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壓力變送器在工業(yè)應(yīng)用控制中最全面的儀表知識(shí)
壓力變送器是工業(yè)中最為常用的一種傳感器,其廣泛運(yùn)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,壓力變送器是用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力,然后將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成4~20mADC信號(hào)輸出。
美安特今天為用戶介紹常用壓力變送器的原理及其運(yùn)用:
壓力變送器首要有電容式壓力變送器和松懈硅壓力變送器,陶瓷壓力變送器,應(yīng)變式壓力變送器等。壓力變送器根據(jù)測(cè)壓計(jì)劃可分紅通常壓力變送器(0.001MPa~35MPa)和微差壓變送器(0~1.5kPa),負(fù)壓壓力變送器三種。
壓力變送器的首要作用把壓力信號(hào)傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在核算機(jī)閃現(xiàn)壓力其原理大致是:將水壓這種壓力的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流(4-20mA)這么的電子信號(hào)壓力和電壓或電流大小成線性聯(lián)絡(luò),通常是正比聯(lián)絡(luò)。所以,壓力變送器輸出的電壓或電流隨壓力增大而增大由此得出一個(gè)壓力和電壓或電流的聯(lián)絡(luò)式壓力變送器的被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,低壓室壓力選用大氣壓或真空,作用在δ元(即活絡(luò)元件)的兩頭隔絕膜片上,通過(guò)隔絕片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩頭。
壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩頭絕緣片上的電極各構(gòu)成一個(gè)電容器。當(dāng)兩頭壓力不一致時(shí),致使測(cè)量膜片發(fā)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩頭電容量就不等,通過(guò)振動(dòng)和解調(diào)環(huán)節(jié)。
壓力變送器產(chǎn)品特點(diǎn):
標(biāo)準(zhǔn)螺紋引壓測(cè)量方法、全不銹鋼結(jié)構(gòu),防護(hù)等級(jí)IP68、測(cè)量精度高達(dá)0.1級(jí)、RS485、4~20mA輸出可選、聚氨酯專業(yè)電纜,耐高溫、耐腐蝕。
壓力變送器參數(shù):
測(cè)量介質(zhì):液體或氣體(對(duì)不銹鋼殼體無(wú)腐蝕)
量程:0-1MPa(延伸閱讀...溫度變送器)
精度等級(jí):0.1%FS、0.5%FS(可選)
安穩(wěn)功用:±0.05%FS/年;±0.1%FS/年
輸出信號(hào):RS485、4~20mA(可選)
過(guò)載才調(diào):150%FS
零點(diǎn)溫度系數(shù):±0.01%FS/℃
滿度溫度系數(shù):±0.02%FS/℃
防護(hù)等級(jí):IP68
環(huán)境溫度:-10℃~80℃
存儲(chǔ)溫度:-40℃~85℃
供電電源:9V~36VDC;
結(jié)構(gòu)材料:外殼:不銹鋼1Cr18Ni9Ti
密封圈:氟橡膠
膜片:不銹鋼316L
電纜:φ7.2mm聚氨酯專用電纜
壓力變送器自帶優(yōu)點(diǎn):
1、壓力變送器具有工作可靠、功用安穩(wěn)等特征;
2、專用V/I集成電路,外圍器件少,可靠性高,維護(hù)簡(jiǎn)略、輕松,體積小、重量輕,設(shè)備調(diào)試極為便當(dāng);
3、鋁合金壓鑄外殼,三端隔絕,靜電噴塑維護(hù)層,堅(jiān)固耐用;
4、4-20mADC二線制信號(hào)傳送,抗攪擾才調(diào)強(qiáng),傳輸距離遠(yuǎn);
5、LED、LCD、指針三種指示表頭,現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)十分便當(dāng)?捎糜跍y(cè)量粘稠、結(jié)晶和腐蝕性介質(zhì);
