电动差压变送器
差压变送器的工作原理
差压变送器的工作原理
差压变送器是一种测量流体或气体差压的设备，其工作原理如下：
1. 流体或气体进入差压变送器的两个连接口，并在连接口处形成差压。
2. 差压作用于连接口处的感应装置，感应装置通常由弹簧和膜片组成。
差压的变化会使膜片产生位移，而弹簧则会对膜片产生恢复力。
3. 位移的膜片连接到一个传感器装置上，传感器通常是由应变片或电容器组成。
当膜片位移时，传感器装置会相应地产生电信号。
4. 电信号由电路处理，转换为标准的电压、电流或数字信号输出。
5. 输出信号传输到控制系统或显示设备，供用户分析和判断。
整个过程中，差压变送器通过感应装置和传感器装置将流体或气体的差压转化为电信号输出。
这样通过测量差压的变化，我们可以获取到流体或气体的相关信息，如流量、压力等。
差压变送器广泛应用于化工、电力、石油、冶金等行业中的流体流量、压力等参数的测量和控制。
压力和差压变送器详细详解使用说明书
压力和差压变送器详细使用说明（一)差压变送器原理与使用本节根据实际使用中的差压变送器主要介绍电容式差压变送器。
1。
差压变送器原理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.差动电容式压力变送器由测量部分和转换放大电路组成，如图1。
1所示。
图1.1 测量转换电路图1。
2 差动电容结构差动电容式压力变送器的测量部分常采用差动电容结构,如图1.2所示。
中心可动极板与两侧固定极板构成两个平面型电容H C和L C。
可动极板与两侧固定极板形成两个感压腔室,介质压力是通过两个腔室中的填充液作用到中心可动极板。
一般采用硅油等理想液体作为填充液，被测介质大多为气体或液体。
隔离膜片的作用既传递压力，又避免电容极板受损。
当正负压力（差压）由正负压导压口加到膜盒两边的隔离膜片上时，通过腔室内硅油液体传递到中心测量膜片上，中心感压膜片产生位移,使可动极板和左右两个极板之间的间距不相对，形成差动电容，若不考虑边缘电场影响,该差动电容可看作平板电容。
差动电容的相对变化值与被测压力成正比，与填充液的介电常数无关，从原理上消除了介电常数的变化给测量带来的误差。
2。
变送器的使用（1）表压压力变送器的方向低压侧压力口（大气压参考端)位于表压压力变送器的脖颈处,在电子外壳的后面。
此压力口的通道位于外壳和压力传感器之间，在变送器上360°环绕。
保持通道的畅通，包括但不限于由于安装变送器时产生的喷漆,灰尘和润滑脂，以至于保证过程通畅.图1.3为低压侧压力口。
图1.3 低压侧压力口(2）电气接线①拆下标记“FIELD TERMINALS”电子外壳。
②将正极导线接到“PWR/COMN”接线端子上,负极导线接到“-”接线端子上。
注意不得将带电信号线与测试端子（test）相连,因通电将损坏测试线路中的测试二极管。
差压变送器的安装
差压变送器的安装一、背景介绍差压变送器是一种广泛应用于工业自动化控制系统中的测量仪器。
它通过测量两个压力点之间的差值，将其转换为标准的电信号输出。
差压变送器具有精度高、响应快、可靠性强等特点，在许多领域中被广泛使用。
本文将介绍差压变送器的安装流程，旨在提供一些基本的指导和注意事项。
二、安装前的准备工作1.选择合适的安装位置：差压变送器的安装位置应尽量远离振动、冲击和高温的环境，以确保测量结果的准确性和稳定性。
2.准备所需工具和材料：在安装过程中，需要准备好螺丝刀、扳手、电缆等常用工具，同时还需要测量仪器和电缆保护管等材料。
3.检查设备完整性：在安装之前，请检查差压变送器及其配件是否完整，并检查其外观是否有明显的损坏。
三、安装步骤1.安装支架：首先，将差压变送器的支架与测量点相连接的管道或容器上进行固定。
确保支架的安装牢固，并注意避免与其他设备或管道发生碰撞。
2.连接压力管道：使用扳手将差压变送器的进口和出口与压力管道连接。
在连接过程中，应注意两者之间的连接间隙应均匀且牢固，以确保信号的传递和稳定性。
3.连接电缆：根据差压变送器的接线要求，将电缆与变送器的接线端口相连接。
在此过程中，应根据电缆的规格和长度进行合理的排布，避免产生过多的电磁干扰。
4.安装其他附件：根据实际需要，安装差压变送器的附件，如防护罩、温度补偿器等。
这些附件的选择和安装可根据具体的工作环境和测量要求来确定。
