壓力/差壓變送器(qì)的應用及選型
日期：2024-07-16 17:22
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摘要：
壓力/差壓變送器(qì)的應用及選型
原理(lǐ)
壓力/差壓變送器(qì)介紹
差壓變送器(qì)除了測量兩個(gè)被測量壓力的差壓值外，它還(hái)可(kě)以配合各種節流元件來(lái)測量流量，可(kě)以直接測量受壓容器(qì)的液位和(hé)常壓容器(qì)的液位以及壓力和(hé)負壓。
在諸類儀表中，變送器(qì)的應用*廣泛、*普遍，變送器(qì)大(dà)體(tǐ)分為(wèi)壓力變送器(qì)和(hé)差壓變送器(qì)。變送器(qì)常用來(lái)測量壓力、差壓、真空(kōng)、液位、流量和(hé)密度等。變送器(qì)有(yǒu)兩線制(zhì)、三線制(zhì)和(hé)四線制(zhì)之分，兩線制(zhì)變送器(qì)尤多(duō)。有(yǒu)智能和(hé)非智能之分，智能變送器(qì)漸多(duō)。有(yǒu)氣動和(hé)電(diàn)動之分，電(diàn)動變送器(qì)居多(duō)。另外，按應用場(chǎng)合有(yǒu)本安型和(hé)隔爆型之分。按應用工況變送器(qì)的主要種類如下：
低(dī)（微）壓/低(dī)差壓變送器(qì)
中壓/中差壓變送器(qì)
高(gāo)壓/高(gāo)差壓變送器(qì)
絕壓/真空(kōng)/負壓差壓變送器(qì)
高(gāo)溫/壓力、差壓變送器(qì)
耐腐蝕/壓力、差壓變送器(qì)
易結晶/壓力、差壓變送器(qì)
變送器(qì)的選型通(tōng)常根據安裝條件、環境條件、儀表性能、經濟性和(hé)應用介質等方面考慮。實際運用中分為(wèi)直接測量和(hé)間(jiān)接測量；其用途有(yǒu)過程測量、過程控制(zhì)和(hé)裝置聯鎖。常見的變送器(qì)有(yǒu)普通(tōng)壓力變送器(qì)、差壓變送器(qì)、單法蘭變送器(qì)、雙法蘭變送器(qì)、插入式法蘭變送器(qì)等。
壓力變送器(qì)和(hé)差壓變送器(qì)單從名詞上(shàng)講測量的是壓力和(hé)兩個(gè)壓力的差，但(dàn)它們間(jiān)接測量的參數(shù)是有(yǒu)很(hěn)多(duō)的。如壓力變送器(qì)，除測量壓力外，它還(hái)可(kě)以測量設備內(nèi)的液位。在常壓容器(qì)測量液位時(shí)，需用一台壓變即可(kě)。當測量受壓容器(qì)液位時(shí)，可(kě)用兩台壓變，即測量下限一台，測量上(shàng)限一台，它們的輸出信号可(kě)進行(xíng)減法運算(suàn)，即可(kě)測出液位，一般選用差壓變送器(qì)。在容器(qì)內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還(hái)可(kě)以用來(lái)測量介質的密度。壓力變送器(qì)的測量範圍可(kě)以做(zuò)的很(hěn)寬，從絕壓0開(kāi)始可(kě)以到100MPa（一般情況）。
從壓力和(hé)差壓變送器(qì)制(zhì)作(zuò)的結構上(shàng)來(lái)分有(yǒu)普通(tōng)型和(hé)隔離型。普通(tōng)型的測量膜盒為(wèi)一個(gè)，它直接感受被測介質的壓力和(hé)差壓；隔離型的測量膜盒接受到的是一種穩定液（一般為(wèi)矽油）的壓力，而這種穩定液是被密封在兩個(gè)膜片中間(jiān)，接受被測壓力的膜片為(wèi)外膜片。原普通(tōng)型膜盒的膜片為(wèi)內(nèi)膜片，當外膜片上(shàng)接受壓力信号時(shí)通(tōng)過矽油的傳遞原封不動的将外膜片的壓力傳遞到了普通(tōng)膜盒上(shàng)，測出了外膜片所感受的壓力。