6、高精確度,高安穩(wěn)性。除進(jìn)口原裝傳感器已用激光批改外,對(duì)整機(jī)在運(yùn)用溫度計(jì)劃內(nèi)的歸納性溫度漂移、非線性進(jìn)行精細(xì)抵償。
工業(yè)進(jìn)程控制系統(tǒng)逐漸向具有雙向通訊和智能表面控制的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)方向翻開(kāi)。然后發(fā)生了新一代的智能壓力變送器,它們的首要特征如下:
1、自抵償功用如非線性、溫度差錯(cuò)、照顧時(shí)刻、噪聲和穿插感應(yīng)等。
2、自確診功用如在接通電源時(shí)進(jìn)行自檢,在工作中結(jié)束工作檢查。
3、微處理器和根柢傳感器之間具有雙向通訊的功用構(gòu)成閉環(huán)工作系統(tǒng)。
4、信息存儲(chǔ)和回想功用。
5、數(shù)字量輸出。
6、運(yùn)用被測(cè)介質(zhì)廣泛,可測(cè)油、水及與316不銹鋼和304不銹鋼兼容的糊狀物,具有一定的防腐才調(diào);
7、高精確度、高安穩(wěn)性、選用進(jìn)口原裝傳感器,線性好,溫度安穩(wěn)性高;
8、體積小、重量輕、設(shè)備、調(diào)試、運(yùn)用便當(dāng);
9、不銹鋼全封閉外殼,防水好;
10、壓力傳感器直接感測(cè)被測(cè)液位壓力,不受介質(zhì)起泡、堆積的影響。
根據(jù)以上介紹,智能壓力變送器的精度、安穩(wěn)性、重復(fù)性和可靠性都得到跋涉和改進(jìn)。
智能型壓力變送器首要分為帶協(xié)HART協(xié)議的和帶482或RS232接口的兩種類型。帶HART協(xié)議的智能壓力變送器是在仿照信號(hào)上迭加一個(gè)專用頻率信號(hào),結(jié)束仿照和數(shù)字一同進(jìn)行通訊。帶RS232或485口的智能壓力變送器內(nèi)部將仿照信號(hào)A/D變換通過(guò)微處理器核算由D/A輸出。
當(dāng)壓力直接作用在測(cè)量膜片的表面,使膜片發(fā)生纖細(xì)的形變,測(cè)量膜片上的高精度電路將這個(gè)纖細(xì)的形變變換變成與壓力成正比的高度線性、與鼓動(dòng)電壓也成正比的電壓信號(hào),然后選用專用芯片將這個(gè)電壓信號(hào)變換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-2OmA電流信號(hào)或許1-5V電壓信號(hào)。
由于測(cè)量膜片選用標(biāo)準(zhǔn)話集成電路,內(nèi)部包括線性及溫度抵償電路,所以可以做到高精度和高安穩(wěn)性,變送電路選用專用的兩線制芯片,可以保證輸出兩線制4-2OmA電流信號(hào),便當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)接線。
壓力變送器應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)合及選型要求須知:
1、變送器要測(cè)量什么樣的壓力:
先判定系統(tǒng)中要供認(rèn)測(cè)量壓力的最大值,通常而言,需求選擇一個(gè)具有比最大值還要大1.5倍支配的壓力量程的變送器。這首要是在許多系統(tǒng),格外是水壓測(cè)量和加工處理中,有峰值和繼續(xù)不規(guī)則的上下不堅(jiān)決,這種霎時(shí)刻的峰值能損壞壓力傳感器,但是,由于這么做會(huì)精度降低。所以,可以用一個(gè)緩沖器來(lái)降低壓力毛刺,但這么會(huì)降低傳感器的照顧速度。所以在選擇變送器時(shí),要充分考慮壓力計(jì)劃,精度與其安穩(wěn)性。
2、什么樣的壓力介質(zhì):
要考慮的是壓力變送器所測(cè)量的介質(zhì),黏性液體、泥漿會(huì)堵上壓力接口,溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會(huì)不會(huì)損壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。通常的壓力變送器的接觸介質(zhì)有些的材料選用的是316不銹鋼,假定介質(zhì)對(duì)316不銹鋼沒(méi)有腐蝕性,那么根柢上一切的壓力變送器都合適對(duì)介質(zhì)壓力的測(cè)量;假定介質(zhì)對(duì)316不銹鋼有腐蝕性,那么就要選用化學(xué)密封,這么不光起到可以測(cè)量介質(zhì)的壓力,也可以有用的阻撓介質(zhì)與壓力變送器的接液有些的接觸,然后起到維護(hù)壓力變送器,延長(zhǎng)了壓力變送器的壽數(shù).