四、注意事项1.安装时避免过度拧紧：在安装过程中，应注意不要过度拧紧螺丝和接口，以避免损坏设备或导致信号不稳定。
2.防护措施：安装后，应加装防护罩或采取其他措施，以保护差压变送器不受外界环境的影响。
例如，在高湿度环境中，可以采用防潮措施，以防止设备受潮。
3.安全使用：在操作和维护差压变送器时，应遵循安全操作规程，避免做出不当操作，以免对人员和设备造成伤害。
4.定期检查和维护：定期对差压变送器进行检查和维护，确保其正常运行和准确测量。
差压变送器-EJA
3.差压变送器、电源、BT200手操器的连接，如下 图所示：
4 EJA差压变送器具有智能通讯功能，在投入使用前 ，需对仪表进行检查和零点、量程调整，按上图连接 好，接通电源，如能通讯，在HART375、BT200的在 线菜单中检查变送器的位号、单位、量程值、输出形 式、阻尼时间等参数的设置是否符合要求，如不符合 ，需进行组态修改，其组态比较灵活简便，可通过手 操器HART375、BT200对变送器所需参数进行设置。 例如:用BT200、HART375手操器进行仪表位号、单 位、量程、输出模式、阻尼时间、零点调整等设置。
第6项：安装方式 (DMS5A-22NC) 2 垂直配管连接，右边高压，上部安装过程接头 3 垂直配管连接，右边高压，下部安装过程接头 6 垂直配管连接，左边高压，上部安装过程接头 7 垂直配管连接，左边高压，下部安装过程接头 8 水平配管连接，右边高压 9 水平配管连接，左边高压
第7项：电气接口 (DMS5A-22NC) 0 G1/2内螺纹，一个电气接口 2 1/2NPT内螺纹，二个电气接口，无盲塞 3 Pg13.5内螺纹，二个电气接口，无盲塞 4 M20内螺纹，二个电气接口，无盲塞 5 G1/2内螺纹，二个电气接口，一个盲塞 7 1/2NPT内螺纹，二个电气接口，一个盲塞 8 Pg13.5内螺纹,二个电气接口，一个盲塞 9 M20内螺纹，二个电气接口，一个盲塞
1.当过程流体是气体时，垂直向上或垂直方向上方 45度内； 2.当过程流体是液体时，水平方向或水平方向下方 45度内； 3.当过程流体是蒸气时，水平方向或水平方向上方 45度内； 4.高、低压侧的导压管如有温差，管内液体的密度 也产生差值，给测量压力带来误差，因此配管时 应使两导压管并行以便不产生温差。只有严格按 安装施工规范进行，才能减小或避免积液的形成 ，保证测量的准确性。
压力变送器的种类 压力变送器常见问题解决方法
压力变送器的种类压力变送器常见问题解决方法压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行掌控和远传的设备。
它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数变化成标准的电信号（如4～20mADC等），以供应指示报警仪、记录仪、调整器等二次仪表进行测量、指示和过程调整。
基本介绍压力变送器是工业实践中为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等浩繁行业。
压力变送器有电动式和气动式两大类。
电动式的统一输出信号为0～10mA、4～20mA或1～5V等直流电信号。
气动式的统一输出信号为20～100Pa的气体压力。
压力变送器按不同的转换原理可分为力（力矩）平衡式、电容式、电感式、应变式和频率式等，下面简单介绍几种压力（差压）变送器的原理、结构、使用、检修和校验等学问。
压力变送器的紧要作用把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力其原理大致是：将水压这种压力的力学信号变化成电流（4—20mA）这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系。
所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力接受大气压或真空，作用在元（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。
压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各构成一个电容器。
当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节。