隔離型變送器(qì)主要是針對特殊的被測量介質使用的，如被測介質離開(kāi)設備後會(huì)産生(shēng)結晶，而使用普通(tōng)型變送器(qì)需要取出介質，會(huì)将導壓管和(hé)膜盒室堵塞使其不能正常工作(zuò)，所以必須選用隔離型。隔離型通(tōng)常作(zuò)成法蘭式安裝，即在被測設備上(shàng)開(kāi)口加法蘭使變送器(qì)安裝後它的感應膜片是設備壁的一部分，這樣它不會(huì)取出被測介質，一般不會(huì)造成結晶堵塞。
當被測介質需求結晶溫度較高(gāo)時(shí)，可(kě)選用将膜片凸出的結構，這樣可(kě)将傳感膜片插入到設備內(nèi)部，從而感應到的介質溫度不會(huì)降低(dī)，這樣測量是有(yǒu)保障的，即選用插入式法蘭變送器(qì)。
隔離型變送器(qì)有(yǒu)遠傳型和(hé)一體(tǐ)型。遠傳型即外膜盒與測量膜盒之間(jiān)用加強毛細管連接，一般毛細管為(wèi)3～5米，這樣外膜盒裝在設備上(shàng)，內(nèi)膜盒及變送器(qì)可(kě)以安裝在便于維護的支架上(shàng)；另一種形式是外膜盒與變送器(qì)作(zuò)成一體(tǐ)直接由法蘭安裝在設備上(shàng)。對于隔離型壓力變送器(qì)它還(hái)可(kě)以作(zuò)成螺紋連接型，即外膜盒或外彈性元件可(kě)在安裝螺紋的前面，隻要在被測設備上(shàng)焊接上(shàng)內(nèi)螺紋凸台，便可(kě)将變送器(qì)直接擰到設備上(shàng)，安裝非常方便。
隔離型壓力/差壓變送器(qì)的制(zhì)作(zuò)複雜，材質要求高(gāo)，所以它的價格通(tōng)常是普通(tōng)型的3倍。
選型原則
在壓力/差壓變送器(qì)的選用上(shàng)主要依據：以被測介質的性質指标為(wèi)準，以節約資金、便于安裝和(hé)維護為(wèi)參考。如被測介質為(wèi)高(gāo)黏度易結晶強腐蝕的場(chǎng)合，必須選用隔離型變送器(qì)。
在選型時(shí)要考慮它的介質對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質，否則使用後很(hěn)短(duǎn)時(shí)間(jiān)就會(huì)将外膜片腐蝕壞，法蘭也會(huì)被腐蝕壞造成設備和(hé)人(rén)身事故，所以材質選擇非常重要。變送器(qì)的膜盒材質有(yǒu)普通(tōng)不鏽鋼、304不鏽鋼、316L不鏽鋼、钽膜盒材質等。
在選型時(shí)要考慮被測介質的溫度，如果溫度高(gāo)一般為(wèi)200℃～400℃，要選用高(gāo)溫型，否則矽油會(huì)産生(shēng)汽化膨脹，使測量不準。
在選型時(shí)要考慮設備工作(zuò)壓力等級，變送器(qì)的壓力等級必須與應用場(chǎng)合相符合。從經濟角度上(shàng)講，外膜盒及插入部分材質比較合适，但(dàn)連接法蘭可(kě)以選用碳鋼、鍍鉻，這樣會(huì)節約很(hěn)多(duō)資金。
隔離型壓力變送器(qì)選用*好是選用螺紋連接形式的，這樣既節約資金安裝又方便。
對于普通(tōng)壓力和(hé)差壓變送器(qì)選型，也要考慮被測介質的腐蝕性問題，但(dàn)使用的介質溫度可(kě)以不考慮，因為(wèi)普通(tōng)型壓變是引壓到表內(nèi)，長期工作(zuò)溫度為(wèi)常溫，但(dàn)普通(tōng)型使用的維護量要比隔離型大(dà)。首先是保溫問題，在北方冬季零下，導壓管會(huì)結冰，變送器(qì)無法工作(zuò)甚至損壞，這就需要增加伴熱和(hé)保溫箱等。
從經濟角度上(shàng)來(lái)講，選用變送器(qì)時(shí)，隻要不是易結晶介質都可(kě)以采用普通(tōng)型變送器(qì)，而且對于低(dī)壓易結晶介質也可(kě)以加吹掃介質來(lái)間(jiān)接測量（隻要工藝允許用吹掃液或氣），應用普通(tōng)型變送器(qì)就是要求維護人(rén)員多(duō)進行(xíng)定時(shí)檢查，包括各種導壓管是否洩漏、吹掃介質是否正常、保溫是否良好等，隻要維護好，大(dà)量使用普通(tōng)型變送器(qì)一次性投資會(huì)節約很(hěn)多(duō)。
