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差壓變送器的使用

釋出時間•₪│: 2011-05-20  點選次數•₪│: 2650次

差壓變送器利用差動電容檢測原理將差壓轉換為電訊號☁▩✘✘。該變送器具有堅固耐振•₪·、量程•₪·、零點•₪·、阻尼現場連續可調☁▩✘✘。度高•₪·、穩定性好等特點☁▩✘✘。使用物件•₪│:液體•₪·、氣體和蒸汽☁▩✘✘。

 
  是測量變送器兩端壓力之差的變送器,輸出標準訊號(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個壓力介面, 差壓變送器一般分為正壓端和負壓端,一般情況下, 差壓變送器正壓端的壓力應大於負壓段壓力才能測量☁▩✘✘。

 
  通常壓力變送器有壓阻式,電容式2類,

 
  二•₪·、油庫計量中的應用

 
  1 引言

 
  在目前的油庫油罐液位的測量設計中☁₪╃╃•,差壓變送器比較流行的是採用雷達液位計或浮球•₪·、浮標•₪·、鋼帶式液位計等☁▩✘✘。雷達液位計雖然精度高但成本也高☁₪╃╃•,而浮標•₪·、浮球等液位計☁₪╃╃•,安裝•₪·、維護比較麻煩☁▩✘✘。差壓式液位計☁₪╃╃•,在鍋爐汽包等密閉容器中應用廣泛☁₪╃╃•,但測量結果並非真正液位☁₪╃╃•,因此在油罐液位測量的設計鮮有應用☁▩✘✘。其實油庫油罐的液位☁₪╃╃•,並不十分重要☁₪╃╃•,使用者實際要了解的並不是液位☁₪╃╃•,而是透過測量液位來了解油罐中油品的實際數量(即噸數)☁₪╃╃•,從而防止滿溢☁▩✘✘。由此分析採用差壓法來測液位(實際為噸數)也不失為一個好的選擇☁▩✘✘。因為目前差壓變送器的應用十分成熟☁₪╃╃•,象1151•₪·、3051以及EJA等差壓變送器☁₪╃╃•,技術十分完善☁₪╃╃•,精度可達0.075級☁₪╃╃•,而且價格大幅下跌☁₪╃╃•,效能價格較高☁▩✘✘。

 
  2 差壓變送器的設計原理

 
  顧名思義差壓變送器所測量的結果是壓力差☁₪╃╃•,即△P=ρg△h☁▩✘✘。而由於油罐往往是圓柱形☁₪╃╃•,其截面圓的面積S是不變的☁₪╃╃•,那麼☁₪╃╃•,重量G=△P·S=ρg△h·S☁₪╃╃•,S不變☁₪╃╃•,G與△P成正比關係☁▩✘✘。即只要準確地檢測出△P值☁₪╃╃•,與高度△h成反比☁₪╃╃•,在溫度變化時☁₪╃╃•,雖然油品體積膨脹或縮小☁₪╃╃•,實際液位升高或降低☁₪╃╃•,所檢測到的壓力始終是保持不變的☁▩✘✘。如果使用者需要顯示實際液位☁₪╃╃•,也可以引入介質溫度補償予以解決☁▩✘✘。

 
  3 差壓變送器的實際應用

 
  在溫州新世紀油庫專案☁₪╃╃•,筆者將此思路應用到實際設計中☁▩✘✘。

 
  設計條件•₪│: 2000m3油罐☁₪╃╃•,直徑d=14.5m☁₪╃╃•,高度就可以得到實際油品的庫存量G☁₪╃╃•,從公式還可知其密度ρh=14m☁▩✘✘。

 
  一次表•₪│:1151LT法蘭式隔爆差壓變送器☁₪╃╃•,選用法蘭式是防止罐底髒物沉澱而堵塞引壓管☁₪╃╃•,變送器量程0~140kPa☁▩✘✘。

 
  二次表•₪│:選用WP系列智慧光柱顯示報警儀☁₪╃╃•,訊號輸入☁₪╃╃•,可任意改變數程☁₪╃╃•,用光柱顯示液位☁₪╃╃•,用數字顯示油品的噸數☁▩✘✘。以6#罐為例☁₪╃╃•,S=π×r2=3.14×7.252=165m2☁₪╃╃•,高為14m☁▩✘✘。

 
  在油罐頂部☁₪╃╃•,差壓變送器設計一套液位報警裝置☁₪╃╃•,防止油品滿溢☁₪╃╃•,作為雙保險☁▩✘✘。在應用中由於測量值直接為噸數☁₪╃╃•,故油罐不論貯存何種油品☁₪╃╃•,二次表顯示的值是油罐內油品的噸數☁₪╃╃•,避免了需要測定密度進行換算的麻煩☁▩✘✘。

 
  差壓變送器一般情況油品出入庫往往是採用泵輸送經過橢圓齒輪流量計計量☁₪╃╃•,由於流量計的精度有限☁₪╃╃•,zui高也只有0.2級☁₪╃╃•,差壓變送器還需測密度計算☁₪╃╃•,其結果往往有些出入☁₪╃╃•,從而造成計量糾紛☁▩✘✘。現在因為油罐測量的結果為噸數☁₪╃╃•,而且精度可達到0.2級甚至0.1級☁₪╃╃•,因此☁₪╃╃•,與容積式流量計相比☁₪╃╃•,差壓變送器計量結果更準確☁▩✘✘。雖然在小數量的油品出入庫時☁₪╃╃•,由於解析度的原因☁₪╃╃•,測量的結果誤差較大☁₪╃╃•,但在大數量的油品出入庫時☁₪╃╃•,其較高的精度和較小的相對誤差☁₪╃╃•,差壓變送器是其它計量手段所*的☁₪╃╃•,特別適合月度•₪·、季度•₪·、年度的盤存☁▩✘✘。實踐表明其主要優點有•₪│:① 安裝維護簡單方便;② 讀數直觀直接明確☁₪╃╃•,可直接讀出油品的庫存量;③ 免除了密度的測定和換算☁▩✘✘。

