一 压力变送器介绍
凡是能将压力转换为电信号的度可称之为"压力变送器",它的种类比较多,每种都有它自己特定的工作原理,从测量的范围来说有毫克一直到N吨均有,常用的有力平衡式、变形(电阻应变)式等等。
压力变送器也叫压力传送器,用于检测流体的压力(实际上是压强),并且可以进行远程信号传送,信号传送到二次仪表或者计算机后进行压力控制或者监测的一种自动化控制前端元件,在工业控制领域有着非常广泛的应用。
目前国内在小型自动化控制方面应用的压力变送器一般基于压阻式原理,简单的说即压敏电阻受压后产生电阻变化,通过放大器放大并采用标准压力标定,即可进行压力检测。压力变送器的性能主要取决于压敏元件(即压敏电阻),放大电路,以及生产中的标定和老化工艺。
使用压力变送器进行压力控制的优点。
实现多点控制,设置方便 使用压力变送器,检测出的压力信号是连续信号,因此可以任意的设置压,而且设置很方便,不许调整压力变送器,只需对电控部分进行设定。由于压力变送器的检测精度相对于压力开关高出数倍,因此控制精度相应的得到了提高;同时压力变送器采用的敏感元件为非机械结构,所以基本上不需维护,损坏率极低。
二 工作原理
压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。
当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同,所不同的是低压室压力是大气压或真空。
A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号,其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外,它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方,传感器微调等运算,以及诊断和数字通信。
D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据,这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内,即使断电也保存完整。
数字通信线路为变送器提供一个与外部设备的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号,并通过回路传送所需信息。
三 仪器安装
进行压力检测,实际上需要一个测量系统来实现。要做到准确测量,除对仪表进行正确选择和检定(校准)外,还必须注意整个系统的正确安装。如果只是仪表本身准确,其示值并不能完全代表被测介质的实际参数,因为测量系统的误差并不等于仪表的误差。
系统的正确安装包括取压口的开口位置、连接导管的合理铺设和仪表安装位置的正确等。
1.取压口的位置选择
(1)避免处于管路弯曲、分叉及流束形成涡流的区域。
(2)当管路中有突出物体(如测温元件)时,取压口应取在其前面。
(3)当必须在调节阀门附近取压时,若取压口在其前,则与阀门距离应不小于2倍管径;若取压口在其后,则与阀门距离应不小于3倍管径。
(4)对于宽广容器,取压口应处于流体流动平稳和无涡流的区域。总之,在工艺流程上确定的取压口位置应能保证测得所要选取的工艺参数。
2.连接导管的铺设
连接导管的水平段应有一定的斜度。导管应向测压仪表方向倾斜;当被测参数为较小的差压值时,倾斜度可再稍大一点。此外,如导管在上下拐弯处,在最高处安置排气装置,以保证在相当长的时间内不致因在导管中积存气体而影响测量的准确度。
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