3、變送器需求多大的精度:選擇精度的有:非線性、遲滯性、非重復(fù)性、溫度、零點(diǎn)偏置刻度、溫度的影響,精度越高,報(bào)價(jià)也就越高。每一種電子式的測(cè)量計(jì)都會(huì)有精度差錯(cuò),但是由于各個(gè)國(guó)家所標(biāo)的精度等級(jí)是不一樣的。
4、變送器的溫度計(jì)劃:
通常一個(gè)變送器會(huì)標(biāo)定兩個(gè)溫度計(jì)劃,即正常操作的溫度計(jì)劃和溫度可抵償?shù)挠?jì)劃。正常操作溫度計(jì)劃是指變送器在工作情況下不被損壞的時(shí)分的溫度計(jì)劃,在超出溫度補(bǔ)計(jì)劃時(shí),或許會(huì)達(dá)不到其運(yùn)用的功用方針。溫度抵償計(jì)劃是一個(gè)比操作溫度計(jì)劃小的典型計(jì)劃。在這個(gè)計(jì)劃內(nèi)工作,變送器一定會(huì)抵達(dá)其應(yīng)有的功用方針。溫度變從兩方面影響著其輸出,一是零點(diǎn)漂移;二是影響滿量程輸出。如:滿量程的+/-X%/℃,讀數(shù)的+/-X%/℃,在超出溫度計(jì)劃時(shí)滿量程的+/-X%,在溫度抵償計(jì)劃內(nèi)時(shí)讀數(shù)的+/-X%,假定沒(méi)有這些參數(shù),會(huì)導(dǎo)至在運(yùn)用中的不判定性。變送器輸出的改動(dòng)到度是由壓力改動(dòng)致使的,仍是由溫度改動(dòng)致使的。(延伸閱讀...溫度變送器)
5、需求得到如何的輸出信號(hào):
mV、V、mA及頻率輸出數(shù)字輸出,選擇如何的輸出取決于多種要素,包括變送器與系統(tǒng)控制器或閃現(xiàn)器間的距離,是不是存在“噪聲”或其他電子攪擾信號(hào)。是不是需求拓寬器,拓寬器的方位等。對(duì)于許多變送器和控制器間距離較短的OEM設(shè)備,選用mA輸出的變送器最為經(jīng)濟(jì)而有用的解決方法,假定需求將輸出信號(hào)拓寬,最佳選用具有內(nèi)置拓寬的變送器。對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸出或存在較強(qiáng)的電子攪擾信號(hào),最佳選用mA級(jí)輸出或頻率輸出。假定在RFI或EMI方針很高的環(huán)境中,除了要留意到要選擇mA或頻率輸出外,還要考慮到格外的維護(hù)或過(guò)濾器。
6、選擇如何的勵(lì)磁電壓:
輸出信號(hào)的類型選擇選擇如何的勵(lì)磁電壓。許多拓寬變送器有內(nèi)置的電壓調(diào)度設(shè)備,可以得到的一個(gè)工作電壓選擇是不是選用帶有調(diào)度器的傳感器,選擇傳送器時(shí)要?dú)w納考慮工作電壓與系統(tǒng)造價(jià)。
7、是不是需求具有互換性的變送器:
判定所需的變送器是不是可以習(xí)氣多個(gè)運(yùn)用系統(tǒng)。通常來(lái)講,這一點(diǎn)很首要。格外是對(duì)于OEM產(chǎn)品,一旦將產(chǎn)品送到客戶手中,那么客戶用來(lái)校準(zhǔn)的花銷是相當(dāng)大的。假定產(chǎn)品具有超卓的互換性,那么即使是改動(dòng)所用的變送器,也不會(huì)影響悉數(shù)系統(tǒng)的作用。
8、變送器超時(shí)工作后需求堅(jiān)持安穩(wěn)度:大有些變送器在通過(guò)超時(shí)工作后會(huì)發(fā)生“漂移”,因此很有必要在收買前了解變送器的安穩(wěn)度,這種預(yù)先的工作能減少將來(lái)運(yùn)用中會(huì)出現(xiàn)的各種費(fèi)事。
9、變送器的封裝:
