差壓變送器

^[1]用于測(cè)量液體、氣體和蒸汽的液位、密度

和壓力，然后將其轉(zhuǎn)變成4- 20mADC的電流信號(hào)輸出。HAKK-EKA110A也可以通過(guò)BRAIN手操器或CENTUM CS/μXL或HART 275手操器相互通訊，通過(guò)它們進(jìn)行設(shè)定和監(jiān)控等。

1.產(chǎn)品簡(jiǎn)介：

　　差壓變送器用于測(cè)量液體、氣體和蒸汽的液位、密度和壓力，然后將其轉(zhuǎn)變成4- 20mADC的電流信號(hào)輸出。^[2]HAKK-EKA110A差壓變送器也可以通過(guò)BRAIN手操器或CENTUM CS/μXL或HART375手操器相互通訊，通過(guò)它們進(jìn)行設(shè)定和監(jiān)控等。 　　

2.產(chǎn)品選型一覽表

　　基本規(guī)格代碼： 　　

訂貨須知:

　　1)變送器型號(hào)可根據(jù)選型規(guī)格表按需要確定。 　　2）選型規(guī)格表中的數(shù)字、符號(hào)必須填寫清楚、準(zhǔn)確無(wú)誤。 　　3）如有正負(fù)遷移，必須注明遷移量數(shù)值。 　　4）差壓變送器如需配三閥組、節(jié)流裝置，需另行注明。 　　5）變送器根據(jù)用戶規(guī)定的量程校驗(yàn)。如果用戶無(wú)規(guī)定，變送器調(diào)校至量程，這種校驗(yàn)將在室溫、常壓下進(jìn)行。 　　6）需要標(biāo)注工位號(hào)時(shí)，應(yīng)在訂貨時(shí)注明。 　　7）選購(gòu)遠(yuǎn)傳變送器時(shí)，還應(yīng)根據(jù)不同遠(yuǎn)傳法蘭選型表按需確定。 　　8）如果遠(yuǎn)傳變送器要在真空?qǐng)龊虾透邷貓?chǎng)合下使用，訂貨時(shí)要特殊標(biāo)明。 　　9）接觸介質(zhì)O形密封環(huán)的材料有丁晴橡膠和氟橡膠等。 　　簡(jiǎn)介 　　差壓變送器利用差動(dòng)電容檢測(cè)原理將差壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)^[3]。該變送器具有堅(jiān)固耐振、量程、零點(diǎn)、阻尼現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)可調(diào)。度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。使用對(duì)象：液體、氣體和蒸汽。 　　差壓變送器是測(cè)量變送器兩端壓力之差的變送器,輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(如 4~20mA,1~5V)。差壓變送器與一般的壓力變送器不同的是它們均有2個(gè)壓力接口, 差壓變送器一般分為正壓端和負(fù)壓端,一般情況下, 差壓變送器正壓端的壓力應(yīng)大于負(fù)壓段壓力才能測(cè)量。 　　通常壓力變送器有壓阻式,電容式2類,

模擬型特點(diǎn)

　　● 高 　　● 量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào) 　　● 穩(wěn)定性能好 　　● 正遷移可達(dá)500%、負(fù)遷移可達(dá)600% 　　● 二線制 　　● 阻尼可調(diào)、耐過(guò)壓 　　● 固體傳感器設(shè)計(jì) 　　● 無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件、維修量少 　　● 重量輕（2.4kg） 　　● 全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、互換性強(qiáng) 　　● 小型化（166mm總高） 　　● 接觸介質(zhì)的膜片材料可選 　　● 單邊抗過(guò)壓強(qiáng) 　　● 低壓澆鑄鋁合金殼體

