智能壓力變送器講解

在之前的文章中介紹了壓力儀表的分類(lèi),里面其實(shí)已經(jīng)介紹了很多的壓力測(cè)量?jī)x表知識(shí)(有興趣請(qǐng)移步《壓力儀表的分類(lèi)》)。本文對(duì)就地壓力儀表不再做介紹,注重講解遠(yuǎn)傳壓力儀表的相關(guān)知識(shí),現(xiàn)場(chǎng)普遍采用的是智能型壓力變送器(支持HART、FF等協(xié)議的變送器)。

一.壓力單位的換算

初中物理學(xué)過(guò)mm水柱、mm汞柱、大氣壓等相關(guān)知識(shí)物理知識(shí),但是工業(yè)使用的壓力單位是Pa、kpa、Mpa,他們之間如何換算呢?

1mmH2O≈9.81Pa 1000mmH2O≈9.81kPa

我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)有時(shí)候會(huì)估算壓力變送器受到的壓力,普遍會(huì)采用1米水≈10kPa,但是實(shí)際計(jì)算量程和遷移量時(shí)請(qǐng)按照實(shí)際壓力值計(jì)算。

1mmHg=133.322Pa 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mm汞柱

還記得上學(xué)時(shí)期意大利科學(xué)家托里拆利進(jìn)行了玻璃管實(shí)驗(yàn)首次證實(shí)了標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為760mm汞柱。

托里拆利實(shí)驗(yàn)

1工程大氣壓(kgf/cm2)≈98.1kpa

1公斤的力垂直作用在1平方厘米的單位面積上所產(chǎn)生的壓力,我們常說(shuō)壓力多少公斤就是由此進(jìn)行換算的,估算時(shí)常用1kgf/cm2=100kpa。實(shí)際應(yīng)用計(jì)算時(shí)請(qǐng)使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。

1物理大氣壓(atm)=101.325kpa

這是我們常說(shuō)的大氣壓與我們生活息息相關(guān),海拔每升高100米,大氣壓就下降5毫米汞柱(0 67千帕),氧分壓亦隨之下降1毫米汞柱左右(0.14千帕)。所以登高山時(shí)需要備一臺(tái)氧氣瓶而在高山上煮食物因壓力過(guò)低無(wú)法將食物煮熟,這時(shí)候需要一個(gè)高壓鍋。

1巴(bar)=100kpa

二、壓力表示的轉(zhuǎn)換關(guān)系

下面這個(gè)圖應(yīng)該不陌生,這是壓力之間轉(zhuǎn)換的最直觀的方法了。

絕對(duì)壓力:絕對(duì)零壓為基準(zhǔn)來(lái)表示的壓力,用abs表示,一般在單位后面加a即:kpaa

表 壓:以大氣壓為基準(zhǔn)表示的壓力 P表=P絕-P大

負(fù) 壓:被測(cè)介質(zhì)的壓力低于大氣壓,壓力表所測(cè)得的壓力為負(fù)壓

真空度:P真 =P大-P絕

假如一臺(tái)壓力變送器量程為200Kpa:

①如果工藝測(cè)量絕對(duì)壓力:儀表量程范圍可以設(shè)定為0-200Kpaa,儀表的負(fù)壓室是密封的,負(fù)壓室存在一個(gè)大氣壓力(atm)即101.3kpa。

儀表最低指示為0kpaa,就是絕對(duì)壓力0kpa,工藝系統(tǒng)此時(shí)處于負(fù)101.3kpa絕對(duì)真空下。當(dāng)儀表處于大氣壓環(huán)境時(shí)儀表指示101.3kpaa就是一個(gè)物理大氣壓(atm)。

②如果工藝測(cè)量表壓:此時(shí)儀表的量程范圍可以設(shè)定為0-200kpa,儀表的負(fù)壓室是與大氣相連的。

當(dāng)儀表處于大氣壓環(huán)境時(shí)儀表指示0kpa。

當(dāng)工藝系統(tǒng)壓力超過(guò)200kpa時(shí),便達(dá)到了儀表的指示上限無(wú)法正常顯示工藝的實(shí)際壓力。

③如果工藝測(cè)量負(fù)壓:此時(shí)儀表的量程范圍可以設(shè)定為-10--190kpa。

不管測(cè)量哪種工藝壓力,一定要按照工藝要求選擇合適的儀表膜盒類(lèi)型,只要選擇好儀表本體的測(cè)量范圍才能更好的應(yīng)用于工況的壓力測(cè)量。

三、智能壓力變送器測(cè)量原理

智能壓力變送器主要有yokogawa橫河-、Rosemount 羅斯蒙特、Siemens西門(mén)子等廠家,

智能壓力變送器特點(diǎn):

具有遠(yuǎn)程通訊的功能、依靠手操通信器、用戶(hù)可在現(xiàn)場(chǎng)或控制室設(shè)定變送器各種參數(shù)、使用維護(hù)方便、長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

