變送器的(de)應用最廣泛、最普遍,變送器大體(tǐ)分為壓力變送器和差壓變送(sòng)器。
變送器(qì)常用來測量(liàng)壓力、差壓、真空、液(yè)位、流量和密度等。
變送器有兩線製和四線製之分,兩線製變送器尤多;有智能和非智能之分,智能變送器漸(jiàn)多;有氣動和電動之分,電動變送器居多;另外,按應用(yòng)場合有本安型和隔爆型之分;按應(yīng)用工況變送器的主要種類如(rú)下: 低(微)壓/低差壓變送器; 中壓/中差壓變送器(qì); 高(gāo)壓/高差壓變送器; 絕(jué)壓/真空/負壓差壓變送器(qì); 高溫(wēn)/壓力、差壓變(biàn)送器; 耐腐蝕(shí)/壓力、差壓變送器; 易結晶(jīng)/壓力、差壓變送器。
變送器的選型通常根據(jù)安裝條件、環境(jìng)條件、儀(yí)表性能、經濟性和應用介質等方麵考慮。
實際運用中分為直接測量和間(jiān)接測(cè)量;其用(yòng)途有過程測量、過程控(kòng)製(zhì)和裝置聯鎖。
常見的變(biàn)送器有普通壓力變送器、差壓(yā)變送器、單法蘭變送器、雙法蘭(lán)變送器、插入式法蘭變送器等(děng)。
壓力變(biàn)送器和差壓變送器單從名詞上講測量的是(shì)壓(yā)力和兩個壓力的差(chà),但它們間接測量的參數是有很多的。
如壓力變送(sòng)器,除測量壓力外,它(tā)還可以測量設備內的液位。
在常壓容器測(cè)量(liàng)液位時,需用一台壓(yā)變即可。
當測量受壓容器液位時,可用兩台壓變,即測量下限一台,測量上限一台,它們的輸(shū)出信號可進(jìn)行減法運算,即可測出液位,一般選用差壓變送器(qì)。
在容器內液位與壓力值不變的情況下它還可以用來測量介質的密度。
壓力變(biàn)送器的測量範圍可以做的(de)很寬,從絕壓0開始可(kě)以到100MPa(一般(bān)情況)。
2 壓力/差壓變送器介(jiè)紹 差壓變送器除了測量兩個被(bèi)測(cè)量壓力的差壓值外(wài),它還(hái)可以配合各種節流元件來測量(liàng)流量,可(kě)以直接測量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和負壓。
2.1 製作 從壓力和(hé)差壓變送器製作的結構上來(lái)分有普通型和隔(gé)離型。
普通型的測量(liàng)膜盒為一(yī)個,它直接感受被測介質的壓力和差壓(yā);隔離型的測(cè)量膜盒接(jiē)受(shòu)到的是一種穩定液(一般為矽油)的壓力,而這種穩定液是被密封在兩個膜片中間,接(jiē)受被測壓力的膜(mó)片為外膜片。
原普通型膜盒的膜片為內膜片,當外膜片上接受壓(yā)力信號時通過矽油的傳遞原封(fēng)不動的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上,測出了外膜片所(suǒ)感受的(de)壓力。
隔離型變送器主要是針對特殊的被測量介質使用的,如被測介(jiè)質離開設備後會產生(shēng)結晶,而使(shǐ)用(yòng)普通型變送器需要取出介(jiè)質,會將導壓(yā)管和膜盒室堵塞(sāi)使其不能正(zhèng)常工作,所以必須(xū)選用(yòng)隔離型。
隔離(lí)型通常作成法蘭式安裝,即在被(bèi)測設備(bèi)上開口(kǒu)加法蘭使變送器安裝後它(tā)的感應膜片是設備(bèi)壁的一部分(fèn),這樣它不(bú)會取(qǔ)出(chū)被測介(jiè)質,一般不會造成結晶堵塞。
