智能差压变送器在工业测量上应用

［摘要］智能差压变送器是广泛应用在工业生产中的测量设备，它除了用于测量工业生产过程中的差压、压力参数外，还可和多种传感元件配套，测量流体流量，测量容器中的介质液位、料位、密度和藏量，以及在监测和控制系统中作为一个环节，参与各种运算。本文重点对智能差压变送器在使用范围内的测量运用进行探讨。
1智能差压变送器的特点
       智能差压变送器采用了当今不少高新技术，如传感技术，微电子数字处理技术等,与常现变送器相比,具有精度高、稳定性好、可靠性高、测量范围宽、量程比大等特点。更具优势的是它实现了数字通讯功能,通过通讯协议可对智能变送器的各种参数进行变更、设定,实现远程调试、人机对话、在线监测各种数据,和所有智能仪表一样，智能差压变送器也拥有完善的自诊断功能。
       合理地选择智能变送器,它能帮助自控人员提高生产效率,降低仪表工作量,减少仪表备品备件,拓展工作思路,降低生产成本，提供解决问题新方法、新思路,最终提高生产过程的自动化水平。
2智能差压变送器的工作原理.
       压力和差压变送器作为过程控制系统的检测变换部分,将液体、气体或蒸汽的差压(压力)、流量、液位等工艺参数转换成统一的标准信号(如DC4mA~20mA电流),作为显示仪表、运算器和调节器的输入信号,以实现生产过程的连续检测和自动控制。
       差动电容式压力变送器由测量部分和转换放大电路组成。差动电容式压力变送器的测量部分常采用差动电容结构,如图1所示。

3智能差压变送器的使用范围
3.1智能差压变送器测量流量
3.1.1节流式流量计(如图2)

       在工业生产过程中,测量流量的仪表很多,但差压式流量计所占的比例最大,用的最为广泛,其结构简单、可靠,无可动部件，不怕振动,能耐高温、低温和其他恶劣条件;差压式流量计既能测液体,又能测气体和蒸气流量;由标准节流装置组成的差压流量计不用标定。
3.1.2测速管流量计
       测速管流量计是以测速管为传感元件，测量流体的全压和静压之差,以获得流体的流速，再乘以管道截面积而得流体体积流量的流量计。
3.1.3内藏孔板流量计
       内藏孔板流量计是将节流元件设计在差压变送器的检测部件内部,用以测量微小流量的一-种变送器。
3.1.4靶式流量计
       将力平衡式气动或电动差压变送器的膜盒部件卸下，换成一块圆板,固定在下杠杆末端,便可构成靶式流量计。
3.2智能差压变送器测量液位
3.2.1静压液位计
       通过测静压来测量容器液位的静压液位计,可分为两类:用于测量开口容器液位的压力式液位计，如图3;用于测量闭口容器液位的差压式液位计,如图4。

       用静压式液位计测量闭口容器液位时,变送器的示值除了与液柱的静压力有关外,还与液位上面的气相压力有关,所以变送器的输出既受液位的变化影响,还受气相压力的变化影响。为了消除气相压力的影响，需要采用差压式液位计测量。
3.2.2吹气液位计
       吹气气体-般是空气,但如果被测液体是易燃、易氧化的介质,也可以用氮气或二氧化碳等惰性气体。
3.2.3双室平衡容器差压液位计
       双室平衡容器实质上是一个水位差压的转换装.置,它根据连通器原理,将汽鼓水位转换为两个容室中的压力差,并通过测此压力差来测量汽鼓水位。除测量流量和液位外,用差压变送器还可以测量介质的密度和重量。
4智能差压变送器的安装
4.1信号压力的引入
       变送器的输入信号压力一般有三种方法引入:通过直通终端接头,通过腰形法兰及通过阀组。
4.1.1通过直通终端接头
       直通终端接头如图5。接头体上有外螺纹,它拧到变送器的导压口。螺纹有各种规格,以适应不同型号的变送器的需要。接管和引压导管相焊,它也有多种规格，以配不同直径和壁厚的引压导管。拆卸时，只要把外套螺母拧下,就可以使变送器和导压管分开。

4.1.2通过腰形法兰
       腰形法兰是一个小法兰,形如腰子，有时也叫椭圆法兰。它用两螺钉固定在变送器的导压口上,法兰的一端和变送器相通,另一端有内螺纹接口,直通终端接头或引压导管即拧在此接口上。
4.1.3通过阀组相连

       变送器阀组有三阀组、二阀组、五阀组等三种。.
       变送器输入压力的引入采用了三阀组。差压变送器和导压管的连接也可以通过三阀组。一体化三阀组由两个引压阀1和一个平衡阀2组成。一体化三阀组比单独的三个阀结构紧凑,安装方便。
五阀组是在三阀组的基础上又增加了两个排污阀3(放空)。正常工作时,将两组排污阀和平衡阀关闭;仪表对零位时,则将高低压阀切断,打开平衡阀即可。
两阀组一般用于压力变送器,通过它将过程压力和变送器的导压口相连接,其工作原理示于图7(c)。其中A接工艺导管,B接压力变送器导压口，C用于排污或吹扫,D为校验口。两阀组有时也可和差压变送器配套使用。
4.2常用辅助容器
       常用的辅助容器有冷凝器、隔离器、集气器和沉降器被测流体是蒸气时,在引压管内以凝结水的形态传给变送器,为了使两引压管内的液位高度不变，常在靠近节流装置的导压管.上安装冷凝器。另外，为了防止液体中析出的沉淀堵塞导管,又在导管最低处安装沉降器及排污阀以便定期排出污物。集气器和沉降器是一个空罐,体积尽可以设计得大一些，以便放气排污的周期加长。
5总结
       伴随着自动化设备日新月异的发展,智能差压变送器在自动化领域的应用,占有不可或缺的位置，广泛运用于工业生产和科学研究等领域,是获取、处理、传送各种信息的硬件。随着工业自动化水平的不断提高,其运用也越来越广泛。在诸类智能仪器表现中,差压变送器的运用最为广泛,可用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等。在工业现代化兴隆的今天，智能差压变送器在工业控制系统中扮演着重要角色。