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泥浆型压力变送器的原理及特点

文章出处:人气:0发表时间:2019-8-6 16:24:55

导读:泥浆型压力变送器的原理及特点。压力变送器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、工业自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器,用于感测液体、气体的压力(包括液位和密度),然后将不易直观感知的压力信号转变成易于测量的4~20mADC标准工业信号,便于远距离传输,测量和控制。

  泥浆型压力变送器的原理及特点

  在实际工业生产中,泥浆、煤浆、混凝土搅拌、原油等压力监测、制药、纺织等粘稠易堵工业现场等很多地方需要用到压力变送器。但是普通的压力变送器的隔离膜片很难适应这种恶劣工况的要求,膜片与介质接触的时候,对介质的要求也都比较苛刻。陶瓷传感器的膜片质地坚硬但是比较脆,不耐硬物撞击;扩散硅传感器的金属波纹膜片弹性阻力小但是比较薄,怕硬物挤压,容易塑性变形而失去弹性。一旦有硬的颗粒冲击到膜片上,传感器就很容易被损坏了。这就对压力变送器的选择提出了很高的要求。根据以上工业现场的应用特点,我们结合多年来压力变送器的生产经验,改进了压力变送器的感测部件的结构,提出了测量泥浆压力的全新测量方法。该方法的原理是在压力传感器的感测部位增加了膜片保护装置,该装置可以非常有效的抵挡测量介质中的硬物撞击,并且对介质硬物的冲击力进行缓冲,最大程度保护压力传感器的导压膜片,延长压力传感器(变送器)的使用寿命,降低工业生产中的采购成本。

  泥浆型压力变送器的结构原理:

  其主要特点有:

  ⑴测量端采用特殊处理的坚固膜片,精堪的力学传递结构设计,被测介质中坚硬砂粒不会损坏隔离平膜片

  ⑵316全不锈钢材质、防堵塞结构设计

  ⑶耐腐蚀,抗震动、抗泥浆坚硬砂粒冲击

  ⑷0…1000bar压力范围的测量

  ⑸多种工业标准信号输出

  典型应用:

  泥浆型专用压力变送器是专为解决泥浆、煤浆、混凝土搅拌、原油油田钻井、测井中,泥浆易堵塞引压孔、强振动、潮湿等恶劣环境而特殊设计制造的,并在国内工况现场的应用中得到了很高的评价。目前主要应用于盾构机,工业泵,工程机械等设备上。

  应用领域:

  泥浆、煤浆、原油等监测、控制系统

  泥浆泵、钻井立管压力检测

  混凝土搅拌、浇注现场压力监测

  制药、纺织等粘稠易堵、强震动工业现场

  结束语:

  本文介绍了泥浆型专用压力变送器的原理及应用,结构精巧,长期耐用,可靠性高,经实践应用验证,各项技术参数均达到压力变送器检定规程的要求。


泥浆型压力变送器的原理及特点

 摘 要:文章介绍了压力变送器、压力传感器的差异性研究及注意事项。

1 前言 在日常的工业生产过程中,我们发现压力变送器及 压力传感器是非常相似的工作用计量器具,都是用于监 测压力并按照一定的规律将压力信号转换成可靠的输出 信号( 主要是电信号) 的器件或装置。它们广泛应用于 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、管道等众多行业。通过 对压力的实时监控,一方面能提高生产工艺水平,产品合 格率得到保障;另一面对使用环境进行监控,避免安全事 故的发生。 由于压力变送器与压力传感器的高度相似性,目前 市场上发现压力变送器、压力传感器混淆的状况,一些压 力器件制造商将原本应是压力传感器的铭牌错误标注成 压力变送器,从而给用户的选型以及计量检定机构工作 的开展带来一定误区,因此针对压力变送器及压力传感 器差异性研究是非常必要的。

 2 主要差异性研究 

2. 1 结构原理不同

压力变送器结构原理:由感压单元、信号处理和转换 单元组成,部分增加了显示单元,是将压力变量转换为可 传送的标准化输出信号的仪表,而且其输出信号与压力 变量之间有一定的连续函数关系( 简称线性关系),根据原理不同可以分为:负压变送器、绝对压力变送器

压力传感器结构原理: 由压力敏感元件和信号处理 单元组成,将压力变量按照一定的规律转换成可用的输 出信号( 输出电信号非标准信号) 。

差异性比较:从结构上分析,压力传感器比压力变送 器少了信号转换单元,因此压力传感器没有标准输出信 号,输出信号可以是种类多样。目前市场上大部分压力 变送器标准输出信号为(4 ~20) mA、 (1 ~5) V,压力传感器 常见的电信号有(0 ~5) V、 (0 ~10) V 等,其中压力传感器的 铭牌标准输出信号不参与计算及判定。