每個(gè)廠家都有自己的特有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能壓力變送器的精確測(cè)量,如EJA系列傳感器采用硅諧振測(cè)量原理、3051系列傳感器采用雙板電容的測(cè)量原理。

四、結(jié)構(gòu)類(lèi)型

智能型壓力變送器結(jié)構(gòu)類(lèi)型分為導(dǎo)壓管測(cè)量、單法蘭測(cè)量、雙法蘭測(cè)量等結(jié)構(gòu)。沒(méi)有優(yōu)劣的區(qū)分,主要是不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型用于不同的工況測(cè)量。

導(dǎo)壓管測(cè)量:應(yīng)用于空氣、氮?dú)?/span>、蒸汽、無(wú)毒無(wú)害液體等介質(zhì)

單法蘭測(cè)量:應(yīng)用于氣體(蒸汽除外)、各類(lèi)介質(zhì)等

雙法蘭測(cè)量:主要應(yīng)用各類(lèi)介質(zhì)的液位、流量、系統(tǒng)壓差等

羅斯蒙特

EJA

五.安裝要點(diǎn)

①法蘭及導(dǎo)壓管安裝

1、壓力取源部件安裝在管道上時(shí),要安裝在流速均勻處。

2、壓力與溫度取源部件在同一管段上時(shí),壓力取源部件應(yīng)在溫度取源部件的上游側(cè)。

3、法蘭式壓力變送器所使用的墊片內(nèi)徑必須大于膜盒外徑,否則將會(huì)擠壓膜盒造成指示錯(cuò)誤;毛細(xì)管彎曲處其彎曲半徑不小于15cm(嚴(yán)禁出現(xiàn)死彎)。

4、測(cè)量氣體壓力時(shí),取源部件應(yīng)在工藝管道的上半部;測(cè)量液體壓力時(shí),取源部件應(yīng)在工藝管道的下半部與工藝管道的水平中心線(xiàn)成0~45度夾角的范圍內(nèi);測(cè)量蒸汽壓力時(shí),一般配套蒸汽冷凝罐,取源部件應(yīng)在斜上45°或水平安裝,其中靶式流量計(jì)優(yōu)先選用水平安裝。

5、導(dǎo)壓管水平敷設(shè)時(shí),必須有一定的斜度,一般情況下要保持1:10~1:20的斜度,管內(nèi)介質(zhì)為氣體時(shí),在最低位置要有排液裝置;管內(nèi)介質(zhì)為液體時(shí),在最高位置要有排氣裝置。

6、對(duì)液體流量測(cè)量,變送器應(yīng)被安裝得低于管道取壓口位置;對(duì)氣體流量測(cè)量,變送器應(yīng)被安裝得高于管道取壓口位置。

②變送器安裝:

1、確保使用的墊片內(nèi)徑大于雙法蘭檢測(cè)膜片內(nèi)徑,防止檢測(cè)膜片受外力擠壓損壞。

2、安裝時(shí)不要將膜片面朝下放置在地面上,防止損傷檢測(cè)膜片。臨時(shí)固定膜盒時(shí),不允許使用鐵絲懸掛,必須使用螺栓固定。

3、安裝儀表法蘭時(shí),一定要確認(rèn)好雙法蘭的高(液相)、低壓側(cè)(氣相),測(cè)量法蘭引出的金屬硬鋼管需朝下安裝。

4、毛細(xì)管應(yīng)有保護(hù)措施,避免扭曲、擠壓及施加過(guò)大應(yīng)力,使用鍍鋅角鋼作為保護(hù)支架。

5、壓力變送器在安裝時(shí)應(yīng)使低壓側(cè)保持通暢,無(wú)任何阻礙。

6、設(shè)備吹掃、打壓時(shí)要關(guān)閉膜盒取壓閥,必要時(shí)需拆下儀表測(cè)量法蘭,避免損壞膜盒。

7、壓力變送器投用時(shí)要注意三閥組五閥組的啟閉順序。

③閥組注意事項(xiàng):閥組分為三閥組和五閥組

三閥組和五閥組投入使用的步驟:

打開(kāi)平衡閥,使高低壓側(cè)同時(shí)受壓。

打開(kāi)高壓側(cè)截止閥。

關(guān)閉平衡閥。

打開(kāi)低壓側(cè)截止閥。

注:打開(kāi)高低壓側(cè)截止閥時(shí),應(yīng)先松開(kāi)一圈后確認(rèn)儀表側(cè)連接無(wú)泄漏后再將閥門(mén)全開(kāi)。

三閥組和五閥組停用步驟:

關(guān)閉低壓側(cè)截止閥。

打開(kāi)平衡閥。

關(guān)閉高壓截止閥。

關(guān)閉平衡閥。

注:三閥組的操作原則就是避免測(cè)量?jī)x表受熱或單向受壓,不能讓導(dǎo)壓管或隔離罐中的隔離液消失。

壓力變送器的相關(guān)知識(shí)講解到這,因?yàn)楦鱾€(gè)廠家的參數(shù)設(shè)置不一樣,無(wú)法一一做講解。如有需要可以私信我。

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