電容式差壓變送器三閥組
一、工作原理
壓力變送器是一種將氣體、液體等物理壓力轉(zhuǎn)換成氣動信號或電動信號進行控制和遠傳的設(shè)備。
它能感受到壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號(如4~20mADC等),以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。1.取壓口的位置選擇
二、應(yīng)用場所
壓力變送器是工業(yè)實踐中為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。
壓力變送器有電動式和氣動式兩大類。電動式的統(tǒng)一輸出信號為0~10mA、4~20mA或1~5V等直流電信號。氣動式的統(tǒng)一輸出信號為20~100Pa的氣體壓力。1、應(yīng)變片壓力變送器原理與應(yīng)用
力學傳感器的種類繁多,如電阻應(yīng)變片壓力變送器、半導體應(yīng)變片壓力變送器、壓阻式壓力變送器、電感式壓力變送器、電容式壓力變送器、諧振式壓力變送器及電容式加速度傳感器等。
8、注意保護變送器引出電纜但應(yīng)用為廣泛的是壓阻式壓力變送器,它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。
在了解壓阻式壓力變送器時,我們首先認識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應(yīng)變基體上,當基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時,電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小,一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋,并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU)顯示或執(zhí)行機構(gòu)。
2、 在安裝使用壓力變送器時需要對壓力變送器進行檢測,進行計量檢定,以防止壓力變送器在運輸途中損壞或震動,以破壞測量的準確度
三、金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖,它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。
7、保證密封性,不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象出現(xiàn),尤其是易燃易爆氣體介質(zhì)和有毒有害介質(zhì)根據(jù)不同的用途,電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計,但電阻的取值范圍應(yīng)注意:阻值太小,所需的驅(qū)動電流太大,同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高,不同的環(huán)境中使用,使應(yīng)變片的阻值變化太大,輸出零點漂移明顯,調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大,阻抗太高,抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
四、電阻應(yīng)變片的工作原理
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象,俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導體的電阻值可用下式表示:
式中:ρ——金屬導體的電阻率(Ω?cm2/m)
S——導體的截面積(cm2)
L——導體的長度(m)管道安裝也就是2“管,一般為平托式也有L型
連接導管的水平段應(yīng)有一定的斜度,以利于排除冷凝液體或氣體。當被測介質(zhì)為氣體時,導管應(yīng)向取壓口方向低傾;當被測介質(zhì)為液體時,導管則應(yīng)向測壓壓力變送器方向傾斜;當被測參數(shù)為較小的差壓值時,傾斜度可再稍大一點。此外,如導管在上下拐彎處,則應(yīng)根據(jù)導管中的介質(zhì)情況,在zui低點安置排泄冷凝液體裝置或在zui高處安置排氣裝置,以保證在相當長的時間內(nèi)不致因在導管中積存冷凝液體或氣體而影響測量的準確度。冷凝液體或氣體要定期排放。我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例,當金屬絲受外力作用時,其長度和截面積都會發(fā)生變化,從上式中可很容易看出,其電阻值即會發(fā)生改變,假如金屬絲受外力作用而伸長時,其長度增加,而截面積減少,電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時,長度減小而截面增加,電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓),即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情壓力變送器在安裝時請避免摔打、強烈沖擊
五、陶瓷壓力變送器原理及應(yīng)用1.取壓口的位置選擇
抗腐蝕的壓力變送器沒有液體的傳遞,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據(jù)壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標定,傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性,傳感器自帶溫度補償0~70℃,并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40~135℃,而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV,輸出信號強,長期穩(wěn)定性好。高特性,低價格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發(fā)展方向,在歐美有替代其它類型傳感器的趨勢,在也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力變送器。
六、擴散硅壓力變送器原理及應(yīng)用
工作原理
被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發(fā)生變化,和用電子線路檢測這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標準測量信號。
在工業(yè)現(xiàn)場使用時,建議使用金屬管保護或者架空 壓力變送器安裝處與測定點之間的距離應(yīng)盡量短,以免指示遲緩;壓力變送器在下列情況使用時應(yīng)加附加裝置,但不應(yīng)產(chǎn)生附加誤差,否則應(yīng)考慮修正1.取壓口的位置選擇