 
  4 差壓變送器的注意問題

 
  (1) 設計和安裝時應考慮油罐底部的取壓開孔儘可能放低☁₪╃╃•,以消除溫度變化而造成的誤差☁₪╃╃•,必要時引入溫度補償☁▩✘✘。

 
  (2) 在油罐的罐體水平截面不等的情況下(如上小下大)☁₪╃╃•,要考慮補償措施☁▩✘✘。如二次表選用WP-H80系列液位-容量控制儀☁▩✘✘。

 
  (3) 為達到一定精度☁₪╃╃•,如油罐頂部裝有呼吸閥時☁₪╃╃•,必須採用差壓變送器而不能採用壓力變送器☁▩✘✘。對敞口油罐或精度要求不高時☁₪╃╃•,可直接採用壓力變送器以方便安裝☁▩✘✘。

 
  (4) 二次表儘量採用智慧表☁₪╃╃•,可方便改變數程☁₪╃╃•,實現溫度補償等☁▩✘✘。

 
  差壓變送器是一種測量差壓值的差壓式變送器☁₪╃╃•,用於測量液體•₪·、氣體或蒸汽的液位的差壓☁₪╃╃•,然後將差壓訊號轉變成4~20mA DC訊號輸出☁▩✘✘。再透過顯示儀表將差壓值顯示出來☁▩✘✘。

 
  差壓變送器在日常使用中的注意事項•₪│:

 
  1•₪│:切勿用高於36V電壓加到變送器上☁₪╃╃•,導致變送器損壞;

 
  2•₪│:切勿用硬物碰觸膜片☁₪╃╃•,導致隔離膜片損壞;

 
  3•₪│:被測介質不允許結冰☁₪╃╃•,否則將損傷感測器元件隔離膜片☁₪╃╃•,導致變送器損壞☁₪╃╃•,必要時需對變送器進行溫度保護☁₪╃╃•,以防結冰;

 
  4•₪│:在測量蒸汽或其他高溫介質時☁₪╃╃•,其溫度不應超過變送器使用時的極限溫度☁₪╃╃•,高於變送器使用的極限溫度必須使用散熱裝置;

 
  5•₪│:測量蒸汽或其他高溫介質時☁₪╃╃•,應使用散熱管☁₪╃╃•,使變送器和管道連在一起☁₪╃╃•,並使用管道上的壓力傳至變壓器☁▩✘✘。當被測介質為水蒸氣時☁₪╃╃•,散熱管中要注入適量的水☁₪╃╃•,以防過熱蒸汽直接與變送器接觸☁₪╃╃•,損壞感測器;

 
  6•₪│:在壓力傳輸過程中☁₪╃╃•,應注意以下幾點☁₪╃╃•,

 
  a•₪·、變送器與散熱管連線處☁₪╃╃•,切勿漏氣;

 
  b•₪·、開始使用前☁₪╃╃•,如果閥門是關閉的☁₪╃╃•,則使用時☁₪╃╃•,應該非常小心•₪·、緩慢地開啟閥門☁₪╃╃•,以免被測介質直接衝擊感測器膜片☁₪╃╃•,從而損壞感測器膜片;

 
  c•₪·、管路中必須保持暢通☁₪╃╃•,管道中的沉積物會彈出☁₪╃╃•,並損壞感測器膜片;

 
工作原理•₪│:

 
  abg3351系列電容式差壓變送器的被測介質的兩種壓力通入高•₪·、低兩壓力室☁₪╃╃•,作用在δ元件(即敏感元件)的兩側隔離膜片上☁₪╃╃•,透過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側☁▩✘✘。MT3351系列差壓變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器☁▩✘✘。當兩側壓力不一致時☁₪╃╃•,致使測量膜片產生位移☁₪╃╃•,其位移量和壓力差成正比☁₪╃╃•,故兩側電容量就不等☁₪╃╃•,透過振盪和解調環節☁₪╃╃•,轉換成與壓力成正比的訊號☁▩✘✘。A/D轉換器將解調器的電流轉換成數字訊號☁₪╃╃•,其值被微處理器用來判定輸入壓力值☁▩✘✘。微處理器控制變送器的工作☁▩✘✘。另外☁₪╃╃•,它進行感測器線性化☁▩✘✘。重置測量範圍☁▩✘✘。工程單位換算•₪·、阻尼•₪·、開方☁₪╃╃•,感測器微調等運算☁₪╃╃•,以及診斷和數字通訊☁▩✘✘。

 
  本微處理器中有16位元組程式的RAM☁₪╃╃•,並有三個16位計數器☁₪╃╃•,其中之一執行A /D轉換☁▩✘✘。

 
  D/A轉換器把微處理器來的並經校正過的數字訊號微調資料☁₪╃╃•,這些資料可用變送器軟體修改☁▩✘✘。資料貯存在EEPROM內☁₪╃╃•,即使斷電也儲存完整☁▩✘✘。
 

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