當被測介質需(xū)求結晶溫度較高時,可選用將膜片凸出的結構,這樣可將(jiāng)傳感膜片插入到設備(bèi)內部(bù),從而(ér)感應到的介質(zhì)溫度不會降(jiàng)低(dī),這樣測量是有(yǒu)保障的,即選用插(chā)入式法蘭變送器。
隔離型變送器有遠(yuǎn)傳型和一體型。
遠傳型(xíng)即外(wài)膜盒與(yǔ)測量膜盒之間用加強毛細管連接,一般毛細管為 3~5米(mǐ),這樣外(wài)膜盒裝在(zài)設備上,內膜盒及變送器可以安裝在便於維護的(de)支(zhī)架(jià)上;另一種(zhǒng)形式是外膜盒與變(biàn)送器作成一體直接由法蘭(lán)安裝(zhuāng)在設備上。
對於隔離型壓力變送器它還(hái)可以(yǐ)作成(chéng)螺紋連接型,即外膜盒或外彈(dàn)性元件可在安裝螺紋的前(qián)麵,隻要在被測設備上焊接上內螺紋凸台,便可將變送器直(zhí)接擰到設備上,安裝非常方便。
隔離型壓力/差壓變送(sòng)器(qì)的製作複雜,材質要求高,所以它的價格通常是普通型的3倍。
2.2 選型原則 在壓力/差壓變送器的選用上主要依據:以被測介質的性質指標為準,以節約資金、便(biàn)於安裝和維護為參(cān)考。
如被測介質為高黏度易(yì)結晶強(qiáng)腐蝕(shí)的場合,必須選用隔離型變送器。
在選型(xíng)時要(yào)考慮它的(de)介質對膜盒金屬的腐蝕,一定要(yào)選好膜盒材質,否則使用後很短時間就會將外膜片腐蝕壞,法蘭也會被腐蝕壞造(zào)成設備和人身事故,所以(yǐ)材質選擇非常重要。
變(biàn)送器的膜盒材質有普通不鏽鋼、304不鏽鋼、316L不鏽鋼(gāng)、鉭膜(mó)盒材(cái)質等。
在選型時要考慮被測介質的溫(wēn)度,如果溫度高一般為200℃~400℃,要選用高溫型,否則矽油會產生汽化膨脹,使測(cè)量不準。
在選型時要考慮設備工作壓力等級,變送器(qì)的壓力等(děng)級必須與應用場合(hé)相符合。
從經濟角度上講(jiǎng),外膜盒及插入部分(fèn)材質比較(jiào)合適,但連接法蘭可(kě)以選用碳鋼、鍍鉻,這(zhè)樣會節約(yuē)很多資金。
隔離型壓力變送器選用是選用螺紋連接形式的,這樣既節約資金(jīn)安裝(zhuāng)又方便。
對於普通壓力和差壓變送器(qì)選型,也要考慮被測介質(zhì)的(de)腐蝕性問題(tí),但使用的介質溫度可(kě)以不考慮(lǜ),因為普(pǔ)通型壓變是引壓到表內,長期工作(zuò)溫度為常溫,但普通型使用的維護量要比隔離(lí)型大。
首先是保溫(wēn)問題,在(zài)北方冬季零下,導(dǎo)壓管會結冰,變送器無法工作甚至損(sǔn)壞,這就需要增加伴(bàn)熱和保溫箱等。
從經濟角度上來講,選用變送器時,隻要不是易結晶介(jiè)質都可以采用普(pǔ)通型變送器,而(ér)且(qiě)對於低壓易結晶介質也可以加吹掃介質(zhì)來間接測量(liàng)(隻(zhī)要(yào)工藝允許用吹掃液或氣),應用普通型變送器就是要(yào)求維護人員多進行定時檢查,包括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質(zhì)是否正常、保溫是否良好等,隻(zhī)要維護好,大(dà)繞包機(jī)量使用普通型變送器一次性投資會節約很多。
