式變送器。
選型時(shí)要考慮其介質(zhì)對(duì)波紋管金屬的腐蝕，一定要選擇波紋管的材質(zhì)，否則使用后短時(shí)間外膜片會(huì)被腐蝕，法蘭也會(huì)被腐蝕造成設(shè)備和人身事故，所以選材很重要。變送器的膜盒材料有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材料等。
選擇時(shí)應(yīng)考慮待測(cè)介質(zhì)的溫度。如果溫度一般在200~400，應(yīng)選擇高溫型，否則硅油會(huì)汽化膨脹，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。選型時(shí)應(yīng)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(chǎng)合相一致。從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)說(shuō)，外波紋管和插入部分的材料比較合適，但是連接法蘭可以用碳鋼和鍍鉻，這樣會(huì)節(jié)省很多錢(qián)。
螺紋連接是隔離式壓力變送器的最佳選擇，既省錢(qián)又便于安裝。
對(duì)于普通壓力和差壓變送器的選擇，也要考慮被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性，但所用介質(zhì)的溫度可以忽略，因?yàn)槠胀▔毫ジ衅魇菍毫σ雰x表，長(zhǎng)期工作溫度是常溫，但普通型使用的維護(hù)量比隔離型大。首先是保溫問(wèn)題。北方冬天，零下的時(shí)候，壓管會(huì)結(jié)冰，變送器無(wú)法工作甚至損壞，這就需要加伴熱和保溫箱。
從經(jīng)濟(jì)上講，在選擇變送器時(shí)，只要不是易結(jié)晶介質(zhì)就可以使用普通變送器，對(duì)于低壓易結(jié)晶介質(zhì)的間接測(cè)量也可以增加吹掃介質(zhì)(只要工藝允許吹掃液體或氣體)。普通變送器的應(yīng)用需要維修人員定期檢查，包括各種壓力管道是否泄漏，吹掃介質(zhì)是否正常，保溫是否良好等。只要維護(hù)好，大量使用普通發(fā)射機(jī)的一次性投入會(huì)節(jié)省很多。從變送器的測(cè)量范圍選擇，一般變送器都有一定的量程可調(diào)范圍。*將使用的量程設(shè)置在其量程的1/4~3/4，這樣可以保證精度，這一點(diǎn)對(duì)于差壓變送器更為重要。在實(shí)踐中，在一些應(yīng)用中(液位測(cè)量)，有必要轉(zhuǎn)移變送器的測(cè)量范圍?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算測(cè)量范圍和遷移量。遷移可分為正遷移和負(fù)遷移。
目前，智能變送器已經(jīng)相當(dāng)普及。其特點(diǎn)是精度高，可調(diào)范圍大，調(diào)節(jié)方便，穩(wěn)定性好，選型時(shí)應(yīng)多加考慮。怡恒和EJA、北京遠(yuǎn)東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等。使用起來(lái)都很可靠。
根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，在工程設(shè)計(jì)選擇中是采用氣動(dòng)變送器還是電變送器，因其各自的特殊性，應(yīng)根據(jù)裝置的具體情況綜合考慮和分析。以下幾點(diǎn)可以借鑒：
集中經(jīng)營(yíng)程度；是否與DCS計(jì)算機(jī)配合；響應(yīng)速度；經(jīng)濟(jì)；可靠性、使用和維護(hù)；安全(防爆、斷電、氣源故障等。)；環(huán)境和傳輸距離。
一般來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)儀表適用于以下情況：
變送器到顯示調(diào)節(jié)儀表的距離較短，一般小于150m。工藝物料為易燃易爆介質(zhì)和相對(duì)濕度高的場(chǎng)所；需要較少的儀器投資；一般中小型企業(yè)要求維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)可靠；在以電氣儀表為主的大型裝置中，一些現(xiàn)場(chǎng)就地調(diào)節(jié)回路不需要引入中央控制室集中操作。
以下情況適合選擇電動(dòng)儀表：
變送器和顯示調(diào)節(jié)裝置之間的距離大于150m大型企業(yè)要求高度集中管理的中央控制；有由DCS計(jì)算機(jī)控制和管理的對(duì)象；對(duì)于需要快速響應(yīng)速度和復(fù)雜信息處理操作的場(chǎng)合。其實(shí)在現(xiàn)代生產(chǎn)裝置中，都是根據(jù)各自的特點(diǎn)進(jìn)行混合選擇的。
3差壓變送器的選擇
根據(jù)以下幾點(diǎn)選擇差壓變送器：
(1)測(cè)量范圍、要求的精度和測(cè)量功能；
