差壓變送器利用差動(dòng)電容檢測原理將差壓轉(zhuǎn)換為電信號。該變送器具有堅(jiān)固耐振、量程、零點(diǎn)、阻尼現(xiàn)場連續(xù)可調(diào)。精確度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。使用對象:液體、氣體和蒸汽。
一、的特點(diǎn):
是測量變送器兩端壓力之差的變送器,輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(如 4~20mA,1~5V)。與一般的壓力變送器不同的是它們均有2個(gè)壓力接口, 一般分為正壓端和負(fù)壓端,一般情況下, 正壓端的壓力應(yīng)大于負(fù)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、在油庫計(jì)量中的應(yīng)用
1 引言
在目前的油庫油罐液位的測量設(shè)計(jì)中,比較流行的是采用雷達(dá)液位計(jì)或浮球、浮標(biāo)、鋼帶式液位計(jì)等。雷達(dá)液位計(jì)雖然精度高但成本也高,而浮標(biāo)、浮球等液位計(jì),安裝、維護(hù)比較麻煩。差壓式液位計(jì),在鍋爐汽包等密閉容器中應(yīng)用廣泛,但測量結(jié)果并非真正液位,因此在油罐液位測量的設(shè)計(jì)鮮有應(yīng)用。其實(shí)油庫油罐的精確液位,并不十分重要,用戶實(shí)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(shí)際數(shù)量(即噸數(shù)),從而防止?jié)M溢。由此分析采用差壓法來測液位(實(shí)際為噸數(shù))也不失為一個(gè)好的選擇。因?yàn)槟壳暗膽?yīng)用十分成熟,象1151、3051以及EJA等,技術(shù)十分完善,精度可達(dá)0.075級,而且價(jià)格大幅下跌,性能價(jià)格較高。
2 設(shè)計(jì)原理
顧名思義所測量的結(jié)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(guān)系。即只要準(zhǔn)確地檢測出△P值,與高度△h成反比,在溫度變化時(shí),雖然油品體積膨脹或縮小,實(shí)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(shí)際液位,也可以引入介質(zhì)溫度補(bǔ)償予以解決。
3 的實(shí)際應(yīng)用
在溫州新世紀(jì)油庫項(xiàng)目,筆者將此思路應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。
設(shè)計(jì)條件: 2000m3油罐,直徑d=14.5m,高度就可以得到實(shí)際油品的庫存量G,從公式還可知其密度ρh=14m。
一次表:BTL-1151LT法蘭式隔爆,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(bào)警儀,*信號輸入,可任意改變量程,用光柱顯示液位,用數(shù)字顯示油品的噸數(shù)。以6#罐為例,S=π×r2=3.14×7.252=165m2,高為14m。
在油罐頂部,設(shè)計(jì)一套液位報(bào)警裝置,防止油品滿溢,作為雙保險(xiǎn)。在應(yīng)用中由于測量值直接為噸數(shù),故油罐不論貯存何種油品,二次表顯示的值是油罐內(nèi)油品的噸數(shù),避免了需要測定密度進(jìn)行換算的麻煩。
一般情況油品出入庫往往是采用泵輸送經(jīng)過橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量,由于流量計(jì)的精度有限,zui高也只有0.2級,還需測密度計(jì)算,其結(jié)果往往有些出入,從而造成計(jì)量糾紛?,F(xiàn)在因?yàn)橛凸逌y量的結(jié)果為噸數(shù),而且精度可達(dá)到0.2級甚至0.1級,因此,與容積式流量計(jì)相比,計(jì)量結(jié)果更準(zhǔn)確。雖然在小數(shù)量的油品出入庫時(shí),由于分辨率的原因,測量的結(jié)果誤差較大,但在大數(shù)量的油品出入庫時(shí),其較高的精度和較小的相對誤差,是其它計(jì)量手段所*的,特別適合月度、季度、年度的盤存。實(shí)踐表明其主要優(yōu)點(diǎn)有:① 安裝維護(hù)簡單方便;② 讀數(shù)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 注意問題
?。?) 設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)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(shí)引入溫度補(bǔ)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(bǔ)償措施。如二次表選用WP-H80系列液位-容量控制儀。
(3) 為達(dá)到一定精度,如油罐頂部裝有呼吸閥時(shí),必須采用而不能采用壓力變送器。對敞口油罐或精度要求不高時(shí),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(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)取?