變送器的封裝,格外通常簡(jiǎn)略忽略是它的機(jī)架,但是這一點(diǎn)在往后運(yùn)用中會(huì)逐漸暴露出其缺點(diǎn)。在選購(gòu)傳送器傳一定要考慮到將來(lái)變送器的工作環(huán)境,濕度如何,如何設(shè)備變送器,會(huì)不會(huì)有劇烈的碰擊或振動(dòng)等。
10、在變送器與其它電子設(shè)備間選用如何的聯(lián)接:
是不是需求選用短距離聯(lián)接,假定選用長(zhǎng)距離聯(lián)接,是不是需求選用一個(gè)聯(lián)接器。在設(shè)備運(yùn)用壓力變送器前應(yīng)詳細(xì)閱讀產(chǎn)品樣本及運(yùn)用說(shuō)明書(shū),設(shè)備時(shí)壓力接口不能泄露,保證量程及接線精確。
壓力傳感器及變送器的外殼通常需接地,信號(hào)電纜線不得與動(dòng)力電纜混合鋪設(shè),傳感器及變送器周圍應(yīng)防止有強(qiáng)電磁攪擾。
1、檢查設(shè)備孔的標(biāo)準(zhǔn):假定設(shè)備孔的標(biāo)準(zhǔn)不合適,傳感器在設(shè)備進(jìn)程中,其螺紋有些就很簡(jiǎn)略遭到磨損。這不只會(huì)影響設(shè)備的密封功用,并且使壓力傳感器不能充分表現(xiàn)作用,甚至還或許發(fā)生安全隱患。只需合適的設(shè)備孔才調(diào)夠防止螺紋的磨損(螺紋工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1/2-20UNF2B),通?梢赃x用設(shè)備孔測(cè)量?jī)x對(duì)設(shè)備孔進(jìn)行檢查,以做出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
2、堅(jiān)持設(shè)備孔的清潔:堅(jiān)持設(shè)備孔的清潔并防止熔料堵塞對(duì)保證設(shè)備的正常工作來(lái)說(shuō)十分首要。在擠出機(jī)被清潔之前,一切的壓力傳感器都應(yīng)當(dāng)從機(jī)筒上撤消以防止損壞。在撤消傳感器時(shí),熔料有或許流入到設(shè)備孔中并硬化,假定這些剩余的熔料沒(méi)有被去掉,當(dāng)再次設(shè)備傳感器時(shí)就或許構(gòu)成其頂部受損。清潔工具包可以將這些熔料剩余物去掉。但是,重復(fù)的清潔進(jìn)程有或許加深設(shè)備孔對(duì)傳感器構(gòu)成的損壞。假定這種情況發(fā)生,就應(yīng)當(dāng)選用方法來(lái)添加傳感器在設(shè)備孔中的方位。
3、選擇恰當(dāng)?shù)姆轿唬寒?dāng)壓力傳感器的設(shè)備方位太接近出產(chǎn)線的上游時(shí),未熔融的物料或許會(huì)磨損傳感器的頂部;假定傳感器被設(shè)備在太靠后的方位,在傳感器和螺桿行程之間或許會(huì)發(fā)生熔融物料的阻滯區(qū),熔料在那里有或許發(fā)生降解,壓力信號(hào)也或許傳遞失真;假定傳感器過(guò)于深化機(jī)筒,螺桿有或許在旋轉(zhuǎn)進(jìn)程中觸碰到傳感器的頂部而構(gòu)成其損壞。通常來(lái)說(shuō),傳感器可以坐落濾網(wǎng)前面的機(jī)筒上、熔體泵的前后或許模具中。
4、細(xì)心清潔;在運(yùn)用鋼絲刷或許格外化合物對(duì)擠出機(jī)機(jī)筒進(jìn)行清潔前,應(yīng)當(dāng)將一切的傳感器都拆開(kāi)下來(lái)。由于這兩種清潔方法都或許會(huì)構(gòu)成傳感器的顫抖膜受損。當(dāng)機(jī)筒被加熱時(shí),也應(yīng)當(dāng)將傳感器拆開(kāi)下來(lái)并運(yùn)用不會(huì)發(fā)生磨損的軟布來(lái)擦洗其頂部,一同傳感器的孔洞也需求用清潔的鉆孔機(jī)和導(dǎo)套收拾潔凈。
