压力和差压变送器的选型通常要根据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和应用介质等多方面综合考虑。
实际应用中可分为直接测量和间接测量;其用途有过程测量、过程控制和装置联锁。
选型要点:
(1)被测介质的物理化学性质和状态,如强酸、强碱、粘稠、易凝固结晶和气化等工况;
(2)测量范围、需要的精度及测量功能;
(3)测量仪表面对的环境,如石油化工的工业环境,有可燃(有毒)和爆炸危险气氛的存在,有较高的环境温度等;
(4)操作条件的变化,如介质温度、压力、浓度的变化。
有时还要考虑到从开车到参数达到正常生产时,气相和液相浓度和密度的变化;
(5)被测对象容器的结构、形状、尺寸、容器内的设备附件及各种进出口料管口都要考虑,如塔、溶液槽、反应器、锅炉汽包、立罐、球罐等;
(6)其他要求,如环保及卫生等要求;
(7)工程仪表选型要有统一的考虑,要求尽可能地减少品种规格,减少备品备件,以利管理;
(8)工艺专利商的具体要求。
(9)实际的工艺情况:
①考虑被测对象是属于哪一类设备。
如槽、罐类,槽的容积较小,测量范围不会太大,罐的容积较大,测量范围可能较大;
②要看介质的物化性质及洁净程度,常规的差压式变送器及浮筒式液位变送器,还要对接触介质部分的材质进行选择;
③对有些悬浮物、泡沫等介质可用单法兰式差压变送器。有些易析出、易结晶的用插入式双法兰式差压变送器;
④对高黏度的介质的液位及高压设备的液位,由于设备无法开孔,可选用放射液位计来测量;
⑤除了测量方法上和技术上问题外,还有仪表投资问题。
综上所述,差压变送器的选型,从技术上要可行,经济上要合理,管理上要方便。
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第一:确认测量压力的最大值压力变送器时,要充分考虑压力范围,精度与其稳定性。
第二:确定所测量的介质.
变送器选型时,我们要考虑的是压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆会堵上压力接口,溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏压力变送器中与这些介质直接接触的材料,以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。
一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量。如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性,那么我们就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿命。
第三:确定变送器的精度。
决定变送器精度的有,非线性,迟滞性,机电商务网非重复性,温度、零点偏置刻度,温度的影响。但主要由非线性,迟滞性,非重复性,精度越高,价格也就越高。
每一种电子式的测量计都会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的,比如,中国和美国等国家标的精度是传感器在线度可以的部分,也就是我们通常所说的测量范围的10%到90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度最不好的部分,也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及90%到100%之间的精度。如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度就为0.5%。
第四:变送器温度范围的确定。
通常一个变送器会标定两个温度范围,即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围,在超出温度补范围时,可能会达不到其应用的性能指标。
温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作,变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出,一是零点漂移;二是影响满量程输出。如:满量程的+/-X%/℃,读数的+/-X%/℃,在超出温度范围时满量程的+/-X%,在温度补偿范围内时读数的+/-X%,如果没有这些参数,会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的,还是由温度变化引起的。温度影响是了解如何使用变送器时最复杂的一部分。
第五:确定变送器的输出信号。
输出的信号,选择怎样的输出取决于多种因素,包括变送器与系统控制器或显示器间的距离,是否存在“噪声”或其他电子干扰信号。是否需要放大器,放大器的位置等。
对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备,采用mA输出的变送器较为经济而有效的解决方法,如果需要将输出信号放大,可以采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号,可以采用mA级输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标很高的环境中,除了要注意到要选择mA或频率输出外,还要考虑到特殊的保护或过滤器。
目前由于各种采集的需要,现在市场上的压力变送器的输出信号有很多种,主要有4-20mA,0-20mA,0-10V,0-5V等等,但是比较常用的是4-20mA和0-10V两种,在我上面举的这些输出信号中,只有4-20mA为两线制,我们所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线,其他的均为三线制。
差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外,它还可以配合各种节流元件来测量流量,可以直接测量受压容器的液位和常压容器的液位以及压力和负压。
结构原理
从压力和差压变送器制作的结构上来分有普通型和隔离型。
普通型的测量膜盒为一个,它直接感受被测介质的压力和差压;隔离型的测量膜盒接受到的是一种稳定液(一般为硅油)的压力,而这种稳定液是被密封在两个膜片中间,接受被测压力的膜片为外膜片。
原普通型膜盒的膜片为内膜片,当外膜片上接受压力信号时通过硅油的传递原封不动的将外膜片的压力传递到了普通膜盒上,测出了外膜片所感受的压力。
隔离型变送器主要是针对特殊的被测量介质使用的,如被测介质离开设备后会产生结晶,而使用普通型变送器需要取出介质,会将导压管和膜盒室堵塞使其不能正常工作,所以必须选用隔离型。
隔离型通常作成法兰式安装,即在被测设备上开口加法兰使变送器安装后它的感应膜片是设备壁的一部分,这样它不会取出被测介质,一般不会造成结晶堵塞。
当被测介质需求结晶温度较高时,可选用将膜片凸出的结构,这样可将传感膜片插入到设备内部,从而感应到的介质温度不会降低,这样测量是有保障的,即选用插入式法兰变送器。
隔离型变送器有远传型和一体型。远传型即外膜盒与测量膜盒之间用加强毛细管连接,一般毛细管为3~5米,这样外膜盒装在设备上,内膜盒及变送器可以安装在便于维护的支架上;另一种形式是外膜盒与变送器作成一体直接由法兰安装在设备上。
对于隔离型压力变送器它还可以作成螺纹连接型,即外膜盒或外弹性元件可在安装螺纹的前面,只要在被测设备上焊接上内螺纹凸台,便可将变送器直接拧到设备上,安装非常方便。
隔离型压力/差压变送器的制作复杂,材质要求高,所以它的价格通常是普通型的3倍。