压力变送器是一种用于测量工艺管道或罐体中气体、液体或蒸汽等液位的压力差，并将通过数据的转换、开方将测量的差压值转换成电流信号输出。
在日常的操作使用当中，总是避开不了会显现这样那样的故障情况。
面对压力变送器的故障现象，我们该如何解决呢。
（1）调查法：回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维护和修理。
石油工程测控基础-隋秀香 测 控 基 础(2)-2压力
因此，作用在主杠杆4上的合力（即测量力）为：
F＝F.1＋F.2＝P1A1－P 2 A 2＋P 2 A 2＝P 1 A 1
从上式可以看出，测量力F与被测绝对压力P1成正比， 而与大气压力无关，故测得的压力为绝对压力。不论大 气压怎样变化，大气压力对两波纹管的作用，总是互相 抵消的，这样补偿了由于大气压力变化而引起的测量误 差。
波纹管式 1--测量波纹管；2—测量室 3—推杆；4—螺帽；5—主杠杆 6—出轴膜片
气动压力变送器（续） （2）弹簧管式
测量中、高压（2.5～10MPa、10～60MPa）的敏感 元件一般采用铬钒钢制成的弹簧管，其测量部分的结构 原理如图所示。当被测压力P进入弹簧管内时，弹簧管 末端便产生一径向力，这个力经过拉杆传递到气动转换 部分的主杠杆上。
P R M
式中： ΔP — 气阻前后的压降；
M — 流过气阻的质量流量； R — 气阻值。
气动仪表基本元部件（续）
2．气容
凡是气体流过时，能储存或放出气体的气室称为 气容。气容在气动仪表中起缓冲、防止振荡的作用。 气容在数值上仿效电容的定义有：使气室内压力增加（或 减少）单位数值，所需要增加（或减少）的空气量。可表 示为
A2 l 2
则（6）式可写成 P出＝K1P (8) 式中K1 称为单杠杆压力变送器的放大系数，改变K1 就可改 变变送器的测量范围。
单杠杆压力变送器（续）
当变送器结构确定后，A1、A2、l1都是固定的，要 改变K1唯一可变的是l2。当l2变大（负反馈力矩变大） 时，则K1变小，在输出范围（0.02～0.1MPa）相同 时，量程就可以变大；反之，l2减小，K1值就增加， 量程就变小。当量程支点（即反馈波纹管的支点） 移到主杠杆的最上端时，l2增至最大，K1最小，变 送器达到它的最大量程。 要使这种变送器的最大和最小量程之比越大，主 杠杆就应越长。主杠杆过长，一方面影响变送器的 精度；另一方面使仪表体积变大。所以，单杠杆压 力变送器的最大和最小量程之比不能太大（一般为 6.25），这是它的缺点。为了提高量程的可变范围， 可以采用双杠杆压力变送器。
压力差压变送器的应用及选型 变送器是如何工作的
压力/差压变送器的应用及选型变送器是如何工作的在诸类仪表中，变送器的应用*广泛、*普遍，变送器大体分为压力变送器和差压变送器。
变送器常用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等。
变送器有两线制、三线制和四线制之分，两在诸类仪表中，变送器的应用*广泛、*普遍，变送器大体分为压力变送器和差压变送器。
变送器常用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等。
变送器有两线制、三线制和四线制之分，两线制变送器尤多。
有智能和非智能之分，智能变送器渐多。
有气动和电动之分，电动变送器居多。
另外，按应用场合有本安型和隔爆型之分。
按应用工况变送器的紧要种类如下：低（微）压/低差压变送器中压/中差压变送器高压/高差压变送器绝压/真空/负压差压变送器高温/压力、差压变送器耐腐蚀/压力、差压变送器易结晶/压力、差压变送器变送器的选型通常依据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和应用介质等方面考虑。
实际运用中分为直接测量和间接测量；其用途有过程测量、过程掌控和装置联锁。
常见的变送器有一般压力变送器、差压变送器、单法兰变送器、双法兰变送器、插入式法兰变送器等。
压力变送器和差压变送器单从名词上讲测量的是压力和两个压力的差，但它们间接测量的参数是有很多的。
如压力变送器，除测量压力外，它还可以测量设备内的液位。
在常压容器测量液位时，需用一台压变即可。