智能型特點(diǎn)：

　　●超級(jí)的測(cè)量性能，用于壓力、差壓、液位、流量測(cè)量 　　●數(shù)字：+（-）0.05% 　　●模擬：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S 　　●全性能：+（-）0.25F.S 　　●穩(wěn)定性：0.25% 60個(gè)月 　　●量程比：100：1 　　●測(cè)量速率：0.2S 　　●小型化（2.4kg）全不銹鋼法蘭，易于安裝 　　●過(guò)程連接與其它產(chǎn)品兼容，實(shí)現(xiàn)測(cè)量 　　●世界上采用H合金護(hù)套的傳感器（技術(shù)），實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的冷、熱穩(wěn)定性 　　●采用16位計(jì)算機(jī)的智能變送器 　　●標(biāo)準(zhǔn)4-20mA，帶有基于HART協(xié)議的數(shù)字信號(hào)，遠(yuǎn)程操控 　　●支持向現(xiàn)場(chǎng)總線與基于現(xiàn)場(chǎng)控制的技術(shù)的升級(jí)。^[4]

差壓變送器在油庫(kù)計(jì)量中的應(yīng)用

1 引言

　　在目前的油庫(kù)油罐液位的測(cè)量設(shè)計(jì)中，差壓變送器比較流行的是采用雷達(dá)液位計(jì)或浮

球、浮標(biāo)、鋼帶式液位計(jì)等。雷達(dá)液位計(jì)雖然高但成本也高，而浮標(biāo)、浮球等液位計(jì)，安裝、維護(hù)比較麻煩。差壓式液位計(jì)，在鍋爐汽包等密閉容器中應(yīng)用廣泛，但測(cè)量結(jié)果并非真正液位，因此在油罐液位測(cè)量的設(shè)計(jì)鮮有應(yīng)用。其實(shí)油庫(kù)油罐的液位，并不十分重要，用戶實(shí)際要了解的并不是液位，而是通過(guò)測(cè)量液位來(lái)了解油罐中油品的實(shí)際數(shù)量（即噸數(shù)），從而防止?jié)M溢。由此分析采用差壓法來(lái)測(cè)液位（實(shí)際為噸數(shù)）也不失為一個(gè)好的選擇。因?yàn)槟壳安顗鹤兯推鞯膽?yīng)用十分成熟，象1151、3051以及EJA等差壓變送器，技術(shù)十分完善，可達(dá)0.075級(jí)，而且價(jià)格大幅下跌，性能價(jià)格較高。

2 差壓變送器的設(shè)計(jì)原理

　　顧名思義差壓變送器所測(cè)量的結(jié)果是壓力差，即△P=ρg△h。而由于油罐往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那么，重量G=△P·S=ρg△h·S，S不變，G與△P成正比關(guān)系。即只要準(zhǔn)確地檢測(cè)出△P值，與高度△h成反比，在溫度變化時(shí)，雖然油品體積膨脹或縮小，實(shí)際液位升高或降低，所檢測(cè)到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實(shí)際液位，也可以引入介質(zhì)溫度補(bǔ)償予以解決。

