差压变送器的各种应用和使用的注意事项

差压变送器，是当下在化工领域、石油行业、钢铁锻造、电力行业、轻工制造等场景下压力测量或现场控制中被广泛应用的自动化仪表。其主要功能是测量液位、流量或差压等工艺参数并将其转换为4mA~20mA直流电流标准信号，测量介质囊括液体、蒸汽、含杂质液体、浆液、气体等介质。作为传感器同PLC模块一起组成控制回路，从而实现生产自动控制和连续检测。

在工业自动化控制系统中，温度、压力、流量、液位等工艺参数均要予以严格控制。差压变送器作为工业过程控制中重要的基础自动化设备之一，对工程参数控制的稳定性要求越来越高。同时，还具有工艺参数准确传递、使用简单、抗干扰能力强等功能，具有良好的市场前景。从差压变送器的原理出发，详细分析了差压变送器在自动化系统中的应用，以供参考。

1差压变送器的测量原理

差压变送器与一般压力变送器不同，它拥有分为正压端和负压端的两个不同的压力输入接口，并且两端压力高低不能颠倒，必须在正压段的压力大于负压端的压力时才能测量。差压变送器通过两面的隔离膜片可以直接接收到来自不同取压位置的压力差值，其应用原理统统是建立在这种现象的前提之下的。

当压力差为0时，仅有平衡的静压作用在差压变送器的芯体上，只要静压大小在仪表使用允许范围内，差压变送器此时输出零。当高压侧压力大于低压侧时，测量部分受到的平衡力被打破，单向力使压力芯体发生形变，通过一系列信号放大和电路处理，最终输出4-20Ma的与差压值线性相关的标准电信号，当然也有有时会用来测量流量的幂函数对应关系，这些都是可以通过电路处理得来的。

2 差压变送器的应用

2.1 液位测量
2.1.1 静压液位计
当容器装满固定的物料或液体时，液体和物料在重力作用下在容器的侧壁或底部产生相应的静压。当液体或材料的密度均匀时，静压将与液体的高度成正比。使用差压变送器准确测量容器底部的静压，它可以反应液位的高度变化。测量密闭容器液位的静压式液位计主要有两种：

（1）封闭式带压容器需要将参考压力的取压点连通罐体气压，只有双法兰压力变送器可以做到。静压液位计可用于测量密闭容器的液位。变送器的指示与液位以上的气体压力有关，不限于液柱的静压。因此，变送器的输出既受气相压力变化的影响，又受容器内液位变化的影响，因此有必要采用差压式液位计来消除气相压力的影响。

（2）用于测量敞开式容器液位的压力式液位计，此状况下一般使用的是差压安装式的表压单法兰压力变送器，当然，一般的直插式表压法兰压力变送器也可以起到相同的作用。
2.1.2 双室平衡容器差压液位计

双室平衡容器多测量工业锅炉的汽包水位，由于汽锅内压力大、温度高，一旦不采取特殊装置，将无法恒定两引压导管内的温度。而实际上，双室平衡容器是一个水位一差压的转换装置，它借用连通器原理将汽包水位转换为两个容室中的压力差并借此压力差对汽包水位进行测量。
　　2.2 流量测量
　　2.2.1 测速管流量计的传感元件是测速管。流量计测量流体的总压和静压之差，得到流体的流量，再乘以管道的横截面积，得到流体的流量。差压变送器的高压室和低压室用于检测测速管的总压和静压。孔板流量计与速度计相同，通过差压变送器的输出直接反映流体的流量。然而，孔板流量计和测速仪虽然是测速仪器，但测量原理不同。流速仪的流体流速是管道上某一点或几个点的平均流速，孔板的流体流速是管道横截面积的平均流速。因此，流速仪的流体分布规律大于孔板的流体分布规律，有利于提高测量精度。
　　2.2.2 节流式流量计
　　差压变送器与节流装置配合使用广泛。它可以测量各种流体的流量，主要包括压力导向装置、节流元件和上下游连接的直管三部分。节流元件包括喷嘴、节流孔板和文丘里管，它们是原装置的基本附件。在工业生产过程中，流量测量仪表种类繁多。但是，差压流量计所占比重大，应用广泛，它不怕振动，可靠性高，结构简单，能承受高低温等不利条件，因此受到了很多好评。
　　2.2.3 内藏孔板流量计
差压变送器的检测部分设计了节流元件，主要用于微流量的测量。这种流量计适用于测量50℃以下管道中的流体流量。它是差压流量计的一种。孔板安装在变送器内部，与变送器一体，变送器外部无需导压装置，安装非常简单。差压变送器稳定性好，精度高，属于成熟的仪表类型。此外，它与小直径节流装置集成，没有活动部件。它结构坚固、简单，能测量气体、液体和蒸汽
 
　　3 使用差压变送器时的注意事项

　　3.1 在安装差压变送器后应该对其量程的设定值、零点迁移量等参数进行校准，以使仪表可以适应实际工况
　　3.2 开启和停用时，应避免仪表承受单向静压。
　　单向受压时，相当于仪表承受了静压加测量压力的压力值，这时的压力急剧增大，恒容易对差压变送器造成损伤，为了避免使用差压变送器时单向受压，每台差压变送器应附带一套三阀组件，通常情况下他们被装于差压变送器的正上方，其中有一对成对的阀门分别为高压侧和低压侧的切断阀，中间会有一个单独的阀名为平衡阀。平衡阀会连通高低压侧，通过这种方式来保护差压变送器同时制造差压为零的情况便于现场调零操作。在启用差压变送器时，首先应打开平衡阀，使压力变送器两侧的压力值相等，然后打开两个单侧阀，当两侧阀门全被打开后，才可以关闭平衡阀。在需要停用差压变送器进行维护时，也应首先打开平衡阀，然后关闭两个单侧阀。每次操作前都先打开平衡阀，按以上顺序开启和停用差压变送器，使差压变送器两侧压力相等，这种做法就可以避免使差压变送器单侧受压过载而发生的故障了。
　　3.3 防止振荡发生
当电阻不相等时，差压变送器将突出微分器的特性。流量管道的主要输送方式一般是泵或压缩机。这两种模式在管道中都有规律的脉动和流体的伸缩，在输送过程中引起振荡。为此，在管道流量测量中对取样点的位置有着严格的要求，取样点必须位于有足够长度的直管段上，以获得流体介质的稳定流速。取样点上游直管段应大于下游直管段，具体要求由设计定标；另外，测量管线上可放置0。五一。5孔径缓冲，增加阻力，减少流量管道脉动的影响。
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