變送器的應用(yòng)最廣泛、最(zuì)普遍,變送器大體分(fèn)為壓力變送器和差(chà)壓變送器。
變送(sòng)器常用來測量壓力、差壓(yā)、真空、液位、流量和密度等。
變送器有兩線製和四線製之(zhī)分,兩線製變送器尤(yóu)多;有(yǒu)智能和非智能(néng)之分,智能變(biàn)送器漸多;有氣動和電(diàn)動之分,電動變送器居多;另外,按(àn)應用場合(hé)有本安型和隔爆型之分;按應用(yòng)工況變送器的主要種類如下(xià): 低(微)壓/低差壓變送器; 中壓/中差壓變送器; 高壓/高差(chà)壓變送器; 絕壓/真空/負壓差壓變送(sòng)器(qì); 高溫/壓力、差壓變送器; 耐腐蝕(shí)/壓力、差壓變(biàn)送器; 易結晶/壓(yā)力、差壓變送器。
變送器的選型(xíng)通常根據安裝條件、環境條(tiáo)件、儀表性能、經濟(jì)性和應用介質等方麵考慮。
實際運用中分為(wéi)直接測量(liàng)和間接測量;其用途有過程測(cè)量、過程(chéng)控製和裝置聯鎖。
常見(jiàn)的變(biàn)送(sòng)器有(yǒu)普通(tōng)壓力(lì)變送器、差(chà)壓變送器、單法蘭變送器、雙法蘭變送器、插入式(shì)法蘭(lán)變(biàn)送器等。
壓力變送器和差(chà)壓變送器單從(cóng)名詞上講測(cè)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(yā)力變送器,除測量壓力外,它還可(kě)以測(cè)量設備內的液位。
在常(cháng)壓容器測量(liàng)液位時,需用一台壓變即可。
當(dāng)測(cè)量受壓容器液(yè)位時(shí),可用兩台壓變,即測量下限一(yī)台,測量上限一台,它(tā)們的輸出信號可進行減法運算,即可(kě)測出液位,一般選用差壓變(biàn)送(sòng)器。
在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下(xià)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很寬,從絕壓0開始可以到(dào)100MPa(一(yī)般情況)。
2 壓力/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(jiàn)來(lái)測量流量,可以直接測量(liàng)受(shòu)壓容器的液位和常壓容(róng)器的液位以及壓力和負(fù)壓。
2.1 製作 從壓(yā)力和差壓變送器製作的結(jié)構上來分有普通型(xíng)和隔離型。
普通(tōng)型的測量膜盒為一個,它直接感受被(bèi)測介質(zhì)的壓力和差壓;隔離型的測(cè)量膜盒接受到的是一(yī)種穩定液(一般為矽油)的壓力,而(ér)這種穩定液是(shì)被密封在兩個膜片中間,接受被測壓力的膜(mó)片為外膜片。
原(yuán)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矽油的傳遞原封不(bú)動的將(jiāng)外(wài)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(jiè)質(zhì)離開設(shè)備後會產生結晶,而使用普通型變送器需要取出介質,會(huì)將導壓管和膜盒室堵塞使其不能(néng)正常工作,所以必須(xū)選用隔離型。
隔離型(xíng)通常作成法蘭(lán)式安(ān)裝,即在被測設(shè)備上開口加法蘭使變送器安(ān)裝後它的感應膜片是設備壁的一部分,這樣它不會取出被(bèi)測介質(zhì),一(yī)般不會造成結(jié)晶堵塞。
當被測介質需求結晶溫度(dù)較高時,可選用將膜片(piàn)凸出的結構(gòu),這樣可將傳感(gǎn)膜片插入到設備內部,從而感應到的介質溫度不會降低,這(zhè)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(tǐ)型。
遠傳型即外膜盒與測量(liàng)膜盒之間用(yòng)加強毛細管連接,一般毛細管(guǎn)為 3~5米,這樣外膜(mó)盒裝在設(shè)備(bèi)上,內膜盒及變送(sòng)器可以安裝在(zài)便於維(wéi)護的支架上;另一種形(xíng)式是外膜盒與變送器作成一體直接由法蘭安裝在(zài)設備上。
對於隔離型壓力變送器它還(hái)可以作成螺紋連接型(xíng),即(jí)外(wài)膜盒或外彈性元件可在安裝(zhuāng)螺(luó)紋的(de)前麵(miàn),隻要在(zài)被(bèi)測設備上焊接上內螺紋(wén)凸台,便可將變送(sòng)器直接擰到設備上,安裝非常方便(biàn)。