從選(xuǎn)用變送器測(cè)量範圍上來說,一般(bān)變送器都具有一(yī)定的量程可調範圍,將使用的量程範圍設在(zài)它量程的1/4~3/4段,這樣精度會有保證,對於(yú)微差壓變送器來說更是重要。
實踐中有些應用場合(液位(wèi)測量)需要對變(biàn)送器的測量範圍遷移,根據現場(chǎng)安裝位置計算出測量範圍和遷移量,遷移(yí)有正遷(qiān)移和負遷移之分。
目前,智能變送器已相當普及(jí),它的特(tè)點是(shì)精度(dù)高、可調範圍大,而且調整非常(cháng)方便、穩(wěn)定性好,選型時應多考慮。
川儀橫河EJA、北京(jīng)遠東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800係列(liè)等,使用都非常可靠。
按照設計規範,在工程設計選型中,究竟采用氣動變送器還是電動變送器,因其各有特長,應該根據裝置的具體(tǐ)條件進行綜合考慮和分析。
以下幾點可供選用時參考: 集中操(cāo)作程度(dù); 是否與DCS計算機相操作配合; 響應速度; 經濟性; 可(kě)靠性及使用維(wéi)護方麵(miàn); 安全性(防爆、停電、氣源故障等); 環境條件及傳輸距離。
一般來說,下列條件以(yǐ)選用氣動儀(yí)表為宜: 自(zì)變送器至顯示調節儀表間的距離較短,通常以不超過150m較為(wéi)合適; 工藝(yì)物(wù)料是(shì)易燃易(yì)爆介質及相對濕度很(hěn)大的場合; 要求儀(yí)表(biǎo)投資少; 一般中(zhōng)小型企業(yè)要求易維(wéi)修,經(jīng)濟可靠; 在以電動儀表為主的大型裝(zhuāng)置裏,有些現場就地調節回路不(bú)要求引入中央控製室集中操作。
下列條件以選擇電動儀表為宜: 變送器至顯示調節單元間的距離超過150m以上; 大型企業要求高度集中管理的中央控製; 設置有DCS計(jì)算機進行控製及管理的對(duì)象; 要求響(xiǎng)應速度快,信息處理及運算複雜的場合。
實際中,在現代(dài)化生產裝置中都是發(fā)揮它們各自的特點進行混合選用的(de)。
3 差(chà)壓變送器的選型 差壓變送(sòng)器根據以下幾點選型: (1) 測(cè)量範圍、需要的精度及測量功能; (2) 被測(cè)介質的物理化學性質和(hé)狀態,如(rú)強酸、強堿、粘稠(chóu)、易凝固(gù)結晶和氣化等工況;
(3)測量儀表(biǎo)麵對的環境,如石油化工的工業(yè)環(huán)境,有可燃(有毒)和爆(bào)炸危險(xiǎn)氣氛的存在,有較高的環境溫度等;
(4) 操作條件的變化,如介(jiè)質溫度、壓力、濃度的變化。
有時還要考慮到從開車到參數達(dá)到正常生產時,氣相和液相濃(nóng)度和密度的變(biàn)化; (5) 被測對象容器的(de)結構(gòu)、形狀、尺寸、容器內的(de)設備附件及各(gè)種進出口料(liào)管口都要考慮,如塔(tǎ)、溶液槽(cáo)、反應器、鍋爐汽包、立罐、球罐等; (6)工藝商的具體要求。
(7) 工程儀表選型要有統一的考慮,要求盡可能(néng)地(dì)減(jiǎn)少品種規格,減少(shǎo)備品備件,以利管理; (8) 其他要求(qiú),如環保及衛生(shēng)等要求; (9) 實際的工藝情況(kuàng): ① 考慮被(bèi)測對象是屬於哪一類設備(bèi)。
