溫度變送器 壓力變送器 差壓變送器 差壓流量變送器

 由于工藝流程的需要，KD9051系列變送器經(jīng)常安裝在工作條件較為惡劣的現(xiàn)場，為了保證其應(yīng)有的精度指標(biāo)，安裝時注意以下事項(xiàng)：

1、管道進(jìn)行掃線時候應(yīng)關(guān)閉取壓閥，防止過載或者高溫?zé)龎淖兯推鳌?

2、變送器應(yīng)在額定壓力、溫度范圍內(nèi)工作，不能超過最大額定壓力、溫度范圍。

3、應(yīng)盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方，無氣泡。

4、安裝位置盡量遠(yuǎn)離變頻器或大功率電機(jī)，必要時采取隔離措施，使用屏蔽電源線。

概述

差壓變送器原理和應(yīng)用

導(dǎo)語

差壓變送器是一種將壓力差轉(zhuǎn)換成直流標(biāo)準(zhǔn)信號的遠(yuǎn)傳壓力測量儀器，廣泛運(yùn)用于工業(yè)出產(chǎn)和科學(xué)研究，是獲取、處理、傳送各種信息的硬件。跟著公司自動化水平的不斷提高，其運(yùn)用計(jì)劃越來越廣泛，出產(chǎn)中遇到的疑問也不斷添加。根據(jù)作者現(xiàn)場多年的實(shí)習(xí)履歷，要想精確的設(shè)備、運(yùn)用、維護(hù)差壓傳感器，有必要了解其工作原理，了解其怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集以及多見缺點(diǎn)處理辦法。

1、工作原理與監(jiān)測體系

1．1工作原理

來自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于差壓變送器傳感器雙側(cè)阻隔膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，通過拓寬等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號輸出。差壓變送器的幾種運(yùn)用測量辦法：（1）與節(jié)約元件相結(jié)合，運(yùn)用節(jié)約元件前后發(fā)生的差壓值測量液體流量；（2）運(yùn)用液體本身重力發(fā)生的壓力差，測量液體的高度；（3）直接測量不相同管道、罐體液體的壓力差值。

1．2監(jiān)測體系

通過引壓設(shè)備，將壓力信號引進(jìn)差壓變送器，差壓變送器將信號轉(zhuǎn)換為0～5V或4mA～20mA的電信號輸出，由A／D轉(zhuǎn)換模塊搜集轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。A／D轉(zhuǎn)換模塊選用北京鼎升力創(chuàng)R8017，R8017輸出的數(shù)字信號由數(shù)據(jù)通訊模塊R8520轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以辨認(rèn)的信號并輸入計(jì)算機(jī)。

R8017是8通道的模擬量搜集模塊，其輸入為0～5V直流電壓或4mA～20mA直流電流信號。R8520模塊為RS232／RS485轉(zhuǎn)換模塊和計(jì)算機(jī)的連線選用9針數(shù)據(jù)線、串口通訊。設(shè)定各模塊的地址，讀出各模塊每個通道的數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)軟件處理，得到監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2、缺點(diǎn)處理

差壓變送器在測量進(jìn)程中常會呈現(xiàn)一些缺點(diǎn)，缺點(diǎn)的及時斷定分析和處理對正在投用設(shè)備是至關(guān)重要的。一定程度上影響出產(chǎn)的正常進(jìn)行，乃至危及出產(chǎn)安全。根據(jù)作者現(xiàn)場多年的實(shí)習(xí)履歷，總結(jié)歸納了一些多見缺點(diǎn)斷定分析和解決辦法。

2．1線路缺點(diǎn)

當(dāng)計(jì)算機(jī)閃現(xiàn)數(shù)值不正常時，首要要翻開差壓變送器的接線盒，查看線路是不是虛接、短接或許斷接，可以通過測電源、量電阻、搖絕緣等辦法，進(jìn)行缺點(diǎn)的區(qū)別和處理。