從選用變送器(qì)測量範圍上(shàng)來(lái)說，一般變送器(qì)都具有(yǒu)一定的量程可(kě)調範圍，*好将使用的量程範圍設在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會(huì)有(yǒu)保證，對于微差壓變送器(qì)來(lái)說更是重要。實踐中有(yǒu)些(xiē)應用場(chǎng)合（液位測量）需要對變送器(qì)的測量範圍遷移，根據現場(chǎng)安裝位置計(jì)算(suàn)出測量範圍和(hé)遷移量，遷移有(yǒu)正遷移和(hé)負遷移之分。
目前，智能變送器(qì)已相當普及，它的特點是精度高(gāo)、可(kě)調範圍大(dà)，而且調整非常方便、穩定性好，選型時(shí)應多(duō)考慮。川儀橫河(hé)EJA、北京遠東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等，使用都非常可(kě)靠。
按照設計(jì)規範，在工程設計(jì)選型中，究竟采用氣動變送器(qì)還(hái)是電(diàn)動變送器(qì)，因其各有(yǒu)特長，應該根據裝置的具體(tǐ)條件進行(xíng)綜合考慮和(hé)分析。以下幾點可(kě)供選用時(shí)參考：
集中操作(zuò)程度；
是否與DCS計(jì)算(suàn)機相操作(zuò)配合；
響應速度；
經濟性；
可(kě)靠性及使用維護方面；
**性（防爆、停電(diàn)、氣源故障等）；
環境條件及傳輸距離。
一般來(lái)說，下列條件以選用氣動儀表為(wèi)宜：
自變送器(qì)至顯示調節儀表間(jiān)的距離較短(duǎn)，通(tōng)常以不超過150m較為(wèi)合适；
工藝物料是易燃易爆介質及相對濕度很(hěn)大(dà)的場(chǎng)合；
要求儀表投資少(shǎo)；
一般中小(xiǎo)型企業要求易維修，經濟可(kě)靠；
在以電(diàn)動儀表為(wèi)主的大(dà)型裝置裏，有(yǒu)些(xiē)現場(chǎng)就地調節回路不要求引入中央控制(zhì)室集中操作(zuò)。
下列條件以選擇電(diàn)動儀表為(wèi)宜：
變送器(qì)至顯示調節單元間(jiān)的距離超過150m以上(shàng)；
大(dà)型企業要求高(gāo)度集中管理(lǐ)的中央控制(zhì)；
設置有(yǒu)DCS計(jì)算(suàn)機進行(xíng)控制(zhì)及管理(lǐ)的對象；
要求響應速度快，信息處理(lǐ)及運算(suàn)複雜的場(chǎng)合。
實際中，在現代化生(shēng)産裝置中都是發揮它們各自的特點進行(xíng)混合選用的。
差壓變送器(qì)的選型
差壓變送器(qì)根據以下幾點選型：
（1） 測量範圍、需要的精度及測量功能；
（2） 測量儀表面對的環境，如石油化工的工業環境，有(yǒu)可(kě)燃（有(yǒu)毒）和(hé)爆炸危險氣氛的存在，有(yǒu)較高(gāo)的環境溫度等；
（3） 被測介質的物理(lǐ)化學性質和(hé)狀态，如強酸、強堿、粘稠、易凝固結晶和(hé)氣化等工況；
（4） 操作(zuò)條件的變化，如介質溫度、壓力、濃度的變化。有(yǒu)時(shí)還(hái)要考慮到從開(kāi)車(chē)到參數(shù)達到正常生(shēng)産時(shí)，氣相和(hé)液相濃度和(hé)密度的變化；
（5） 被測對象容器(qì)的結構、形狀、尺寸、容器(qì)內(nèi)的設備附件及各種進出口料管口都要考慮，如塔、溶液槽、反應器(qì)、鍋爐汽包、立罐、球罐等；
（6） 其他要求，如環保及衛生(shēng)等要求；
（7） 工程儀表選型要有(yǒu)統一的考慮，要求盡可(kě)能地減少(shǎo)品種規格，減少(shǎo)備品備件，以利管理(lǐ)；
（8） 工藝**商的具體(tǐ)要求。
（9） 實際的工藝情況：
①考慮被測對象是屬于哪一類設備。如槽、罐類，槽的容積較小(xiǎo)，測量範圍不會(huì)太大(dà)，罐的容積較大(dà)，測量範圍可(kě)能較大(dà)；