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(zhuǎn)變成4~20mA DC信號輸出。再通過顯示儀表將差壓值顯示出來。
在日常使用中的注意事項(xiàng):
1:切勿用高于36V電壓加到變送器上,導(dǎo)致變送器損壞;
2:切勿用硬物碰觸膜片,導(dǎo)致隔離膜片損壞;
3:被測介質(zhì)不允許結(jié)冰,否則將損傷傳感器元件隔離膜片,導(dǎo)致變送器損壞,必要時(shí)需對變送器進(jìn)行溫度保護(hù),以防結(jié)冰;
4:在測量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時(shí),其溫度不應(yīng)超過變送器使用時(shí)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(zhì)時(shí),應(yīng)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(dāng)被測介質(zhì)為水蒸氣時(shí),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(yīng)注意以下幾點(diǎn),
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(guān)閉的,則使用時(shí),應(yīng)該非常小心、緩慢地打開閥門,以免被測介質(zhì)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(huì)彈出,并損壞傳感器膜片;
●測量范圍 |
差壓:0-1.3~6890KPa |
靜壓:4、10、14MPa |
|
| 代碼 | 量程范圍KPa |
3 | 0-1.3~7.5 |
4 | 0-6.2~37.4 |
5 | 0-31.1~186.8 |
6 | 0-117~690 |
7 | 0-345~2068 |
8 | 0-1170~6890 |
| 代碼 | 輸出 |
E | 4-20mA |
S | 智能式 |
| 代號 | 結(jié)構(gòu)材料 |
法蘭和接頭 | 排氣/排液閥 | 隔離膜片 | 灌充液體 |
22 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 硅油 |
23 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 哈氏合金C |
24 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 蒙乃爾 |
25 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 鉭 |
33 | 哈氏合金C | 哈氏合金C | 哈氏合金C |
35 | 哈氏合金C | 哈氏合金C | 鉭 |
44 | 蒙乃爾 | 蒙乃爾 | 蒙乃爾 |
| 代號 | zui大工作壓力MPa |
B- | 4 |
C- | 10 |
D- | 14 |
| 代碼 | 選項(xiàng) |
M1 | 0-線性指示表 |
M3 | 3位半LCD顯示表 |
M4 | 智能表顯示 |
B1 | 管裝彎支架 |
B2 | 板裝彎支架 |
B3 | 管裝平支架 |
D1 | 側(cè)面泄放閥在壓力室上部 |
D2 | 側(cè)面泄放閥在壓力室下部 |
不注 | 1/2NPT錐管螺紋接頭 |
C2 | 丁字形螺紋接頭M20×1.5,帶后部焊接Ф14引壓管的球錐連接頭 |
d | 隔爆型dⅡBT4 |
i | 本安型iaⅡCT6 |
J | 流量變送器4-20mA開方輸出 |
s | 不銹鋼三閥組 |
電容式的工作原理:
SK3351系列電容式的被測介質(zhì)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(cè)隔離膜片上,通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。SK3351系列是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的
電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不*時(shí),致使測量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。和壓力變送器的工作原理和壓力變送器相同,所不同的是低壓室壓力是大氣壓。
A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)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(jìn)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(diào)等運(yùn)算,以及診斷和數(shù)字通信。
本微處理器中有16字節(jié)程序的RAM,并有三個(gè)16位計(jì)數(shù)器,其中之一執(zhí)行A /D轉(zhuǎn)換。
D/A轉(zhuǎn)換器把微處理器來的并經(jīng)校正過的數(shù)字信號微調(diào)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。數(shù)據(jù)貯存在EEPROM內(nèi),即使斷電也保存完整。
數(shù)字通信線路為變送器提供一個(gè)與外部設(shè)備(如205型智能通信器或采用HART協(xié)議的控制系統(tǒng))的連接接口。此線路檢測疊加在4-20mA信號的數(shù)字信號,并通過回路傳送所需信息。通信的類型為移頻鍵控FSK技術(shù)并依據(jù)BeII202標(biāo)準(zhǔn)。