差壓變送器原理

差壓變送器利用差動電容檢測原理將差壓轉換為電信號。該變送器具有堅固耐振、量程、零點、阻尼現場連續可調。度高、穩定性好等特點。使用對象：液體、氣體和蒸汽。
 

　　差壓變送器是測量變送器兩端壓力之差的變送器,輸出標準信號（如 4~20mA,1~5V）。差壓變送器與一般的壓力變送器不同的是它們均有2個壓力接口, 差壓變送器一般分為正壓端和負壓端,一般情況下, 差壓變送器正壓端的壓力應大于負壓段壓力才能測量。
 

　　通常壓力變送器有壓阻式,電容式2類,
 

　　二、差壓變送器在油庫計量中的應用
 

　　1 引言
 

　　在目前的油庫油罐液位的測量設計中，差壓變送器比較流行的是采用雷達液位計或浮球、浮標、鋼帶式液位計等。雷達液位計雖然精度高但成本也高，而浮標、浮球等液位計，安裝、維護比較麻煩。差壓式液位計，在鍋爐汽包等密閉容器中應用廣泛，但測量結果并非真正液位，因此在油罐液位測量的設計鮮有應用。其實油庫油罐的液位，并不十分重要，用戶實際要了解的并不是液位，而是通過測量液位來了解油罐中油品的實際數量（即噸數），從而防止滿溢。由此分析采用差壓法來測液位（實際為噸數）也不失為一個好的選擇。因為目前差壓變送器的應用十分成熟，象1151、3051以及EJA等差壓變送器，技術十分完善，精度可達0.075級，而且價格大幅下跌，性能價格較高。
 

　　2 差壓變送器的設計原理
 

　　顧名思義差壓變送器所測量的結果是壓力差，即△P=ρg△h。而由于油罐往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那么，重量G=△P·S=ρg△h·S，S不變，G與△P成正比關系。即只要準確地檢測出△P值，與高度△h成反比，在溫度變化時，雖然油品體積膨脹或縮小，實際液位升高或降低，所檢測到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實際液位，也可以引入介質溫度補償予以解決。
 

　　3 差壓變送器的實際應用
 

　　在某油庫項目中，筆者將此思路應用到實際設計中。
 

　　設計條件： 2000m3油罐，直徑d=14.5m，高度就可以得到實際油品的庫存量G，從公式還可知其密度ρh=14m。
 

　　一次表：1151LT法蘭式隔爆差壓變送器，選用法蘭式是防止罐底臟物沉淀而堵塞引壓管，變送器量程0～140kPa。
 

　　二次表：選用WP系列智能光柱顯示報警儀，信號輸入，可任意改變量程，用光柱顯示液位，用數字顯示油品的噸數。以6#罐為例，S=π×r2=3.14×7.252=165m2，高為14m。
 

　　在油罐頂部，差壓變送器設計一套液位報警裝置，防止油品滿溢，作為雙保險。在應用中由于測量值直接為噸數，故油罐不論貯存何種油品，二次表顯示的值是油罐內油品的噸數，避免了需要測定密度進行換算的麻煩。
 

　　差壓變送器一般情況油品出入庫往往是采用泵輸送經過橢圓齒輪流量計計量，由于流量計的精度有限，zui高也只有0.2級，差壓變送器還需測密度計算，其結果往往有些出入，從而造成計量糾紛?，F在因為油罐測量的結果為噸數，而且精度可達到0.2級甚至0.1級，因此，與容積式流量計相比，差壓變送器計量結果更準確。雖然在小數量的油品出入庫時，由于分辨率的原因，測量的結果誤差較大，但在大數量的油品出入庫時，其較高的精度和較小的相對誤差，差壓變送器是其它計量手段所*的，特別適合月度、季度、年度的盤存。實踐表明其主要優點有：① 安裝維護簡單方便；② 讀數直觀直接明確，可直接讀出油品的庫存量；③ 免除了密度的測定和換算。
 