(2)測(cè)量?jī)x器所面對(duì)的環(huán)境，如石油化工行業(yè)的工業(yè)環(huán)境，有易燃(毒)易爆的危險(xiǎn)氣氛，環(huán)境溫度高等。(3)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；(4)操作條件的變化，如介質(zhì)溫度、壓力和濃度的變化。有時(shí)需要考慮從開(kāi)車到正常生產(chǎn)過(guò)程中氣相和液相的濃度和密度的變化。(5)應(yīng)考慮被測(cè)容器的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，容器內(nèi)的設(shè)備附件和各種進(jìn)出口管口，如塔、溶液罐、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立式罐、球罐等。(6)其他要求，如環(huán)境保護(hù)和衛(wèi)生要求；(7)工程儀表的選型應(yīng)統(tǒng)一考慮，要求盡量減少品種規(guī)格和備品備件，便于管理；(8)方法專利權(quán)人的具體要求。
(9)實(shí)際工藝條件：
(1)考慮被測(cè)對(duì)象屬于哪種設(shè)備。比如坦克坦克，坦克體積小，測(cè)量范圍不要太大，坦克體積大，測(cè)量范圍可能大；(2)取決于介質(zhì)的理化性質(zhì)和清潔度。*常規(guī)差壓式變送器和浮子式液位變送器，應(yīng)選擇與介質(zhì)接觸部分的材料。單法蘭差壓變送器可用于一些懸浮固體、泡沫等介質(zhì)。有些用插入式雙法蘭差壓變送器容易沉淀結(jié)晶；對(duì)于高粘度介質(zhì)的液位和高壓設(shè)備的液位，由于設(shè)備不能開(kāi)孔，可用輻射液位計(jì)測(cè)量；除了測(cè)量方法和技術(shù)問(wèn)題，還有儀器投入問(wèn)題。
綜上所述，變送器的選擇應(yīng)做到技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，易于管理。
4壓力變送器的選擇方法
從物理的角度來(lái)看，任何物體上的壓力都應(yīng)該包括大氣壓力和被測(cè)介質(zhì)的壓力(一般稱為表壓)。作用在被測(cè)物體上的這兩部分壓力之和稱為*壓力。
氣壓
測(cè)量壓力的儀器叫做絕對(duì)壓力計(jì)。普通工業(yè)壓力表測(cè)量的是表壓，即*壓和大氣壓之間的壓差。*壓力大于大氣壓時(shí)，測(cè)得的表壓為正，稱為正表壓；當(dāng)*壓力小于大氣壓時(shí)，測(cè)得的表壓為負(fù)，稱為負(fù)表壓，即真空度。測(cè)量真空度的儀器叫做真空計(jì)。
(1)為保證壓力測(cè)量精度，*小壓力測(cè)量值應(yīng)高于壓力表測(cè)量范圍的1/3；對(duì)于需要遠(yuǎn)距離測(cè)量或測(cè)量精度要求高的場(chǎng)合，應(yīng)選用壓力傳感器或壓力變送器；測(cè)量精度不高時(shí)，可選用電阻、電感、霍爾效應(yīng)遠(yuǎn)程壓力表；氣動(dòng)底座壓力指示調(diào)節(jié)器適用于就地壓力指示調(diào)節(jié)；壓力變送器和壓力開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)安裝場(chǎng)所的防爆要求合理選擇。
壓力表的選擇
(1)范圍選擇
測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，一般壓力表*大量程選擇接近或大于正常壓力測(cè)量值的1.5倍；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，一般壓力表*大量程選擇接近或大于正常壓力測(cè)量值的2倍；測(cè)量泵出口壓力時(shí)，一般壓力表*大量程選擇在靠近泵出口*大壓力值處；測(cè)量高壓時(shí)，一般壓力表的*大量程選擇應(yīng)大于*大壓力測(cè)量值的1.7倍；為保證壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性，*小壓力的測(cè)量值應(yīng)高于壓力表量程的1/3。
(2)選型
當(dāng)壓力為0.4 4MPa時(shí)，可選用彈簧管壓力表。壓力為0.04MPa時(shí)，可選用波紋管和波紋管壓力表。當(dāng)測(cè)量粘度、易結(jié)晶、腐蝕性和含有固體顆粒時(shí)，可采用膜片壓力表或附加化學(xué)密封裝置；測(cè)量60以上的蒸汽或介質(zhì)壓力應(yīng)選用不銹鋼壓力表或冷凝環(huán)；脈動(dòng)壓力測(cè)量應(yīng)附加阻尼器或耐沖擊壓力表；測(cè)量粉塵氣體時(shí)應(yīng)設(shè)置除塵器；測(cè)量含有液體的氣體壓力時(shí)，應(yīng)設(shè)置氣液分離器；測(cè)量某些化學(xué)介質(zhì)應(yīng)使用專用壓力表：氨壓力表用于測(cè)量含氨介質(zhì)的壓力，氧壓力表用于測(cè)量氧氣的壓力，乙炔壓力表用于測(cè)量乙炔的壓力，耐硫壓力表用于測(cè)量含硫介質(zhì)的壓力；高壓壓力表(大于儀器儀表是工業(yè)化進(jìn)程的基石，只有選用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)選用合適的儀表，才能夠事半功倍，自動(dòng)化流程才能夠更加自動(dòng)化。
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