压力变送器的原理、安装和使用

压力变送器的安装及使用
压力是重要的工业参数之一, 正确测量和控制压力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。

压力及差压的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。

压力变送器的任务是将检测出来的非电量（物理量）大小转换为相应的电信号，传输到显示仪表中进行监视和控制，将非电量转换为电量的方法有：
1电容式压力变送器
2扩散硅压阻变送器
3电感式变送器
4振弦式变送器
20世纪80年代中末期，国内开始引进国外生产的压力变送器，主要是非智能的，在选购变送器时，要根据生产工艺过程的不同压力检测点的压力，来选择不同压力变送器的量程，由于被测压力点数量多，订货时，所定压力变送器的规格多，同时，在备件上造成很大的资金积压。

由于早期的压力变送器没有微处理器进行各种性能的补偿，容易受到环境的影响，造成仪表的漂移和测量不准确。

美国霍尼韦尔（HONEYWELL）公司于1983年独家率先向全世界推出智能化现场仪表ST3000 100系列全智能压力变送器，这是对传统现场仪表的一次深刻变革！它为工业自动化仪表及其系统应用，向更高层次的发展奠定了基础，全智能变送器的问世，开创了现场仪表的新纪元。

美国霍尼韦尔公司在92年4月向中国推出了ST3000/900系列全智能变送器，它具有数字式全智能变送器的全部优越性能，而价格接近传统模拟式常规变送器。

97年底，霍尼韦尔公司又推出可测高温的压力变送器，现场环境温度最高可达150℃。

通过使用专用的手操器，可以对运行中的变送器进行零点、量程、变送器的工作温度、使用单位等很多参数的监测和修改，非常的方便。

20世纪90年代中末期，引进的压力变送器的几乎是数字式全智能变送器，在此基础上，国内有不少厂家与国外的公司合作，生产智能仪表。

智能型压力变送器
智能型压力或差压变送器是在普通压力或差压传感器的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表，压力或差压变送器的精度为0.1级，量程范围为100：1或50:1，时间常数在0～36s可调，仪表的电压范围为15～36VDC，正常工作电
压为24VDC，两线制仪表，输出电流4～20mA，一般使用HART通讯协议。

智能型压力变送器不仅能输出电流信号，还在电流信号的的基础上传输双向数字通讯信号。

模拟、数字两种信号方式同时使用一对电缆，通过手持操作器，可以非常方便地对1500m之内的现场变送器进行各种工作参数的设定、量程调整以及向变送器加入信息数据。

智能型压力变送器具有自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功能，大大提高了变送器的精确度，简化了调整、校准与维护过程，通过通讯使变送器与计算机控制系统直接组态。

全智能变送器的主要特点：
*高安全、*高可靠性*高稳定性、重复性* 高精度* 宽量程比*宽移率* 宽域温度静压补偿* 过程组态* 完善的自诊断功能* 双向数字通讯* 模拟、数字两种输出方式* 全数字技术。

电容式压差传感器：
电容式压差传感器的核心部分如图所示。

1—高压侧进气口
2—低压侧进气口
3—过滤片
4—空腔
5—柔性不锈钢波纹隔离膜片
6—导压硅油
7—凹形玻璃圆片
8—镀金凹形电极
9—弹性平膜片
10— 腔
它主要由测量膜片（金属弹性膜片）、金属凹形玻璃球面及基座组成。

测量膜片左右空间被分隔成两个室。

在两室中充满硅油，当左右两室分别承受高压P2和低压P1时，硅油的不可压缩性和流动性，便能将压差ΔP＝P2－P1传递到测量膜片的左右面上。

因为测量膜片在焊接前加有预张力，所以当ΔP =0时处于中间平衡位置并十分平整，此时定极板左右两电容的电容值完全相等，即CH=CL，电容量的差值ΔC=0。

当有压差作用时，测量膜片发生变形，也就是动极板向低压侧定极板靠近，同时远离高压侧定极板，使得电容CH＜CL。

通过引出线将这个电容变化输送到电子转换电路，可实现对压力或压差的测量。

压差变送器外形图
压力变送器的工作原理比压差变送器简单，只有一个测量端，另一端不接压力管，参考压力为环境压力。

压力变送器外形图
压力的单位介绍：
在国际单位制中，压力的单位是帕斯卡，简称帕，代号为Pa。

它的定义是在每平方米面积上垂直作用1牛顿的力，即
2
1
Pa
1N/m
实际使用中，常常有巴、毫米水柱、毫米汞柱、工程大气压等压力单位，它们之间的转换关系见下表：
压力变送器的接线：
目前，压力变送器更多的用于DCS控制系统中，在现场安装的压力变送器均带有4～20mA输出和数字通讯功能，通过屏蔽电缆连接到现场电力室模件柜AI模件的输入端。