如槽、罐(guàn)類,槽的容積(jī)較小,測量範圍不會太大,罐的容積較大,測量範圍可能(néng)較大; ② 要看介質的物化性質及潔淨程度,常規的差(chà)壓式變送器及浮筒式(shì)液位變送器,還要對接觸介質部分的材質進行(háng)選擇(zé); ③ 對有些懸浮物、泡沫等介質可用(yòng)單法蘭式差壓變送器。
有些易(yì)析出、易結(jié)晶的(de)用插(chā)入式雙(shuāng)法蘭式差壓變送器; ④ 對高黏度的介質的液位及高壓設備的液位,由於設備(bèi)無法(fǎ)開孔,可選用放射液位計來測量; ⑤ 除了測量方法上和技術上問題外,還有儀表投資問題。
綜上所(suǒ)述,變送器(qì)的選型,從(cóng)技術上要可行,經濟(jì)上要合(hé)理,管理上要方便(biàn)。
4 壓力變送器的選型方法 從(cóng)物理學(xué)角度看,任何一個物體(tǐ)上受到的壓力都應包括(kuò)大氣壓力和被測介質的壓力(lì)(一般稱為表壓(yā))兩部分。
作用在被測物體上這兩部分(fèn)壓力總和稱為壓力。
P絕 = P表 + 大氣壓 測量壓力的儀表稱為絕(jué)壓表。
對於普通(tōng)的(de)工業壓力表測量的都是表壓值,也就是壓力與大氣壓的壓差值。
當壓力大於大氣壓(yā)值時測得(dé)的表壓值為(wéi)正值,稱為正表壓;當壓力小(xiǎo)於大氣壓值時測(cè)得的表壓值為負值,稱為負表壓,即(jí)真空度。
測量真空度的儀表稱為(wéi)真空表。
1 為了保(bǎo)證壓力測量精(jīng)度,最小壓力測量值應高於壓力(lì)表測量量程的1/3; 2 對需遠距離測量(liàng)或測量精度要求較高的場合,應選擇壓力傳感器或壓力變送器; 3 在(zài)測量精度要求不高時,可選(xuǎn)擇電阻或電感式、霍爾效應式遠(yuǎn)傳壓力表; 4 壓力變送(sòng)器(qì)、壓(yā)力開關應根據(jù)安裝(zhuāng)場所防爆(bào)要求合理選擇;
5 氣動(dòng)基地式壓力指示調(diào)節器適宜作就地壓(yā)力指示調節。
5 壓(yā)力表的選型 (1) 量程(chéng)選擇 在測穩定壓力(lì)時,一般壓力表最大量程選擇接近(jìn)或大於正(zhèng)常壓力測量值的1.5倍; 在測脈動壓力時,一般壓力表最大(dà)量程(chéng)選擇接近或大於正常壓力測量值的2倍(bèi); 在測機泵(bèng)出口壓力時,一般(bān)壓力表最大量程選擇接近機泵出口最大壓力值; 在測高壓壓力時,一般壓(yā)力表最大量程選擇(zé)應大於最(zuì)大壓力測量值的1.7倍; 為(wéi)了保證壓力測量精(jīng)度,最小壓力測量值應高於壓力表測量量程的1/3。
(2) 型(xíng)式選擇 測壓>0.4MPa時,可選用彈簧管壓力表; 測壓<0.04MPa時,可選用波紋管和(hé)膜盒壓力表; 測粘稠、易結晶、腐(fǔ)蝕性、含固體顆粒的場合,可采用膜片壓力表(biǎo)或附帶化學密封裝置; 測蒸汽或高於60℃的介質壓力測量應選擇不鏽鋼壓力表或(huò)安裝冷凝圈; 脈動壓力測(cè)量應附加阻尼器或耐震壓力表; 測含有(yǒu)粉塵氣體時應設置除塵器; 測含有液(yè)體的(de)氣體壓力(lì)時應設(shè)置氣液(yè)分離(lí)器; 測某些化工介質應選用壓力表(biǎo):對含氨介質壓力(lì)測(cè)量(liàng)采用氨(ān)用壓力表,對含氧氣壓力測量采用氧氣壓力表,對乙炔壓力測量采(cǎi)用乙炔壓力表,對含硫介質壓力采用抗硫(liú)壓力表; 高壓壓力表(大於10MPa)應有泄壓安全設施。