在检测过程中,如果压力变送器输出信号为零,则可 判定接线方式错误,因为接线正确且通电情况下,输出信 号应是在( 4 ~ 20) mA、 ( 1 ~ 5) V 范围内,比如压变起始 量程为 0 MPa 时,那么起始输出信号就应该为4mA 附 近。压力传感器在没有技术文件的指导下,若接线后信 号值为零时,则无法判断是否进入工作状态,因此需多次 尝试接线,且每次接线后需施加一定压力值,通过观察万 用表的信号值是否发生改变,来判定接线方式是否正确。 如果压力传感器与显示单元配套使用,便可视为数 字压力计。

2. 2 准确度等级不同

压力传感器准确度等级: 0. 01 级、 0. 02 级、 0. 05 级、 0. 1 级、 0. 2 级/0. 25 级、 0. 5 级、 1. 0 级、 1. 5 级、 2. 0 级/ 2. 5 级、 4. 0 级。

 压力变送器准确度等级: 0. 05 级、 0. 1 级、 0. 2 级/0. 25 级、 0. 5 级、 1. 0 级、 1. 5 级、 2. 0 级、 2. 5 级。


差异性比较:压力传感器准确度等级优于压力变送 器,在等级划分上也更加宽泛。压力变送器可视作压力 传感器加上信号转换单元组成,在信号回路中,压力变送 器可等效为一只可变电阻,和电源、负载电阻( 包括导线 电阻) 串联在一起。通过改变自身电阻使电路中的电流 在( 4 ~20) mA 范围变化,其电流在放大、补偿以及信号 转换过程中存在一定的不确定性,因此降低了自身的准 确性能。

 2. 3 计算方式不同

压力变送器检定项目涉及外观、密封性、绝缘电阻、 绝缘强度、基本误差、回差、静压影响( 仅适用于差压变 送器) 。

压力传感器检定项目涉及外观、密封性、绝缘电阻、绝 缘强度、基本误差限、重复性、迟滞、线性、零点漂移、周期稳 定性、静压影响(仅适用于差压传感器) 、曲线符合度。

差异性比较: 

( 1) 压力变送器检定以是否满足最大允差作为判定 依据,最大允差以输出量程的百分数表示,即输出量程乘 以压变等级,计算量小且数值固定。压力传感器检定以 是否满足基本误差限作为判定依据,基本误差限同样以 量程输出值的百分数表示,即校准满量程输出为工作特 性所决定的最大输出和最小输出的代数差,依据 JJG 860 -2015,压力传感器的工作直线可采用端点平移法或者 最小二乘法,选用不同的工作直线计算得出的满量程输 出值不同。

 ( 2) 压力变送器检定点基本误差为实际输出值减去 理论输出值。压力传感器不具备理论输出值,基本误差 由重复性和选定直线的系统误差组成,系统误差即检定 点实际输出平均值与选用工作直线的差值,同样选用不 同的工作直线计算得出的基本误差值也不同。

 2. 4 调修方法不一致 

压力变送器:

( 1) 扩散硅压力变送器具备零位( Z) 及满度( F 或 S) 电位器,通过反复调整零位及满度,直至 压力变送器示值达到规定要求;

( 2) 部分压力变送器具 备重置功能,找到零位按钮长按几秒,可恢复到初始状 态;( 3) 通过手操器重新标定。

 压力传感器:

绝大部分不能调修,需送原厂更换元 件、重新标定。

3 其他注意事项

( 1) 正确接线后,器件无信号输出。目前许多压力 标准器集供电、数据采集于一身,但是实际供电电压比标 称输出电压偏小,即所谓的“虚压”,这种情况下可以更 换直流稳压电源即可解决问题。例如北京康斯特 273 智 能数字压力校验仪,具备 24V 输出、测量压力值、读数记 录、温度测量、开关测量等功能,当电量不足时, 24V 输出 电压值将会下降。

 ( 2) 参照使用说明书接线后,器件无信号输出。例 ( 左、右图) : 4 个接线端引出 4 根不同颜色导线红蓝黄 白,但实际工人在组装过程中,接线端子引出的导线颜色 对应关系混淆,这种情况下我们直接取下导线,直接在接 线端子上接线测量。



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