②要看介質的物化性質及潔淨程度，優選常規的差壓式變送器(qì)及浮筒式液位變送器(qì)，還(hái)要對接觸介質部分的材質進行(xíng)選擇；
③對有(yǒu)些(xiē)懸浮物、泡沫等介質可(kě)用單法蘭式差壓變送器(qì)。有(yǒu)些(xiē)易析出、易結晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器(qì)；
④對高(gāo)黏度的介質的液位及高(gāo)壓設備的液位，由于設備無法開(kāi)孔，可(kě)選用放射液位計(jì)來(lái)測量；
⑤除了測量方法上(shàng)和(hé)技(jì)術(shù)上(shàng)問題外，還(hái)有(yǒu)儀表投資問題。
綜上(shàng)所述，變送器(qì)的選型，從技(jì)術(shù)上(shàng)要可(kě)行(xíng)，經濟上(shàng)要合理(lǐ)，管理(lǐ)上(shàng)要方便。
壓力表的選型
（1） 量程選擇
在測穩定壓力時(shí)，一般壓力表*大(dà)量程選擇接近或大(dà)于正常壓力測量值的1.5倍；
在測脈動壓力時(shí)，一般壓力表*大(dà)量程選擇接近或大(dà)于正常壓力測量值的2倍；
在測機泵出口壓力時(shí)，一般壓力表*大(dà)量程選擇接近機泵出口*大(dà)壓力值；
在測高(gāo)壓壓力時(shí)，一般壓力表*大(dà)量程選擇應大(dà)于*大(dà)壓力測量值的1.7倍；
為(wèi)了保證壓力測量精度，*小(xiǎo)壓力測量值應高(gāo)于壓力表測量量程的1/3。
（2） 型式選擇
測壓>0.4MPa時(shí)，可(kě)選用彈簧管壓力表；
測壓<0.04MPa時(shí)，可(kě)選用波紋管和(hé)膜盒壓力表；
測粘稠、易結晶、腐蝕性、含固體(tǐ)顆粒的場(chǎng)合，可(kě)采用膜片壓力表或附帶化學密封裝置；
測蒸汽或高(gāo)于60℃的介質壓力測量應選擇不鏽鋼壓力表或安裝冷凝圈；
脈動壓力測量應附加阻尼器(qì)或耐震壓力表；
測含有(yǒu)粉塵氣體(tǐ)時(shí)應設置除塵器(qì)；
測含有(yǒu)液體(tǐ)的氣體(tǐ)壓力時(shí)應設置氣液分離器(qì)；
測某些(xiē)化工介質應選用專用壓力表：對含氨介質壓力測量采用氨用壓力表，對含氧氣壓力測量采用氧氣壓力表，對乙炔壓力測量采用乙炔壓力表，對含硫介質壓力采用抗硫壓力表；
高(gāo)壓壓力表（大(dà)于10MPa）應有(yǒu)洩壓**設施。
壓力變送器(qì)的選型方法
從物理(lǐ)學角度看，任何一個(gè)物體(tǐ)上(shàng)受到的壓力都應包括大(dà)氣壓力和(hé)被測介質的壓力（一般稱為(wèi)表壓）兩部分。作(zuò)用在被測物體(tǐ)上(shàng)這兩部分壓力總和(hé)稱為(wèi)**壓力。
P絕 = P表 + 大(dà)氣壓
測量**壓力的儀表稱為(wèi)絕壓表。對于普通(tōng)的工業壓力表測量的都是表壓值，也就是**壓力與大(dà)氣壓的壓差值。當**壓力大(dà)于大(dà)氣壓值時(shí)測得(de)的表壓值為(wèi)正值，稱為(wèi)正表壓；當**壓力小(xiǎo)于大(dà)氣壓值時(shí)測得(de)的表壓值為(wèi)負值，稱為(wèi)負表壓，即真空(kōng)度。測量真空(kōng)度的儀表稱為(wèi)真空(kōng)表。
①為(wèi)了保證壓力測量精度，*小(xiǎo)壓力測量值應高(gāo)于壓力表測量量程的1/3；
②對需遠距離測量或測量精度要求較高(gāo)的場(chǎng)合，應選擇壓力傳感器(qì)或壓力變送器(qì)；
③在測量精度要求不高(gāo)時(shí)，可(kě)選擇電(diàn)阻或電(diàn)感式、霍爾效應式遠傳壓力表；
④氣動基地式壓力指示調節器(qì)适宜作(zuò)就地壓力指示調節；
⑤壓力變送器(qì)、壓力開(kāi)關應根據安裝場(chǎng)所防爆要求合理(lǐ)選擇。