2．2搜集模塊或差壓傳感器缺點(diǎn)

當(dāng)線路缺點(diǎn)清掃時，就要看是不是搜集模塊或差壓傳感器缺點(diǎn)。運(yùn)用萬用表查看差壓變送器工作電源是不是正常，一起測量差壓變送器的輸出電流值是不是在4mA～20mA（假定為輸出電壓值，測量是不是在0～5V）計(jì)劃內(nèi)，招認(rèn)輸出值是不是正常。假定無輸出值，差壓變送器損壞，需求替換差壓變變送器。假定現(xiàn)場測量值換算與實(shí)習(xí)履歷值相符，則現(xiàn)場表面和測點(diǎn)無疑問，模塊損壞，需替換模塊。當(dāng)現(xiàn)場測量值換算與計(jì)算機(jī)閃現(xiàn)值相同，說明引壓管或差壓變送器有疑問。

差壓變送器中的是工業(yè)實(shí)習(xí)中最為常用的一種重量差壓變送器，其廣泛運(yùn)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，觸及水利水電、鐵路交通、智能修建、出產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等很多工作，下面就簡略介紹一些常用差壓變送器原理及其運(yùn)用。
應(yīng)變片差壓變送器原理以及運(yùn)用 
力學(xué)差壓變送器的品種繁復(fù)，如電阻應(yīng)變片差壓變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片差壓變送器、壓阻式差壓變送器、電感式差壓變送器、電容式差壓變送器、諧振式差壓變送器及電容式加速度傳感器等。但運(yùn)用最為廣泛的是壓阻式差壓變送器，它具有極低的報價和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們首要介紹這類傳感器。
在了解壓阻式力傳感器時，我們首要認(rèn)識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變改動轉(zhuǎn)換變成一種電信號的活絡(luò)器材。它是壓阻式應(yīng)變差壓變送器的首要構(gòu)成有些之一。電阻應(yīng)變片運(yùn)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。一般是將應(yīng)變片通過格外的粘和劑嚴(yán)密的粘合在發(fā)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力改動時，電阻應(yīng)變片也一起發(fā)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改動，然后使加在電阻上的電壓發(fā)生改動。這種應(yīng)變片在受力時發(fā)生的阻值改動一般較小，一般這種應(yīng)變片都構(gòu)成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的表面拓寬器進(jìn)行拓寬，再傳輸給處理電路（一般是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）閃現(xiàn)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
如圖1所示，是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示目的，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣維護(hù)片和引出線等有些構(gòu)成。根據(jù)不相同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由計(jì)劃者計(jì)劃，但電阻的取值計(jì)劃應(yīng)留神：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，一起應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不相同的環(huán)境中運(yùn)用，使應(yīng)變片的阻值改動太大，輸出零點(diǎn)漂移顯著，調(diào)零電路過于凌亂。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁攪擾才調(diào)較差。一般均為幾十歐至幾十千歐支配。
電阻應(yīng)變片的工作原理
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而發(fā)生阻值改動的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式標(biāo)明：
R=ρ*L/S
式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2/m）
S——導(dǎo)體的截面積（cm2）
L——導(dǎo)體的長度（m）
我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發(fā)生改動，從上式中可很簡略看出，其電阻值即會發(fā)生改動，假定金屬絲受外力作用而伸長時，其長度添加，而截面積削減，電阻值便會增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而緊縮時，長度減小而截面添加，電阻值則會減小。只需測出加在電阻的改動（一般是測量電阻兩頭的電壓），即可取得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情
陶瓷差壓變送器原理及運(yùn)用
抗腐蝕的陶瓷差壓變送器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片發(fā)生纖細(xì)的形變，厚膜電阻打印在陶瓷膜片的欠好，聯(lián)接成一個惠斯通電橋(閉橋)，因?yàn)閴好綦娮璧膲鹤栊?yīng)，使電橋發(fā)生一個與壓力成正比的高度線性、與煽動電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不相同標(biāo)定為2.0 
/ 3.0 / 3.3 
mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度安穩(wěn)性和時刻安穩(wěn)性，差壓變送器自帶溫度賠償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