3 差壓變送器的實(shí)際應(yīng)用

　　在溫州新世紀(jì)油庫(kù)項(xiàng)目，筆者將此思路應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。 　　設(shè)計(jì)條件： 2000m3油罐，直徑d=14.5m，高度就可以得到實(shí)際油品的庫(kù)存量G，從公式還可知其密度ρh=14m。 　　表：1151LT法蘭式隔爆差壓變送器，選用法蘭式是防止罐底臟物沉淀而堵塞引壓管，變送器量程0～140kPa。 　　二次表：選用WP系列智能光柱顯示報(bào)警儀，信號(hào)輸入，可任意改變量程，用光柱顯示液位，用數(shù)字顯示油品的噸數(shù)。以6#罐為例，S=π×r2=3.14×7.252=165m2，高為14m。 　　在油罐頂部，差壓變送器設(shè)計(jì)一套液位報(bào)警裝置，防止油品滿溢，作為雙保險(xiǎn)。在應(yīng)用中由于測(cè)量值直接為噸數(shù)，故油罐不論貯存何種油品，二次表顯示的值是油罐內(nèi)油品的噸數(shù)，避免了需要測(cè)定密度進(jìn)行換算的麻煩。 　　差壓變送器一般情況油品出入庫(kù)往往是采用泵輸送經(jīng)過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量，由于流量計(jì)的有限，也只有0.2級(jí)，差壓變送器還需測(cè)密度計(jì)算，其結(jié)果往往有些出入，從而造成計(jì)量糾紛?，F(xiàn)在因?yàn)橛凸逌y(cè)量的結(jié)果為噸數(shù)，而且可達(dá)到0.2級(jí)甚至0.1級(jí)，因此，與容積式流量計(jì)相比，差壓變送器計(jì)量結(jié)果更準(zhǔn)確。雖然在小數(shù)量的油品出入庫(kù)時(shí)，由于分辨率的原因，測(cè)量的結(jié)果誤差較大，但在大數(shù)量的油品出入庫(kù)時(shí)，其較高的和較小的相對(duì)誤差，差壓變送器是其它計(jì)量手段所無(wú)法比擬的，特別適合月度、季度、年度的盤存。實(shí)踐表明其主要優(yōu)點(diǎn)有：① 安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便；② 讀數(shù)直觀直接明確，可直接讀出油品的庫(kù)存量；③ 免除了密度的測(cè)定和換算。

4 差壓變送器的注意問(wèn)題

　　(1) 設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)考慮油罐底部的取壓開(kāi)孔盡可能放低，以消除溫度

變化而造成的誤差，必要時(shí)引入溫度補(bǔ)償。 　　(2) 在油罐的罐體水平截面不等的情況下（如上小下大），要考慮補(bǔ)償措施。如二次表選用WP-H80系列液位-容量控制儀。 　　(3) 為達(dá)到一定，如油罐頂部裝有呼吸閥時(shí)，必須采用差壓變送器而不能采用壓力變送器。對(duì)敞口油罐或要求不高時(shí)，可直接采用壓力變送器以方便安裝。 　　(4) 二次表盡量采用智能表，可方便改變量程，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)取?　　差壓變送器是一種測(cè)量差壓值的差壓式變送器，用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位的差壓，然后將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成4～20mA DC信號(hào)輸出。再通過(guò)顯示儀表將差壓值顯示出來(lái)。 　　差壓變送器在日常使用中的注意事項(xiàng)： 　　1：切勿用高于36V電壓加到變送器上，導(dǎo)致變送器損壞； 　　2：切勿用硬物碰觸膜片，導(dǎo)致隔離膜片損壞； 　　3：被測(cè)介質(zhì)不允許結(jié)冰，否則將損傷傳感器元件隔離膜片，導(dǎo)致變送器損壞，必要時(shí)需對(duì)變送器進(jìn)行溫度保護(hù)，以防結(jié)冰； 　　4：在測(cè)量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時(shí)，其溫度不應(yīng)超過(guò)變送器使用時(shí)的極限溫度，高于變送器使用的極限溫度必須使用散熱裝置； 　　5：測(cè)量蒸汽或其他高溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使用散熱管，使變送器和管道連在一起，并使用管道上的壓力傳至變壓器。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為水蒸氣時(shí)，散熱管中要注入適量的水，以防過(guò)熱蒸汽直接與變送器接觸，損壞傳感器； 　　6：在壓力傳輸過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)， 　　a、變送器與散熱管連接處，切勿漏氣； 　　b、開(kāi)始使用前，如果閥門是關(guān)閉的，則使用時(shí)，應(yīng)該非常小心、緩慢地打開(kāi)閥門，以免被測(cè)介質(zhì)直接沖擊傳感器膜片，從而損壞傳感器膜片； 　　c、管路中必須保持暢通，管道中的沉積物會(huì)彈出，并損壞傳感器膜片；

