壓力傳感器/差壓變送器的應用及選型

壓力傳感器/差壓變送器的應用及選型

1 概述
在諸類儀表中，變送器的應用最廣泛、最普遍，變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器。變送器常用來測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。變送器有兩線制和四線制之分，兩線制變送器尤多；有智能和非智能之分，智能變送器漸多；有氣動和電動之分，電動變送器居多；另外，按應用場合有本安型和隔爆型之分；按應用工況變送器的主要種類如下：

低（微）壓/低差壓變送器；

中壓/中差壓變送器；

高壓/高差壓變送器；

絕壓/真空/負壓差壓變送器；

高溫/壓力、差壓變送器；

耐腐蝕/壓力、差壓變送器；

易結晶/壓力、差壓變送器。

變送器的選型通常根據安裝條件、環境條件、儀表性能、經濟性和應用介質等方面考慮。實際運用中分為直接測量和間接測量；其用途有過程測量、過程控制和裝置聯鎖。常見的變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單法蘭變送器、雙法蘭變送器、插入式法蘭變送器等。

壓力變送器和差壓變送器單從名詞上講測量的是壓力和兩個壓力的差，但它們間接測量的參數是有很多的。如壓力變送器，除測量壓力外，它還可以測量設備內的液位。在常壓容器測量液位時，需用一臺壓變即可。當測量受壓容器液位時，可用兩臺壓變，即測量下限一臺，測量上限一臺，它們的輸出信號可進行減法運算，即可測出液位，一般選用差壓變送器。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。壓力變送器的測量范圍可以做的很寬，從絕壓0開始可以到100MPa（一般情況）。

2 壓力傳感器/差壓變送器介紹

差壓變送器除了測量兩個被測量壓力的差壓值外，它還可以配合各種節流元件來測量流量，可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 制作

從壓力和差壓變送器制作的結構上來分有普通型和隔離型。普通型的測量膜盒為一個，它直接感受被測介質的壓力和差壓；隔離型的測量膜盒接受到的是一種穩定液（一般為硅油）的壓力，而這種穩定液是被密封在兩個膜片中間，接受被測壓力的膜片為外膜片。原普通型膜盒的膜片為內膜片，當外膜片上接受壓力信號時通過硅油的傳遞原封不動的將外膜片的壓力傳遞到了普通膜盒上，測出了外膜片所感受的壓力。

隔離型變送器主要是針對特殊的被測量介質使用的，如被測介質離開設備后會產生結晶，而使用普通型變送器需要取出介質，會將導壓管和膜盒室堵塞使其不能正常工作，所以必須選用隔離型。隔離型通常作成法蘭式安裝，即在被測設備上開口加法蘭使變送器安裝后它的感應膜片是設備壁的一部分，這樣它不會取出被測介質，一般不會造成結晶堵塞。

當被測介質需求結晶溫度較高時，可選用將膜片凸出的結構，這樣可將傳感膜片插入到設備內部，從而感應到的介質溫度不會降低，這樣測量是有保障的，即選用插入式法蘭變送器。

隔離型變送器有遠傳型和一體型。遠傳型即外膜盒與測量膜盒之間用加強毛細管連接，一般毛細管為 3~5米，這樣外膜盒裝在設備上，內膜盒及變送器可以安裝在便于維護的支架上；另一種形式是外膜盒與變送器作成一體直接由法蘭安裝在設備上。對于隔離型壓力變送器它還可以作成螺紋連接型，即外膜盒或外彈性元件可在安裝螺紋的前面，只要在被測設備上焊接上內螺紋凸臺，便可將變送器直接擰到設備上，安裝非常方便。

隔離型壓力傳感器/差壓變送器的制作復雜，材質要求高，所以它的價格通常是普通型的3倍。

壓力傳感器/差壓變送器的應用及選型

2.2 選型原則

在壓力傳感器/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、便于安裝和維護為參考。如被測介質為高黏度易結晶強腐蝕的場合，必須選用隔離型變送器。

在選型時要考慮它的介質對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質，否則使用后很短時間就會將外膜片腐蝕壞，法蘭也會被腐蝕壞造成設備和人身事故，所以材質選擇非常重要。變送器的膜盒材質有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質等。

在選型時要考慮被測介質的溫度，如果溫度高一般為200℃~400℃，要選用高溫型，否則硅油會產生汽化膨脹，使測量不準。

在選型時要考慮設備工作壓力等級，變送器的壓力等級必須與應用場合相符合。從經濟角度上講，外膜盒及插入部分材質比較合適，但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻，這樣會節約很多資金。

隔離型壓力變送器選用最好是選用螺紋連接形式的，這樣既節約資金安裝又方便。

對于普通壓力和差壓變送器選型，也要考慮被測介質的腐蝕性問題，但使用的介質溫度可以不考慮，因為普通型壓變是引壓到表內，長期工作溫度為常溫，但普通型使用的維護量要比隔離型大。首先是保溫問題，在北方冬季零下，導壓管會結冰，變送器無法工作甚至損壞，這就需要增加伴熱和保溫箱等。

從經濟角度上來講，選用變送器時，只要不是易結晶介質都可以采用普通型變送器，而且對于低壓易結晶介質也可以加吹掃介質來間接測量（只要工藝允許用吹掃液或氣），應用普通型變送器就是要求維護人員多進行定時檢查，包括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質是否正常、保溫是否良好等，只要維護好，大量使用普通型變送器一次性投資會節約很多。

從選用變送器測量范圍上來說，一般變送器都具有一定的量程可調范圍，最好將使用的量程范圍設在它量程的1/4~3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應用場合（液位測量）需要對變送器的測量范圍遷移，根據現場安裝位置計算出測量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負遷移之分。

目前，智能變送器已相當普及，它的特點是精度高、可調范圍大，而且調整非常方便、穩定性好，選型時應多考慮。川儀橫河EJA、北京遠東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等，使用都非常可靠。

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