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自动化仪表之差压变送器的认识 1．引言 自动化仪表作为电气工程自动化控制下的一个专业门类，有自己的重要性和特殊性。仪表做为电气系统的测量，是信息采集的关键部份。压力和差压变送器作为过程控制系统的检测变换部分，将液体、气体或蒸汽的差压(压力)、流量、液位等工艺参数转换成统一的标准信号(如DC4mA～20mA 电流)，作为显示仪表、运算器和调节器的输入信号，以实现生产过程的连续检测和自动控制。在石油、化工、电力、钢铁、轻工等行业的压力测量及现场控制中应用非常广泛。 来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。 差压、压力变送器除了用于测量工业生产过程中的差压、压力参数外，还可和多种传感元件配套，测量流体流量，测量容器中的介质液位，料位、密度和藏量，以及在监测和控制系统中作为一个环节，参与各种运算。 3.1 流量测量 3.1.1 节流式流量计 差压变送器用得最广的是和节流装置配合，测量各种流体的流量。节流装置包括节流元件、上下游连接的直管和引压装置三邵分，其中最基本的是节流元件，主要的有孔板、文丘利管和喷嘴三种。 在工业生产过程中，测量流量的仪表是很多的，但差压式流量计所占的比例最大，用得最为广泛，其结构简单、可靠，无可动部件，不怕振动，能耐高温、低温和其他恶劣条件; 差压式流量计既能测液体，又能测气体和蒸气流量;由标准节流装置组成的差压流量计不用标定。 3.1.2 测速管流量计 测速管流量计是以测速管为传感元件，测量流体的全压和静压之差，以获得流体的流速，再乘以管道截面积而得流体体积流量的流量计。 测速管的全压和静压也是由差压变送器的高、低压室检测，所以测速管流量计和孔板流量计一样，由差压变送器的输出反映流体的流量。但是，测速管流量计的测量原理和孔板流量计是不一样的，虽然它们都是速度式仪表。孔板是测管道截面积上的平均流速面得流体流量，而测速管是测管道上某一点或某几点的平均流速而得流体流量。所以测速管流量计要求流体的流速分布应更符合有关规律，则便会测量不准。 3.1.3内藏孔板流量计 内藏孔板流量计是将节流元件设计在差压变送器的检测部件内部，用以测量微小流量的一种变送器。它属于差压类流量计中的一种。这种仪表适用于测量?50以下管道的流体流量。因为孔板嵌装在变送器内部，和变送器做成一体，所以没有常规节流元件那样的引压装置，安装特别简单。 差压变送器是成熟仪表，精度高，稳定性好，一般仪表人员都比较熟悉。它和小口径节流装置制作成一体，结构简单牢固，无可动部件，适应介质范围广，气体、液体、蒸汽均可测量。 3.1.4 靶式流量计 将力平衡式气动或电动差压变送器的膜盒部件卸下，换成一块圆板，固定在下杠杆末端，便可构成靶式流量计。工作时，把靶插入管道。流体通过时，便对靶板产生作用力，再通过杠杆转换系统输出20～100kPa气压信号(气动靶式流量计)，或输出4～2OmA电流信号(电动靶式流量计)。 3.2液位测量 差压、压力变送器的另一个用途是用于测量容器内液体的液位、界位，以及固体颗粒的料位。 3.2.1 静压液位计 容器中盛有液体或固体物料时，由于液体或物料受重力的作用，它们会对容器底部或侧壁产生一定的静压力。当液体或物料的密度均匀，此静压力与液体的高度成正比，测出了容器底部的静压力，就可知道液位高度。 通过测静压来测量容器液位的静压液位计，可分为两类: ① 用于测量开口容器液位的压力式液位计; ② 用于测量闭口容器液位的差压式液位计。 用静压式液位计测量闭口容器液位时，变送器的示值除了与液柱的静压力有关外，还与液位上面的气相压力有关，所以变送器的输出既受液位的变化，还受气相压力的变化而变化。为了消除气相压力的影响，需要采用差压式液位计测量。 3.2.2 吹气液位计 有时，被测介质有腐蚀性、高粘度或含有固体悬浮颗料，再或者就是粉末状的固体，这些介质会腐蚀或堵塞引压导管和变送器测量室，这时可用吹气法测量它们的液位或料位。吹气法测液位和非吹气法测液位一样，也有闭口容器和开口容器两种。闭口容器要用差压变送器测，开口容器用压力变送器就可以了。 3.2.3 双室平衡容器差压液位计 双室平衡容器用于测量下业锅炉的汽鼓水位，因为汽锅内温度高，压力高，如不采取特殊装置，则两引压导管内的温度无法恒定。双室平衡容器实质上是一个水位一差压的转换装置，它根据连通器原理，将汽鼓水位转换为两个容室中的压力差，并通过测此压力差来测量汽鼓水位。 4．差压、压力变送器发展前景 当今世界各国压力变送器的研究领域十分广泛,几乎渗透到了各个行业,但归纳起来主要有以下几个趋势: (1)智能化由于集成化的出现,在集成电路中可