隔離型壓力/差壓變送器的製作複(fù)雜,材質要求高,所(suǒ)以(yǐ)它的價格通常是普通型(xíng)的3倍。
2.2 選型原則 在壓力/差壓變送器的選(xuǎn)用上主要依據:以被測介質的性質指標為準,以節約資金、便於安裝和(hé)維(wéi)護為參考。
如被測介質為高黏度易結晶(jīng)強腐蝕的場合(hé),必須選用(yòng)隔離(lí)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(dìng)要選好膜盒(hé)材質,否則使用後(hòu)很短時間就會將外膜片腐蝕壞,法(fǎ)蘭也會被腐蝕壞造成設備和人身事故,所以(yǐ)材質(zhì)選(xuǎn)擇非(fēi)常重要(yào)。
變送(sòng)器的膜盒材質有普通(tōng)不(bú)鏽鋼、304不鏽鋼、316L不鏽(xiù)鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。
在選型時要考慮被測介質的溫度(dù),如果溫度高一般為200℃~400℃,要(yào)選用高溫(wēn)型,否則矽油會(huì)產生汽化膨脹,使測(cè)量不準。
在選型時要考慮(lǜ)設備工作壓力(lì)等級,變送器的壓力等(děng)級必須與應用場合相符合。
從經濟(jì)角度上講,外(wài)膜盒及插入部分材質比較(jiào)合適,但連接法蘭可以選用(yòng)碳鋼、鍍鉻,這樣會節約很多資金。
隔離型壓力變送器選用是選用螺紋連接形式的,這樣既節約資金安裝又方便。
對於普通(tōng)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(yīn)為普(pǔ)通型壓(yā)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(lí)型大。
首先是保溫(wēn)問(wèn)題,在北(běi)方冬季零下,導壓管會結冰,變送器(qì)無法工作甚至損壞,這就需要增加伴(bàn)熱和保溫箱等。
從經濟角度上來講,選(xuǎn)用變送器時,隻要不是易結晶介質都可以采用普通型變送器(qì),而且對於低壓(yā)易結晶介質也可以加吹掃介質來間接測量(隻(zhī)要工藝允許(xǔ)用吹掃液或氣),應用普通型變送器就是要求維護人員(yuán)多進行定時檢查(chá),包(bāo)括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質是(shì)否正常、保溫(wēn)是否良(liáng)好等,隻要維護好,大繞包機量(liàng)使用普(pǔ)通型變送器一次性投資會節約很多。
從選用變送器測量範圍上來說,一(yī)般變送器都具有一定的量程可調範圍,將使用的量程範圍設在它量程的1/4~3/4段,這(zhè)樣精度會有保證,對(duì)於微差壓變送器來說(shuō)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(liàng)範圍遷移,根據現場安裝位置計算出測量(liàng)範圍和遷移量,遷移有正遷移和負遷移之(zhī)分。
目前,智(zhì)能(néng)變送器已相當普及,它的特點是精度高、可(kě)調範圍大(dà),而且調整非常(cháng)方便、穩定性好,選(xuǎn)型時應多考慮。
川儀橫河EJA、北(běi)京遠東1751、霍尼韋爾(ěr)ST3000、ARK800係列(liè)等,使用都非常可(kě)靠。
按照設計規範,在工程設計選型中,究竟采用氣動變(biàn)送器還是電(diàn)動變送器,因其各有特長,應(yīng)該根據裝置的具體條件進行綜合考慮和分析。
以下幾點可供(gòng)選用時參(cān)考(kǎo): 集中操作程度; 是否與DCS計算機相操作配合; 響應速度; 經濟性; 可靠性及使用維護方麵(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(xià)列(liè)條件以選用氣動儀表為(wéi)宜: 自變送器至顯示調(diào)節儀表間的距離較短,通常以不超過(guò)150m較為合適; 工藝物料是易燃(rán)易爆介質及(jí)相對濕度很大的場(chǎng)合; 要求儀表投資少; 一般中小型(xíng)企業要(yào)求易維修,經濟可靠; 在以電動儀表為主的大型裝置裏,有些現場(chǎng)就地調節(jiē)回路不要求引入中央控製室集中操(cāo)作。
下列條件以(yǐ)選擇電動儀表為宜: 變送器至顯(xiǎn)示(shì)調節(jiē)單元間的距離超過150m以上; 大型企業要求高(gāo)度集中(zhōng)管理(lǐ)的中央控製; 設置有DCS計算(suàn)機進行(háng)控製及管理的對象(xiàng); 要求響應速度快,信息處理及(jí)運算複雜的場合(hé)。