当测量受压容器液位时，可用两台压变，即测量下限一台，测量上限一台，它们的输出信号可进行减法运算，即可测出液位，一般选用差压变送器。
在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度。
压力变送器的测量范围可以做的很宽，从绝压0开始可以到100MPa（一般情况）。
压力/差压变送器介绍差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外，它还可以搭配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。
原理从压力和差压变送器制作的结构上来分有一般型和隔离型。
一般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心，接受被测压力的膜片为外膜片。
仪表设备校准方法
仪表设备校准方法对仪表进行现场校准是仪表日常维修工作的范畴，一般说现场校准仪表只是对示值误差的确认。
按校准定义，校准工作虽然可以包括对仪表其他计量性能的确认，但多数情况下只是对示值误差的确认。
一．差压变送器就地校准差压变送器分为气动、电动两大类，炼油，化工、冶金等行业广泛采用差压变送器，大多用来与节流装置配用测量流量，也有的用来测量液位或其他参数。
大量的差压变送器服务在生产现场，多数情况校准都在现场进行。
（1）工具与仪表现场校准差压变送器一般不需要将变送器拆下。
先关闭引压管正负压阀，打开平衡阀，卸下正负压排气孔堵头，气压信号可以从变送器正压侧经校表接嘴进入，负压侧通大气。
校准用的工具无特殊要求，有150mm、200mm（6英寸、8英寸）的常用扳手及仪表工配用的工具即可。
做校准用的标准器，其误差限应是被校表误差限的1/3、1/10。
校准差压变送器需用的器具如下：名称规格及型号单位数量数字压力表量程视被校仪表的量程定台1精密电流表0～30mA台1气源减压阀只1气动定值器只1气源管三通Φ6（Φ8）只1胶管或钢管Φ6（Φ8）米电线若干米校表接嘴注：现场一般不具备气源条件，故一般用手操泵代替气源减压阀和气动定值器。
（2）接线本文提供的仪表校准接线是仪表从运行状态取下的接线。
现场不取下仪表校准时可结合实际情况连接，如气动表可不另接气源，电动表可不另接电源等。
电动差压变送器校准接线原理图见图1－1。
对于高差压的差压变送器，输入信号可由活塞压力计提供。
现场校表时直接用现场的电源。
图1－1电动差压变送器的校准接线原理图1－气源切断阀；2－减压阀；3－气动定值器；4－被校表；5－精密电流表；6－数字压力计；7－供电电源；x－输入；s－输出操作步骤电动差压变送器的校准步骤：①基本误差校准a．关闭引压管正、负压阀，打开平衡阀。
b．按图1-1接好校准线路。
c．卸去正、负侧排气堵头。
d．用空气将正负压室内的残液从排气堵头经放空堵头吹净。
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流量的显示一般有三种，分别是就地显示 、变送器显示、积算显示。
直 流 转 换 器 间 歇 振 荡 器 基准电压 比例积算器结构框图 单 稳 态 触 发 器 驱 动 放 大 器 电 磁 计 数 器
0~10mA
积 分 电 路
5、差压式流量计的选用、安装与投运 在差压计前要安装一组平衡阀（三阀组）
1、2--引压口截止阀 3、4--放空阀 5--正侧切断阀 6--负侧切断阀 7--平衡阀 8、9--排污阀
例题2：某厂用转子流量计来测量温度 为27℃，表压力为160kPa的空气流量 ，问转子流量计读数为38m3/h时，空 气的实际流量是多少？
解：qv=38m3/h， p=160+101.325=261.325kPa T=273+27=300K T0=293K，p0=101.325kPa
qv 0 qv p * po TO T
二、电动差压变送器
电动差压变送器：以220V交流电为能源，将 被测差压Δp的变化转换成直流的0~10mA 或4~20mA标准信号，送往控制器或显示 仪表进行控制、指示和记录。 电动差压变送器也是根据力矩平衡原理工作 的，其结构除电动转换部分以外，基本与 气动差压变送器相同。
1-测量元件、2-主杠杆 3-轴封膜片、4-磁分路 5-反馈线圈、6-调零螺钉 7-永久磁钢、8-位移监测 线圈、9-主副杠杆连接簧 片、10-副杠杆、11-低压 室、12-位移检测片、 13-高压室