5、堅(jiān)持單調(diào):雖然傳感器的電路計(jì)劃可以飽嘗嚴(yán)苛的擠出加工環(huán)境,但是大都傳感器也不能一定防水,在濕潤(rùn)的環(huán)境下也倒運(yùn)于正常工作。因此,需求保證擠出機(jī)機(jī)筒的水冷設(shè)備中的水不會(huì)滲漏,不然會(huì)對(duì)傳感器構(gòu)成倒運(yùn)影響。假定傳感器不得不暴露在水中或濕潤(rùn)的環(huán)境下,就要選擇具有極強(qiáng)防水性的格外傳感器。
6、防止低溫?cái)嚁_:在擠出出產(chǎn)進(jìn)程中,對(duì)于塑料材料而言,從固體到熔融情況應(yīng)當(dāng)具有滿意的“滲透時(shí)刻”。假定擠出機(jī)在開(kāi)端進(jìn)行出產(chǎn)前還沒(méi)有抵達(dá)操作溫度,那么傳感器和擠出機(jī)都會(huì)遭到一定程度的損壞。其他,假定傳感器從冷的擠出機(jī)上被撤消,材料就或許粘附在傳感器頂部致使顫抖膜的損壞。因此,在撤消傳感器之前,應(yīng)供認(rèn)機(jī)筒的溫度滿意高,機(jī)筒內(nèi)部的物料處于軟化情況下。
7、防止壓力過(guò)載:即使壓力傳感器測(cè)壓計(jì)劃的過(guò)載計(jì)劃最高可以抵達(dá)50%(超出最許多程的比率),從設(shè)備工作的安全視點(diǎn)考慮也應(yīng)當(dāng)盡量防止冒險(xiǎn),最佳選擇被測(cè)壓力處于量程計(jì)劃以內(nèi)的傳感器。在通常情況下,所選傳感器的最佳量程應(yīng)當(dāng)是被測(cè)壓力的2倍,這么即使擠出機(jī)在極高的壓力下工作,也能防止壓力傳感器遭到損壞。壓力變送器懇求每周檢查一次,每個(gè)月查驗(yàn)一次,首要是根除儀器內(nèi)的塵土,對(duì)電器元件細(xì)心檢查,對(duì)輸出的電流值要常常校對(duì),壓力變送器內(nèi)部是弱電,一定要同外界強(qiáng)電離隔。
壓力傳感器運(yùn)用過(guò)程中應(yīng)注意下面幾點(diǎn)情況:
1、防止變送器與腐蝕性或過(guò)熱的介質(zhì)接觸;
2、防止剩余在導(dǎo)管內(nèi)堆積;
3、測(cè)量液體壓力時(shí),取壓口應(yīng)開(kāi)在流程管道周圍面,以防止堆積積渣;
4、測(cè)量氣體壓力時(shí),取壓口應(yīng)開(kāi)在流程管道頂端,并且變送器也應(yīng)設(shè)備在流程管道上部,以便堆集的液體簡(jiǎn)略寫(xiě)入流程管道中;
5、導(dǎo)壓管應(yīng)設(shè)備在溫度不堅(jiān)決小的本地;
6、測(cè)量蒸汽或其它高溫介質(zhì)時(shí),需接加緩沖管(盤(pán)管)等冷凝器,不應(yīng)使變送器的工作溫度跨過(guò)極限;
7、冬季發(fā)生冰凍時(shí),設(shè)備在室外的變送器必需選用防凍方法,防止引壓口內(nèi)的液體因結(jié)冰體積脹大,導(dǎo)至傳感器損壞;
8、測(cè)量液體壓力時(shí),變送器的設(shè)備方位應(yīng)防止液體的沖擊(水錘現(xiàn)象),防止傳感器過(guò)壓損壞;
9、接線時(shí),將電纜穿過(guò)防水接頭(附件)或繞性管并擰緊密封螺帽,以防雨水等通過(guò)電纜滲漏進(jìn)變送器殼體內(nèi)。
壓力變送器是直接與被測(cè)介質(zhì)相接觸的現(xiàn)場(chǎng)表面,常常在高溫低溫腐蝕振動(dòng)沖擊等環(huán)境中工作。在石油、化工、電力、鋼鐵、輕工等工作的壓力測(cè)量及現(xiàn)場(chǎng)控制中運(yùn)用十分廣泛!
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