實際中,在現代化生產裝置中都(dōu)是發揮它們(men)各自的特點進行混合選(xuǎn)用的。
3 差壓變送器的選型 差壓變送器根據以下幾點選型: (1) 測量範圍、需要的精度及(jí)測量功能; (2) 被測介質(zhì)的物理化學性質和狀態,如強酸、強堿、粘稠、易凝固結晶和氣化等工況;
(3)測量儀表麵對(duì)的(de)環(huán)境,如石油化工的工業環境,有可燃(有毒)和爆炸危險氣氛的存在,有較高的環(huán)境溫度等;
(4) 操(cāo)作(zuò)條件的變化,如介質溫度(dù)、壓力、濃(nóng)度(dù)的變化。
有時還要考慮到從開車到(dào)參數達到正常(cháng)生產時,氣相和液相濃度和密度的變化; (5) 被(bèi)測對象容器的結構、形狀(zhuàng)、尺寸、容器內的(de)設備附件及(jí)各種進出口料管口都要考慮,如塔、溶液槽、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)地減少品種規格,減少備品備件,以利管理; (8) 其他要求,如環保及衛生等要求; (9) 實際的工藝情況: ① 考慮被測對象是屬於哪(nǎ)一類設備。
如槽、罐類,槽的容積較小,測量範圍不會太大(dà),罐的容(róng)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(dù),常規(guī)的差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選擇; ③ 對有些懸浮物、泡沫等介質可用單法(fǎ)蘭式差(chà)壓變送器。
有些易析出、易結(jié)晶(jīng)的用插入式雙法蘭式差壓變送器; ④ 對高黏度的介質的液(yè)位及(jí)高壓設備(bèi)的液位,由於設備無法開孔,可選用放射液位計來測量; ⑤ 除(chú)了(le)測量方(fāng)法上和技術上問題外,還有儀表投資問題。
綜上所述,變送器的(de)選型,從技術上要可行,經濟上要合理,管理上(shàng)要方便。
4 壓力變送器的選型方法 從物理學角度(dù)看,任何一個物體上受到的壓力都應包括大氣壓力和被測介質的壓力(一(yī)般稱為表壓)兩(liǎng)部分。
作用在被測物體上這兩部分壓力(lì)總和稱(chēng)為壓力。
P絕 = P表(biǎo) + 大氣壓 測量壓力的儀表稱為絕壓表。
對於普通(tōng)的工業壓力(lì)表測量的都是表壓值,也(yě)就是壓力(lì)與大氣壓的壓差值。
當(dāng)壓力大於大氣壓值時測得(dé)的表壓值為正值,稱為正表(biǎo)壓;當壓力小於大氣壓值時測(cè)得的表壓值為負值,稱為負(fù)表壓(yā),即真空度。
測量真空度的儀表稱為真(zhēn)空表。
1 為了保證壓力測量精度,最小(xiǎo)壓力測量值應高於壓力表測量量程的1/3; 2 對需遠距離測量或測量精(jīng)度(dù)要求較高的場合(hé),應選(xuǎn)擇壓力傳感(gǎn)器或壓(yā)力變送器; 3 在(zài)測量精度要求不高時,可選擇電阻或電感式、霍爾效應式(shì)遠傳壓力表; 4 壓力變送器、壓力開關應根據安裝(zhuāng)場所防爆要求合理(lǐ)選擇;
5 氣動基地式壓力指示調節(jiē)器適宜作(zuò)就地壓力指示調節。
5 壓力表的選型 (1) 量程選擇 在測穩定壓力時,一般壓力表最大量程選擇接近或大於正(zhèng)常壓力測量值(zhí)的1.5倍; 在測脈動壓力時(shí),一般壓力表最大量程選擇接近或大於正常壓力測量值(zhí)的2倍; 在測機泵出口壓力時,一般壓力表最大量程選擇(zé)接近機泵出口最(zuì)大壓力值; 在測高壓壓力時,一般壓力表最大量程選擇應大於(yú)最大壓力測量值的1.7倍; 為了保證壓力測(cè)量精度,最小壓力測量值應高於壓力表測量量程(chéng)的(de)1/3。
(2) 型(xíng)式選擇(zé) 測壓>0.4MPa時,可選用彈簧管壓力表; 測壓<0.04MPa時,可選用(yòng)波(bō)紋管和膜盒壓力表(biǎo); 測粘稠、易結晶、腐蝕性、含固體顆粒的場合,可采(cǎi)用膜片壓(yā)力表或附帶化學密封(fēng)裝置; 測蒸汽或高於60℃的介質壓力測量應選擇(zé)不鏽鋼壓力表(biǎo)或安裝冷(lěng)凝圈; 脈(mò)動壓力測量應附加阻尼器或耐震壓力表; 測含有粉塵氣體時應設置除塵器; 測含有液體的氣(qì)體壓力時應設置氣液分(fèn)離器(qì); 測(cè)某些(xiē)化工介質應選用壓力(lì)表:對含氨(ān)介質壓力測(cè)量采用氨用壓力表,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(yā)力采用抗硫壓力表; 高壓壓力表(大於10MPa)應有泄壓安全設施。