q vl q vw
3.6 *
f l w * f w l
7920 830 1000 * 7920 1000 830
=3.6*1.11
≈4L/s
对气体：
qvo qv TO p * po T
qvo、po、To---标准状态下（20℃,0.1013MPa ）的体积流量、绝对压力和绝对温度； qv、p、T---工作状态下的体积流量、绝对压力 、和绝对温度， To和T采用热力学温度，T=(273+t0)K。
1-负压室、2-膜盒、 3-正压室、4-弹簧片 5-副杠杆、6-弹性支 7-主杠杆、8-量程支点 9-支架、10-连接杆 11-喷嘴、12-挡板 13-放大器 14-反馈波纹管 15-调零弹簧
双杠杆差压变送器原理示意图
双杠杆差压变送器 优点：容易改变量程范围； 缺点：结构比较复杂。 反馈：输出信号经过一些环节引回到输入端。 正反馈：加强输入信号； 负反馈：抵消输入信号。 气动差压变送器测量流量，产生故障的原因： 1、漏；2、堵。
电动差压变送器结构原理图
三、电容式差压变送器
电容式差压变送器摆脱了用杠杆，经多次转 换才能获得电信号的状况，实现了检测和 转换一体化，转换和放大一体化。利用电 容式差压变送器配合节流装置可以测量各 种液体、气体和蒸汽的流量，同时也可以 用来测量差压、表压、绝对压力以及容器 内液体的液位。
四、流量显示仪表
停表过程：打开平衡阀7 关闭正侧切断阀5 关闭负侧切断阀6 关闭平衡阀7
转子流量计
1、转子流量计的原理
转子流量计由两部分 组成： 1、自下而上逐渐扩大 的锥形管； 2、放在锥形管内可以 自由运动的转子。 转子在锥形管中平 衡位置的高低与被 测介质的流量大小 相对应。
转子流量计原理图
1、转子流量计的示值校验
261.325* 293 38* 60.31M 3 / h 101.325* 300
三、标准节流装置的特点及其选用
孔板：最简单也是最常用的一种节流装置。 喷嘴：孔板后面增加一个特殊曲面收缩圆管 段，精度较高。 文丘里管：喷嘴后又增加了一扩散圆管段， 精度更高，造价最高
差压式变送器
变送器是单元组合式仪表中不可缺少的 基本单元之一。
所谓单元组合式仪表,这是将对参数的检测及其 变送、显示、控制等各部分,分别做成只完成某一 种功能而又能各自独立工作的单元仪表 (简称单元 ,例如变送单元、显示单元、控制单元等)。
分类
按测量和传送的工艺变量不同，变送 器可分为差压变送器、压力变送器、液位 变送器、温度变送器等 按转换的信号不同，变送器可分为气 动变送器和电动变送器。
一、气动差压变送器
气动差压变送器：更具力矩平衡原理来工 作的，可以将差压Δp转换成20~100kPa的 统一标准信号，送往显示仪表或控制器进 行指示、记录或控制。具体结构有单杠杆 和双杠杆两种形式，结构基本上一致，都 由测量部分和气动转换部分组成。
q v1 q vw
f l w * f w l
qv1、ρl---实际被测流体的体积流量、密度； qvw、ρw-出厂标定时水的体积流量、密度； ρf---转子材料的密度
例题1：一个以水标定的转子流量计，其转子材 料为不锈钢，密度ρf为7920kg/m3，用来测 量苯的流量，求流量计读数为3.6L/s时，苯的 实际流量是多少？（苯的密度ρl=830kg/m3 ） 解：苯的流量
第三节 流量测量
差压式（节流式）流量计
二、标准节流装置
国内外把最常用的节流装置、孔板、喷 嘴、文丘里管等标准化，并称为“标准节 流装置”。
标准节流装置的取压方式： GB2624-81规定标准孔Байду номын сангаас一般采用角接取压和法 兰取压两种取压方式
标准节流装置的使用条件：
1、被测介质应充满管道截面，连续流动。 2、流体的流动状态应是稳定的。 3、被测介质流经标准节流装置时，不产生相变。 4、在节流装置前后，直管段为15~20D。 5、在节流装置前后2倍的口径长度内应光滑无凹凸 不平现象。 6、对管径规定。
差压式流量计测量系统图
差压式流量计在安装完毕，经过检查和检验 ，确定无误后，就可以投入运行。 开表前，必须首先将引压管内充满液体或隔 离液，引压管中的空气要通过排气阀讲气 排除干净。 注意：在开表过程中，不要处于单相受压状态 。 开表过程：打开截止阀1、2 打开平衡阀7
打开正侧切断阀5 关闭平衡阀7 打开负侧切断阀6