差壓變送器工作原理及應用

差壓變送器是一種典型的自平衡檢測儀表，它利用負反饋的工作原理克服元件材料、加工工藝等不利因素的影響。

1.什么是壓力

    在區(qū)域上施加力時會產生壓力。這意味著我們可以通過增加力或減小面積來增加壓力。我們也傾向于考慮重量方面的力（如果重力是恒定的，這只是真的）。例如，由重力作用在1英寸×1英寸（1平方英寸）上的1磅重量產生的力將產生1磅/平方英寸的壓力，這通常寫為1Psi（1磅/平方英寸）。如果相同的1lb僅向一半?yún)^(qū)域施加力，我們實際上會說壓力等于2 Psi。在我們的日常工作中，我們可以將汽車輪胎泵送至26 Psi。我們還會遇到天氣（或大氣壓力）的壓力。這可以被認為是我們頭上大氣層的力量。隨著大氣壓力的變化，天氣也會變化。高壓通常表示晴天，而低壓則產生陰天。如果我們回頭看一下我們的汽車輪胎，就會有兩個壓力作用在輪胎壁上。輪胎外側的氣壓壓力和輪胎上升時我們在壓力表上讀取的壓力。

2.有哪些不同類型的壓力測量

使用上面的例子，我們可以說明3種類型的壓力測量。

(1）表壓 - （輪胎中的壓力）或（壓力與大氣壓之間的差值）

(2）壓力 - （組合的大氣壓和輪胎壓力）

(3）壓差 - （任意兩個測量壓力之間的差值）

但它們都是相互關聯(lián)的

(a）壓力表參考大氣壓力測量。

    測量大氣壓力與輪胎之間差異的壓力測量稱為表壓。為避免混淆，我們通常將“g”添加到測量單位，例如。每平方英寸磅（Psig）。
 

    測量表壓的所有壓力表，傳感器，傳感器和變送器實際上測量了大氣壓力與待測壓力之間的差異。

(b）參考真空測量壓力。

    在一些應用中，大氣壓的變化可能是重要的。在這種情況下，我們可以測量真空和輪胎之間的差異。這被稱為壓力測量并且具有將大氣壓力加到輪胎壓力上的效果。所以壓力等于表壓和大氣壓。
 

(c）參考特定的參考壓力不測量差壓。

    與儀表或壓力變送器不同，差壓變送器不會嘗試固定參考。重要的是，差異的增加可能是增加一個壓力或減少另一個壓力的結果。  如果P1變小或者如果P2變大，則會出現(xiàn)壓差的增加。以類似的方式，如果P1變大或者如果P2變小，則會發(fā)生壓差的降低。差壓測量不關心兩個壓力中的較低者是否處于真空，大氣壓或一些其他壓力。它只關心兩者之間的差異。
 

    建立差壓測量的基礎。并非所有測量壓差的差壓變送器，儀表，傳感器和傳感器實際上都測量了兩個壓力之間的差異。一些設備試圖測量兩個表壓，然后在數(shù)學上計算差異。我們認為這種方法存在缺陷，因為它包含四種壓力測量的不確定性。

3.在哪里使用差壓（DP）測量

    差壓測量主要用于家庭和工業(yè)應用。它通常是其他測量的基礎，如流量，液位，密度，粘度甚至溫度。常見的是水平和流量。DP流量測量是差壓變送器常見的應用之一。通過在流體流過管道時測量流體壓力的差異，可以計算流速。差壓流量計具有主要和次要元件。一般而言，主要元件設計成隨著流量增加而產生壓力差。有許多不同類型的主要元素，常見的是孔板，文丘里管，流動噴嘴和皮托管。流量計的次要元件是差壓變送器。它旨在盡可能準確地測量主要元件產生的壓差。特別重要的是，差壓測量不受流體壓力，溫度或諸如環(huán)境溫度的其他性質的變化的影響。一個好的dp變送器將確保測量壓差，與其他變化參數(shù)無關，并可靠地傳輸信號以表示壓差。在dp流發(fā)射器的情況下，輸出信號還可以包括平方根提取。雖然這些日子通常在Dcs系統(tǒng)的流量計算機中進行此功能。來自和工業(yè)DP變送器的輸出信號可能是4-20mA，但它也可能包括數(shù)字通信，如HART，Profibusm現(xiàn)場總線，Modbus 485 RTU或許多其他通信協(xié)議之一。目的是提供用于傳輸?shù)竭h程過程控制儀器的電信號。
 

    現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了差壓是什么以及如何使用我們現(xiàn)在可以將注意力集中在差壓變送器本身上。

4.什么是差壓變送器

    常見和有用的工業(yè)壓力測量儀表是差壓變送器。該設備將檢測兩個端口之間的壓力差，并參考校準的壓力范圍產生輸出信號。工業(yè)差壓變送器由兩個外殼組成。壓力傳感元件安裝在下半部分，電子元件安裝在上半部分。它將有兩個標記為“高”和“低”的壓力端口。口始終處于高壓狀態(tài)，低端口始終處于低壓狀態(tài)，這不是強制性的。該標記與端口對輸出信號的影響有關。

5.差壓變送器結構

差壓變送器有三個功能部件。

(a）直接壓力傳感元件（位于下殼體內）。
 

大多數(shù)工業(yè)DP變送器都配有隔膜作為壓力傳感元件。該隔膜是一種機械裝置。它位于兩個壓力入口之間。隔膜將通過施加的壓力偏轉。該偏轉被轉換成電信號。這通常由傳感器完成。常用的傳感器是（a）應變計（b）差動電容（c）振弦。傳感器輸出與施加的壓力成比例。

(b）電子單元：傳感器在下腔室產生的電信號僅在毫伏范圍內。
 

該信號將被放大到0-5V或0-10V范圍，或者被轉換為4-20mA，以便向前傳輸?shù)竭h程儀器。該上殼體是DP發(fā)射器的發(fā)射器部分，其容納電子單元。
 

(c）2線4-20mA電流發(fā)送器
 

產生直流輸出電流，該電流與差壓變送器的壓力范圍成正比。較低范圍為4mA，上限為20mA。該受控電流輸出不受負載阻抗變化和電源電壓波動的影響。該4-20mA輸出與BRAIN或HART FSK協(xié)議的數(shù)字通信疊加。

6.差壓變送器的工業(yè)應用：
 

(a）陸上，海上和海底應用中的石油和天然氣流量計量。
 

(b）水和污水處理廠。它主要用于監(jiān)控這些工廠的過濾器。
 

(c）它用于監(jiān)控噴水滅火系統(tǒng)。
 

(d）用于蒸汽或熱水的加熱系統(tǒng)的遙感。
 

(e）可以監(jiān)控閥門上的壓降。
 

(f）泵控制監(jiān)控。