　　4 差壓變送器的注意問題
 

　?。?） 設計和安裝時應考慮油罐底部的取壓開孔盡可能放低，以消除溫度變化而造成的誤差，必要時引入溫度補償。
 

　?。?） 在油罐的罐體水平截面不等的情況下（如上小下大），要考慮補償措施。如二次表選用WP-H80系列液位-容量控制儀。
 

　?。?） 為達到一定精度，如油罐頂部裝有呼吸閥時，必須采用差壓變送器而不能采用壓力變送器。對敞口油罐或精度要求不高時，可直接采用壓力變送器以方便安裝。
 

　?。?） 二次表盡量采用智能表，可方便改變量程，實現溫度補償等。
 

　　差壓變送器是一種測量差壓值的差壓式變送器，用于測量液體、氣體或蒸汽的液位的差壓，然后將差壓信號轉變成4～20mA DC信號輸出。再通過顯示儀表將差壓值顯示出來。
 

　　差壓變送器在日常使用中的注意事項：
 

　　1：切勿用高于36V電壓加到變送器上，導致變送器損壞；
 

　　2：切勿用硬物碰觸膜片，導致隔離膜片損壞；
 

　　3：被測介質不允許結冰，否則將損傷傳感器元件隔離膜片，導致變送器損壞，必要時需對變送器進行溫度保護，以防結冰；
 

　　4：在測量蒸汽或其他高溫介質時，其溫度不應超過變送器使用時的極限溫度，高于變送器使用的極限溫度必須使用散熱裝置；
 

　　5：測量蒸汽或其他高溫介質時，應使用散熱管，使變送器和管道連在一起，并使用管道上的壓力傳至變壓器。當被測介質為水蒸氣時，散熱管中要注入適量的水，以防過熱蒸汽直接與變送器接觸，損壞傳感器；
 

　　6：在壓力傳輸過程中，應注意以下幾點，
 

　　a、變送器與散熱管連接處，切勿漏氣；
 

　　b、開始使用前，如果閥門是關閉的，則使用時，應該非常小心、緩慢地打開閥門，以免被測介質直接沖擊傳感器膜片，從而損壞傳感器膜片；
 

　　c、管路中必須保持暢通，管道中的沉積物會彈出，并損壞傳感器膜片；
 

　　電容式差壓變送器的工作原理：
 

　　MT3351系列電容式差壓變送器的被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件（即敏感元件）的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。MT3351系列差壓變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉換成與壓力成正比的信號。A/D轉換器將解調器的電流轉換成數字信號，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方，傳感器微調等運算，以及診斷和數字通信。
 

　　本微處理器中有16字節程序的RAM，并有三個16位計數器，其中之一執行A /D轉換。
 

　　D/A轉換器把微處理器來的并經校正過的數字信號微調數據，這些數據可用變送器軟件修改。數據貯存在EEPROM內，即使斷電也保存完整。

差壓變送器在應用中的故障診斷與分析

　　1. 調查法：回顧故障發生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、 誤操作、誤維修。
 

　　2. 直觀法：觀察回路的外部損傷、導壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關狀態等。
 

　　3. 檢測法：
 

　　1） 斷路檢測：將懷疑有故障的部分與其它部分分開來，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進下步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從表體上斷開，用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。
 

　　2） 短路檢測：在保證安全的情況下，將相關部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙側，觀察變送器輸出，以判斷導壓管路的堵、漏的連通性。
 

　　3） 替換檢測：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。
 

　　4）分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。
 

　　差壓變送器的選擇
 

　　差壓變送器是測量工藝管道或罐體中介質的壓力差，并且通過數據的轉換、開方將測量的差壓值轉換成電流信號輸出。選擇差壓變送器需要知道如下的參數：
 

　　1、差壓值
 

　　2、介質
 

　　3、介質的工作壓力
 

　　4、介質的工作溫度
 

　　5、是智能還是模擬