AI
模件接线端
压力变送器和手操器的接线
手操器使用非常方便，可以在现场电力室内的DCS模件柜相应的端子上使用。

通过手操器，可以检查和设置压力变送器的零点、量程、变送器工作点的温度、工程压力单位的选择，如Pa、Bar等工作情况，例如某一压力点的零点或量程需要改变，在电力室就可以通过使用手操器轻松改变。

压力变送器的安装：
压力变送器的安装有几种，目前经常用到的有：
（1）直接管道安装方式，这种安装方式简单，用材少。

直接管道安装压力变送器
（2）法兰安装
法兰安装主要应用于液位测量，利用液体的静压力对液位进行测量。

（3）支架安装（管装平支架）
大多采用此种安装方式，安装维护方便，以往在露天的位置使用仪表箱作为保护压力变送器免遭粉尘、雨淋，但现在的压力变送器的防护做的很好，防护等级在IP65，工作的环境温度－40～＋75℃，耐震动、防尘、防雨，5年免维护。

压力变送器的取气方式：
压力变送器的取气分两种，第一种是压力变送器取气，见示意图：
压力变送器
压力变送器取气管道实际连接图
压差变送器的取气
L
压差变送器取气管道实际连接图
压力变送器不是直接安装在管道上，是通过直径14毫米的取气管道连接到压力变速器的连接接头，压力变送器本体安装在设备的旁边。

在管道上安装的取气装置（实际上是一个Φ50～75mm的金属管）焊接此管时，焊接角度最好在45°左右，这样不容易造成积灰，另外，在金属管的头部有管螺纹，用丝堵拧紧不能漏气，在检查取气管时便于打开，检查取气管是否有积灰。

仪表取气管焊接在取气管的上部，不容易造成积灰。

压力变送器的取气管道上应装有4个仪表阀门，（如果是被测压力低的空气管道，可以省去取气管上部的仪表阀门。

这个阀门一般称作一次阀门，但是测量高压气体和水的测量不能省去此阀门）。

压力变送器工作时打开取气管道上部的阀门，打开三通上部的阀门，一般称为二次门，关闭最下部的阀门，一般称为排气阀门，缓慢打开接压力变送器的阀门，使压力变送器充压工作。

压差变送器的安装，由于被测的是两个管路的压力差，所以要用两套取气装置，关键是在与压差变送器的连接上，连接压差变送器必须使用三阀组，压差变送器安装在三阀组上，压差变送器的两个进气管分为高压进气（H）口和低压进气口（L），不要接错，否则测量不正确，三阀组的外形图如下图。

三阀组外形图
压差变送器的投入使用比压力变送器稍微复杂，因为所测量的气体或液体在流经测量元件上（变径测量装置，如文丘里管），在变径处的两边会产生不同的压力，通过压差变送器测量变径管两端的压力。

投入压差变送器前,须先将连接三阀组两端的仪表阀门关紧，不得让被测气体或液体流入，三阀组中间的仪表阀门打开，然后缓慢地打开取气管上部两个一次门、二次阀门，管道压力通过中间的阀门使被测压力两端的压力平衡。

之后分别打开连接三阀组两边的阀门，最后关闭中间的仪表阀门，最后压差变送器投入正常使用。

日常维护
如果由于粉尘、杂物等原因造成仪表取气管道堵塞，造成压力变送器不能正常工作，就要对仪表取气管道进行清理，处理过程如下：
将接在变送器处的阀门关闭，将工厂用的0.4MPa左右的压缩空气接在排气管上，缓慢打开排气阀门，用空气清扫取气管道。

如果堵塞发生在取气管处（一般容易发生在此处），可以松开丝堵，直接用棍棒物清堵。

如果被测压力为正压，清理此处的积灰一定要注意安全，侧身松开丝堵，一般情况下，由于正压的关系，积灰能从管子内部冲出来，管道内如果是负压则比较安全，清扫完毕，恢复正常取气状态。

在清扫差压变送器取气仪表管道时，一定要事先将压差变送器脱离正常测量状态，操作方法与投入运行状态相反，清扫管道时的安全注意事项如前所述。

如果被测量是高压、高温流体、气体，则必须注意人身和设备的安全。