電容式差壓變送器的工作原理

　　電容式差壓變送器的被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。MT3351系列差壓變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其值被微處理器用來(lái)判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進(jìn)行傳感器線性化。重置測(cè)量范圍。工程單位換算、阻尼、開(kāi)方，傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)字通信。 　　本微處理器中有16字節(jié)程序的RAM，并有三個(gè)16位計(jì)數(shù)器，其中之一執(zhí)行A /D轉(zhuǎn)換。 　　D/A轉(zhuǎn)換器把微處理器來(lái)的并經(jīng)校正過(guò)的數(shù)字信號(hào)微調(diào)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。數(shù)據(jù)貯存在EEPROM內(nèi)，即使斷電也保存完整。

差壓變送器在應(yīng)用中的故障診斷與分析

1. 調(diào)查法：

　　回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、 誤操作、誤維修。

2. 直觀法：

　　觀察回路的外部損傷、導(dǎo)壓管的泄漏，回路的過(guò)熱，供電開(kāi)關(guān)狀態(tài)等。

3. 檢測(cè)法：

　　1) 斷路檢測(cè)：將懷疑有故障的部分與其它部分分開(kāi)來(lái)，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進(jìn)下步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊，可將電源從表體上斷開(kāi)，用現(xiàn)場(chǎng)另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號(hào)而干擾通訊。 　　2) 短路檢測(cè)：在保證安全的情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開(kāi)，從取壓閥外直接將差壓信號(hào)直接引到差壓變送器雙側(cè)，觀察變送器輸出，以判斷導(dǎo)壓管路的堵、漏的連通性。 　　3) 替換檢測(cè)：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時(shí)更換一塊，以確定原因。 　　4)分部檢測(cè)：將測(cè)量回路分割成幾個(gè)部分，如：供電電源、信號(hào)輸出、信號(hào)變送、信號(hào)檢測(cè)，按分部分檢查，由簡(jiǎn)至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。

差壓變送器的選擇

　　差壓變送器是測(cè)量工藝管道或罐體中介質(zhì)的壓力差，并且通過(guò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、開(kāi)方將測(cè)量的差壓值轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸出。選擇差壓變送器需要知道如下的參數(shù)： 　　1、差壓值 　　2、介質(zhì) 　　3、介質(zhì)的工作壓力 　　4、介質(zhì)的工作溫度 　　5、是智能還是模擬 　　

優(yōu)勢(shì)分析

　　模擬型特點(diǎn) 　　● 高 　　● 量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào) 　　● 穩(wěn)定性能好 　　● 正遷移可達(dá)500%、負(fù)遷移可達(dá)600% 　　● 二線制 　　● 阻尼可調(diào)、耐過(guò)壓 　　● 固體傳感器設(shè)計(jì) 　　● 無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件、維修量少 　　● 重量輕（2.4kg） 　　● 全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、互換性強(qiáng) 　　● 小型化（166mm總高） 　　● 接觸介質(zhì)的膜片材料可選 　　● 單邊抗過(guò)壓強(qiáng) 　　● 低壓澆鑄鋁合金殼體 　　智能型特點(diǎn)： 　　●超級(jí)的測(cè)量性能，用于壓力、差壓、液位、流量測(cè)量 　　●數(shù)字：+（-）0.05% 　　●模擬：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S 　　●全性能：+（-）0.25F.S 　　●穩(wěn)定性：0.25% 60個(gè)月 　　●量程比：100：1 　　●測(cè)量速率：0.2S 　　●小型化（2.4kg）全不銹鋼法蘭，易于安裝 　　●過(guò)程連接與其它產(chǎn)品兼容，實(shí)現(xiàn)測(cè)量 　　●世界上采用H合金護(hù)套的傳感器（技術(shù)），實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的冷、熱穩(wěn)定性 　　●采用16位計(jì)算機(jī)的智能變送器 　　●標(biāo)準(zhǔn)4-20mA，帶有基于HART協(xié)議的數(shù)字信號(hào)，遠(yuǎn)程操控 　　●支持向現(xiàn)場(chǎng)總線與基于現(xiàn)場(chǎng)控制的技術(shù)的升級(jí)。