陶瓷是一種公認(rèn)的高性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱安穩(wěn)特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度計(jì)劃高達(dá)-40～135℃，并且具有測量的高精度、高安穩(wěn)性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強(qiáng)，長時刻安穩(wěn)性好。高特性，低報價的陶瓷差壓變送器將是差壓變送器的發(fā)展方向，在歐美國家有全部替代其它類型傳感器的趨勢，在我國也不斷添加的用戶運(yùn)用陶瓷傳感器替代松懈硅差壓變送器。
松懈硅差壓變送器原理及運(yùn)用
工作原理
被測介質(zhì)的壓力直接作用于差壓變送器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片發(fā)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生改動，和用電子線路查看這一改動，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。
藍(lán)寶石差壓變送器原理與運(yùn)用
運(yùn)用應(yīng)變電阻式工作原理，選用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體活絡(luò)元件，具有無與倫比的計(jì)量特性。
藍(lán)寶石系由單晶體絕緣體元素構(gòu)成，不會發(fā)生滯后、疲倦和蠕變現(xiàn)象；藍(lán)寶石比硅要安靖，硬度更高，不怕形變；藍(lán)寶石有著非常好的性和絕緣特性（1000 
OC以內(nèi)），因此，運(yùn)用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體活絡(luò)元件，對溫度改動不活絡(luò)，即便在高溫條件下，也有著極好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng)；其他，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體活絡(luò)元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造技能，提高了重復(fù)性，保證了高成品率。
用硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體活絡(luò)元件制造的差壓變送器和差壓變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度過失極小、性價比高。
表壓差壓變送器和差壓變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。打印有異質(zhì)外延性應(yīng)變活絡(luò)電橋電路的藍(lán)寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿安靖的聯(lián)接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片發(fā)生形變，該形變被硅-藍(lán)寶石活絡(luò)元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生改動，改動的凹凸與被測壓力成正比。
傳感器的電路可以保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為一起的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓差壓變送器和差壓變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料聯(lián)接在一起，起到了性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，然后抵達(dá)壓力測量的目的。
5、壓電差壓變送器的原理與運(yùn)用
壓電傳感器中首要運(yùn)用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其間石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度計(jì)劃以內(nèi)，壓電性質(zhì)一向存在，但溫度跨過這個計(jì)劃往后，壓電性質(zhì)完全不見（這個高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。因?yàn)楦鴳?yīng)力的改動電場改動纖細(xì)（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電活絡(luò)度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫文濕度比較低的環(huán)境下才可以運(yùn)用。磷酸二氫胺歸于人工晶體，可以承受高溫文恰當(dāng)高的濕度，所以現(xiàn)已得到了廣泛的運(yùn)用。
 現(xiàn)在壓電效應(yīng)也運(yùn)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。
壓電效應(yīng)是壓電傳感器的首要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)橥ㄟ^外力作用后的電荷，只要在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保留。實(shí)習(xí)的狀況不是這么的，所以這選擇了壓電傳感器只可以測量動態(tài)的應(yīng)力。
壓電傳感器首要運(yùn)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡略、體積小、重量輕、運(yùn)用壽命長等優(yōu)秀的特征。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和修建的振動和沖擊測量中現(xiàn)已得到了廣泛的運(yùn)用，格外是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的格外方位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量炮在膛中擊發(fā)的一會兒的膛壓的改動和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量纖細(xì)的壓力。
壓電式傳感器也廣泛運(yùn)用在生物醫(yī)學(xué)測量或動態(tài)稱重中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因?yàn)闇y量動態(tài)壓力是如此廣泛，所以壓電傳感器的運(yùn)用就非常廣泛。